浅谈钻芯法检测混凝土强度技术在建筑工程中的应用
2015-03-31
在今天的中国，正处在经济快速发展的时期，人民的生活水平也日益提高。各种现代化的建筑在祖国大地上如雨后春笋般拔地而起。但是，近年来，在建筑工程遍地开花的同时，建筑工程的质量也一直为人们所诟病。混凝土作为建筑工程中不可或缺的原材料，其质量与建筑工程的安全息息相关。混凝土强度是混凝土结构或构件承载能力等性能的关键因素。所以说，混凝土强度对于建筑工程来说，是十分重要的。在建筑工程中，关于混凝土强度的检测一定要做到位。检测混凝土强度的方法有很多种，在本文中主要探讨钻芯法这种检测技术在建筑工程中的应用。
混凝土强度的钻孔取样法是直接从构件上钻取芯样,并进行抗压强度测试,属于微破损检测方法.由于钻芯法的测定值就是圆柱状芯样的抗压强度,它与标准立方体试块抗压强度之间,除了进行必要的尺寸修正外,不需进行某种物理量与待测量之间的换算,被国内外专家普遍认为是已有结构混凝土强度评定和内部状况直观检查的可靠方法。
1钻芯法的选用条件
钻芯法检测混凝土强度，一般来说，并不是首选方法，而是在回弹法不适用时，或者是对其他非破损测得的数据有怀疑时，才采用这种方法。随着技术的发展，人们对建筑工程的质量要求越来越高，对检测精度的要求也越来越高，这时，选择钻芯法就更为适合了。而且现在高强度的混凝土在建筑工程也得到了越来越广泛的应用，使得钻芯法的地位更为突出。现在，钻芯法已经成为评价混凝土强度的重要方法。选择使用钻芯法检测混凝土强度时，都一定的适用范围，当有下列情况时，一般是选用钻芯法更为合理：一是试块抗压强度的测试结果不正常，或是对测试结果有所怀疑时，又或者是对其他非破损测试强度时取得的数据有所怀疑时，采用钻芯法；二是如果被检测的建筑物已经使用多年了，具有一定的历史，这时如果需要检测构筑物中混凝土的强度时，采用钻芯法；三是混凝土并没有一直储存在正常的气候条件下，而是遭受了火灾、冻伤、化学侵蚀或者是其他损害时，采用钻芯法；四是由于一些相关因素导致的质量问题，比如因材料、施工或者是养护不当造成的质量问题，也采用钻芯法检测。
钻芯法并不是万能的，它有它本身的局限性。在使用钻芯法检测的过程中，对钻心位置的选择和数量的确定等都会受到不同程度的限制。在操作的过程中，会对混凝土构件产生一定的破坏，而且操作复杂，成本也随之提高。所以说，一般不是到了必要的时候，在工程检测中这种方法不会大量使用。
2现场钻心位置的选择
钻芯位置的选择是非常关键的，因为混凝土构件对于整个建筑工程来说是支撑结构，如果在钻心时，钻到了关键的部位，影响到了整个混凝土构件，后果将是不堪设想的。所以，作为工程检测鉴定的专业技术人员，他们需要具备充分的专业知识，对建筑工程的结构设计和施工的基本原则有基本了解。在选择钻芯位置时，也是基于对混凝土构件有足够的了解之上的。第一，在实际的工程中，混凝土结构或是构架有很多类型，选取钻芯的部位也是不尽相同的。如果是同层次、同混凝土强度等级，同浇筑日期的相同类型的结构或构件，在选择钻芯部位时，要选择一些不是主要承力的部位，或者说是一些受力较小的构件来作为钻取芯样。比如说，一些跨度或者是高度较小的构件作为钻取芯样就较为合适。第二，混凝土构件都会有一个混凝土梁，对力学有一定了解的人都知道，梁的受力图形为余弦波状。分析梁中间部位截面的受力情况，我们可以知道截面的上部受压下部受拉。