建筑混凝土结构的检测

【摘 要】混凝土强度的检验是工程质量控制的重要环节。在实际检测检验中，需要对规范、规程的要求真正理解掌握，并根据实际工程的特点选择相适应的检测方案。灵活掌握和应用建筑结构检测技术，可以取得事半功倍的效果。钻芯法是目前现场检测混凝土强度中最直观、可靠、检测精度较高的检测方法，最能真实地反映被检测混凝土构件的实际质量和存在差异，是工程评定和质量评估的重要依据。

【关键词】混凝土结构；钻芯法；检测

前言

建筑混凝土结构的检测是一项严谨的科学实践活动， 不同于一般的工程操作， 它结合了建筑科学、化学、材料学、物理学、电子学等， 是一项学科交叉性较强的实践活动。混凝土混凝土强度的检测是建筑结构检测的一个重要组成部分，混凝土混凝土强度的检测方法可分为非破损法和半破损法，相对非破损检测方法和其它半破损检测方法而言，钻芯法由于具有不受混凝土龄期限值、测试结果误差范围小、直观、能真实地反映混凝土强度等诸多优点，因而在实际工程中得到了广泛的应用。采用钻芯法获得的混凝土推定强度，更是对混凝土结构、构件质量进行评定、验收，以及有关部门做出对工程实物是否需要加固处理和如何进行加固处理的一个主要依据。所用的检测仪器必须通过计量检定，检测操作应符合相应规程规定。所检测数据和结论应真实、可靠、有效，做到公平、公证、公开，才能供建筑结构工程质量评价、设计复核验算以及建筑结构性能鉴定等采用。

1 混凝土抗压强度实体结构检测

1.1 混凝土抗压强度实体结构检测的原因

（1）当未能按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204 要求留置试件或对其结果有怀疑时；

（2）当个别构件表面存在质量缺陷（如蜂窝、麻面、露筋、裂缝等），对该构件是否达到设计所要求的强度等级产生怀疑时；

（3）材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时；

（4）混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其它损害时；

（5）需检测经多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度而进行的混凝土检测；

（6）建筑工程混凝土结构现场实体质量监督抽检。

1.2 实体检测方法

混凝土抗压强度的实体检测方法，根据国家现行规范、标准可采用回弹法、超声回弹综合法、后装拔出法、钻芯法、钻芯修正法等方法进行检测。

1.3 实体检测

混凝土抗压强度实体检测，根据工程实际情况确定，一般采用钻芯法进行检测，因它能较准确的反映出混凝土结构实体的真实强度，是在相应分项工程验收合格、过程控制使质量得到保证的基础上进行的一项验证性检查，检验实体混凝土强度是否满足设计要求，从而保证结构安全。

2 混凝土抗压强度钻芯法检测

2.1 构件检测抽样应符合下列规定

（1）混凝土强度等级相同；

（2）原材料.配合比.成型工艺、养护条件基本一致和龄期相近；

（3）构件类别相同；

（4）所选构件具有代表性。

2.2 结构构件检测抽样的方案最小样本容量应符合表 1 的限定值

表 1 结构构件抽样检测的最小样本容量

注：检测类别 A 适用于一般施工质量的检测，检测类别 B 适用于结构质量或性能的检测，检测类别 C 适用于结构质量或性能的严格检测或复检。

2.3 使用标准芯样试件

抗压试验的芯样试件直径宜使用标准芯样试件，其公称直径不宜小于粗骨料最大粒径的3倍；也可采用小直径芯样试件，但其公称直径不应小于70mm 且不得小于骨料最大粒径的2倍。但在实际工程检测中，应要根据粗骨料粒径和结构配筋率选取最合适钻芯直径，提高了芯样成效质量与构件实际情况相近，有利于芯样试件的数据更真实、更准确、更能反映工程实际质量情况，发现问题。