再分析梁受剪力的情况，我们会发现在梁两端13-14跨度范围内，受到的剪力较大，梁的上部受压，而且在这个部位，常有抗剪弯筋。在选取钻芯部位时，选在距梁两端13-14跨度部位、梁身中下部。第三，当在混凝土柱上选取钻芯部位时，无论是轴向受力或是偏心受力柱，都可以将钻芯部位选在混凝土柱上。柱中也就是在纵横线交点处，在混凝土施工的过程中，都是从下到上进行浇筑的。当振动完成后，由于重力的作用，在柱的下半部会积累较多的石子，柱的上部石子则会偏少。所以说，柱的下半部的强度会比上半部高。混凝土柱中还有一些是偏心受力柱，对于这些受力柱来说，我们可以通过计算得知，弯矩最小值大致在柱中位置。所以，在混凝土柱上选取钻芯部位时，往往会选择是柱中部位，这都是有科学依据的。柱中部位作为钻芯点，既能代表该柱混凝土的实际质量，有可以最大程度上减少柱的损伤。
3钻芯在检测中遇到的问题及解决方法
钻芯法检测混凝土强度将是应用在未来建筑工程中的主流方法，因此，解决现在钻芯在检测中遇到的问题是尤为必要的，为未来钻芯法更好的应用打下基础。在实际检测的过程中，钻筒是处在高速运转的状态的，这种状态会使得混凝土产生强烈的摩擦抖动。带来的后果是钻芯机慢慢变松，摩擦抖动越快，变松得越快，渐渐的，钻筒与结构面就不垂直了。在这样的钻芯机中出来的芯样，会存在较多的问题，比如芯样裂缝、少角、缺边、错位、倾斜、喇叭口变形、端面与轴线的不垂直度超过2度等，这些缺陷都是有可能出现的。有时甚至会出现打断钻头的钢齿的情况。这些问题都是在钻芯法中存在的。带有缺陷的芯样也是非常影响检测结果，造成混凝土检测强度与实际强度偏差较大。这样的检测结果出来后，势必会影响检测人员对建筑工程作出正确的评价，有时甚至会出现误判，这样导致的后果是非常严重的。所以，为了尽可能避免这些问题出现。钻芯机在工作时，一定是要固定的，而且要选择合适的环境要进行钻芯操作。施工现场周围的具体环境需要与钻芯工作相配合，所选取的混凝土的强度范围也需要是合适的，一般是不宜在强度低于10MPa的混凝土上钻芯，因为当强度低于这个值时，钻芯机比较难固定，影响钻芯完成质量。在钻芯机主轴的旋转轴线与被钻芯样的混凝土表面相垂直的情况下，钻芯工作才能开始进行。
4不容忽视的几点问题
（1）钻取楼板一类的构件，钻取芯样后应切去明显的浇筑面，浇筑面强度不同于混凝土构件强度；绝对避免在混凝土施工缝处即二次混凝土浇捣结合处钻取芯样，此处混凝土不具有代表性；钻芯时钻筒壁离钢筋的距离应大于钢筋直径，以免影响钢筋和混凝土的粘结力或切断钢筋；要避开主筋、预埋件和管线的位置，并尽量避开其它钢筋。
（2）芯样在试验前一定要对其几何尺寸作下列测量：平均直径、芯样高度、垂直度、平整度等，这点在实际检测过程中最容易被忽视。
（3）结构或构件钻芯后所留下的孔洞要及时修补，很多人认为这不影响结构安全和美观，不必修补。如果没有修补回造成孔洞周围的钢筋保护层不够，容易锈蚀。
5总结
在实际的建筑工程中，检测混凝土强度的方法有很多，钻芯法只是其中之一，但是随着建筑工程发展的趋势，对建筑工程本身的要求越来越多，对混凝土强度的要求也越来越高。在这种趋势下，钻芯法在未来建筑工程的应用会越来越多。在本文中，笔者针对钻芯法的选用条件，对钻芯位置的选择，以及在钻芯的过程中会出现的问题和解决方法等，都给出了自己的看法。旨在抛砖引玉，希望更多有识之士参与其中进行探讨，来使得混凝土强度检测技术更为先进和科学。