2.4 芯样宜在结构或构件的下列部位钻取

（1）结构或构件受力较小的部位，在实际操作过程中，根据结构力学知识，选择受力较小的构件，确定弯矩最少处，约柱的中部、梁的跨度 1/3 处；

（2）混凝土强度质量具有代表性的部位，混凝土是从下到上进行浇捣的，振捣后，下半部石子则偏多而上半部则偏少，一般说来下半部的混凝土强度要高于上半部；

（3）便于安放和操作钻芯机的部位，钻芯机安放最好在距离工作面 1.5m 以下，便于安全操作；

（4）避开主筋、预埋件和管线的位置，并尽量避开其他钢筋，当结构配筋率比较高，可采用 75mm 内径钻头钻取芯样来作抗压试验。

2.5 安放钻芯机的就位时应注意以下方面

（1）安放钻芯机底座时，最好使整个底座与构件表面完全贴紧后才拧紧膨胀螺丝，然后调整底座的四个螺丝钉，使底座牢固贴紧构件表面，最后才能开始钻芯，否则钻出来的芯样会出现“香蕉型”或“竹节型”等缺陷，造成混凝土检测强度与实际强度偏差较大，影响对结构作出真实评价，导致出现误判。

（2）如要安放钻芯机的底座在已批挡乳胶漆层上或瓷砖上时，底座紧贴的位置附近应不要弄湿，否则底座与构件接触面处摩擦力减少，紧固后的底座会在钻芯机高速旋转过程中会出现滑移，难以钻取芯样，或芯样出现喇叭口变形缺陷，影响芯样真实抗压强度。

2.6 钻芯机操作过程应注意以下方面

（1）开始钻芯，推进进刀杆使钻头慢慢接触混凝土表面，防止钻头过快局部碰撞构件表面，导致钻头损坏，轻压进刀杆前进钻入约 5mm 深，保持轻微力道操作进入，钻芯过程必须确保供水冷却钻头。

（2）钻芯时要控制好冷却水的流量，要达到一定流量，最宜为 3～5L/min，才能排除混凝土碎屑，减少摩擦，进钻顺畅；当冷却水流量不足时，不要强行进钻太快，要适当减慢，往反进退刀杆，否则混凝土碎屑会变稠，粘住钻头，难以进钻，甚至卡机，损坏钻机。

2.7 芯样应注意

芯样取出时应利用一字螺丝刀沿着钻缝插入，螺丝刀直径不宜太大，宜稍大于钻头嘴壁厚即可，用锤子沿同一轴线敲击螺丝刀尾部，使其缓缓进入，达到芯样尾部断裂。注意螺丝刀进入钻缝内的长度要尽可能的深，如达不到一定深度，芯样可能在中部断开，达不到芯样加工的有效长度。

2.8 芯样试件应符合下列要求

（1）标准芯样试件，每个试件内最多允许有 2 根直径小于 10mm 的钢筋；

（2）公称直径小于 100mm 的芯样试件，每个试件内最多只允许有一根直径小于 10mm 的钢筋；

（3）芯样内的钢筋应与芯样试件的轴线基本垂直并离开端面 10mm 以上。

2.9 芯样应进行端面处理

锯切后的芯样应进行端面处理：宜采取在磨平机上磨平处理，但应保证芯样试件尺寸在规范规定的高径比范围内。当端面存在局部残缺时，可用采用水泥净浆补平，待水泥净浆达到一定强度后，再在磨平机上磨平。

2.10 芯样试件的几何尺寸测量

芯样试件的尺寸对混凝土抗压强度存在影响，在试验前一定对其几何尺寸测量。

（1）芯样直径用游标卡尺测量芯样中部，在相互垂直的两个位置上， 取其二次测量的算术平均值，精确至0.5mm；

（2）芯样高度用游标卡尺进行测量，在芯样端面上旋转 90 度测量二次，取其二次测量的算术平均值，精确至1mm；

（3）垂直度用游标量角器测量两个端面与母线的夹角，精确至 0.1°；

（4）平整度用钢板尺或角尺紧靠在芯样端面上，一面转动钢板尺，一面用塞尺测量与芯样端面之间的缝隙。

2.11 芯样试件尺寸偏差及外观质量

芯样试件尺寸偏差及外观质量应符合下列规定，相应的测试数据才有效。

（1）芯样试件的实际高径比（H/d）应不小于要求高径比的 0.95 或不大于 1.05；

（2）沿芯样高度任一直径与平均直径相差不超过2mm；

（3）芯样端面的不平整度在 100mm 长度内不超过0.1mm；

（4）芯样端面与轴线的不垂直度不超过 20；

（5）芯样不应有裂缝或有其他较大缺陷。

2.12 芯样抗压强度试验要符合下列要求

（1）芯样试件应在自然干燥状态下进行抗压试验，一般须自然干燥 7 天；当结构工作条件比较潮湿，如需要确定在潮湿状态下混凝土的强度时，芯样试件宜在20±5℃的清水中浸泡 40～48 小时后，从水中取出后立即进行抗压试验；

（2）芯样试件的抗压强度试验应按国家现行标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081 中对立方体试块抗压强度试验的规定进行。

2.13 芯样抗压强度数据处理和结果判断

（1）数据处理

①单个构件混凝土抗压强度值按下式计算：

fcu，cor=Fc/A式中：

fcu，cor___芯样试件的混凝土抗压强度值（MPa）；

Fc___芯样试件的抗压试验测得的最大压力（N）；

A___芯样试件抗压截面面积（mm2）。

②检测批的混凝土抗压强度推定值应具有 90%保证率的标准强度（错判率和漏判率均为 0.05 分位值）推定区间的上限值和下限值按下列公式计算：

上限值 fcu，e1=fcu，cor，m-K1Scor

下限值 fcu，e2=fcu，cor，m-K2Scor

平均值=

标准差=

式中 fcu，cor，m___芯样试件的混凝土抗压强度平均值（MPa），精确至 0.1MPa；

fcu，cor，i___单个芯样试件的混凝土抗压强度值（MPa），精确至 0.1MPa；

fcu，e1___混凝土抗压强度推定上限值（MPa），精确至 0.1MPa；

fcu，e2___混凝土抗压强度推定下限值（MPa），精确至 0.1MPa；

K1，K2___推定区间上限值系数和下限值系数；

Scor___芯样试件抗压强度样本的标准差（MPa），精确至 0.1 MPa。

（2）结果判断

①单个构件强度推定值的确定：有效芯样试件的数量不应少于 3 个；对于较小构件，有效试件的数量不得少于 2 个，不再进行数据的舍弃，而应按有效芯样试件混凝土抗压强度值中的最小值确定。

②抽样检测批结果的推定区间上限值与下限值之差不宜大于 5.0MPa 和推定区间上限值与下限值算术平均值的 10%两者中较大值。当满足推定区间两条限制要求时，以推定区间上限值作为检测批混凝土标准强度推定值；当不满足时，可提供单个检测结果，需对某一构件混凝土强度进行评定时，该构件钻取芯样数量应符合单个构件的检测标准。

3 结束语

毕竟钻芯法检测是一种局部破损的检测方法，对构件结构存在一定的损害，如取样部位不当，轻则削弱构件承载力，重则损伤主筋或钻断主筋，且操作过程较为笨重，费时、费力。为避免对结构安全造成影响，提高工作效率，结构现场检测仪器及技术的应不断创新、发展，对工程质量的检测、处理方面，具有十分重要意义。随着科学的不断发展，许多新材料被工程所应用，建筑结构设计的不断改进，迫使测量仪器小型化、智能化，测试精度提高，不断改进操作方法，使其日趋简单、高效，以保证现场检测的需要，适合更复杂、大面积建筑工程质量的检测。

参考文献：

[1]张治泰，李乃平.关于钻芯法检验结构混凝土强度问题.工程质量，2003.

[2]谢建军.建筑结构检测试验鉴定研究[J].大众科技，2006.