摘要：在工程施工过程中，混凝土强度将会直接决定混凝土的施工质量，因此需要对混凝土强度进行系统的检测与评定。而钻芯法检测开始被广泛应用，本文通过钻芯质量检测方法对混凝土灌注桩的成桩质量进行具体分析，并且针对钻芯法在应用中存在的问题提出解决措施。
关键词：混凝土强度；钻芯法；检测与评定
一、混凝土强度钻芯法检测与评定的方法
（1）钻芯取样部位的选择
钻芯法检测评定运用实践中，首先需要选取芯样，而通常情况下芯样的钻取需从以下部位进行：结构或构件较小受力的部位；能够代表混凝土强度质量的部位；有利于安放并操作钻芯机的部位；将主筋、管线、预埋件避开的位置，并尽量与其他钢筋避开。采用钻芯法与其他方法进行强度的综合测定时，钻芯部位需处于该方法的测区或是与测区相隔很近。固定钻机进行芯样钻取时，需将芯样取出并编号，随后将被取芯样构件名称、方向及位置记录。需及时修补钻取结构物芯样后存在的孔洞，以为其正常工作提供保障，倘若在选取受压区混凝土时出现了错误，不但会在一定程度上影响混凝土构件的性能，同时也会对其安全功能造成影响。
（2）芯样选取的尺寸规定
芯样试样的选取直径通常以 100mm 为主，且芯样试样的高度、厚度比例宜为 1 ∶ 1，直径最小应在骨料最大粒径 3 倍以上，但是在操作实践中，需以具体检测需求为根据合理选择。以粗骨料最大粒径及其结构配筋率为根据设计芯样尺寸，倘若不对实际情况予以考虑，仅是盲目的以最大直径为芯样，哪怕是借助钢筋定位仪器定位，也时常会有主筋受损、主筋被钻断的情况发生。特别是部分公路高架桥梁中，由于具备较高的结构配筋率，间距通常以 100 ～ 150mm 为主，而在钢筋直径、位置偏差的影响下，钻取芯样时难以将主筋避开，如此一来不但会对钻取仪器钻头造成影响，同时还会使后期修复产生较大困难。
（3）芯样加工及抗压
在锯切芯样时，注意控制芯样的锯切速度，锯切速度过快会出现粗骨料与混凝土界面产生松动、微小裂缝、芯样掉角等。锯切后的芯样端面处理，宜采用磨平机磨平端面；当芯样端面在补平时注意所用材料，不同材料所补平的厚度不同，在补平过程中及时测量补平层厚度和端面水平，确保补平厚度、平整度满足标准规范要求，芯样加工后的高径比在0.95~1.05 之间。对需要泡水的芯样试件，在端面补平处理后，应等端面材料完全干燥后再泡水，在 20±5℃的清水中浸泡40~48h，取出后立即试验。
芯样抗压强度试验，芯样试件应放置在半球形支座上，芯样轴心线与试验机的应力中心线重合，确保芯样在抗压时处于水平状态、轴心受压、压力均匀分布。芯样抗压试验速率控制应按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081中的立方体试块抗压试验方法进行。
（4）钻芯仪器的位置设定
在进行混凝土强度检测与评定过程中，需要对钻芯机的位置进行科学、合理的固定，但是该步骤经常被工作人员所忽视。钻筒在高速运转的情况下，会与混凝土发生强烈的摩擦，当遇到强度较低的混凝土时，会对钻芯机的固定产生一定的影响。在钻芯机固定过程中，要对钻芯设备进行动态检查，主要查看其是否存在松动现象，一旦发现要及时采取有效措施给予调整。在进行混凝土钻芯过程中，要确保被钻取的混凝土芯样表面与钻芯机的主轴旋转轴线保持垂直状态，只有这样才允许钻芯取样。如果遇到混凝土强度 ＜10 MPa 时，要停止钻取工作，避免对钻芯仪器固定效果产生不利影响。
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二、芯法检测与评定的若干问题
（1）钻芯本身的结构问题
钻机在钻进过程产生功率，在对混凝土进行取样时，钻头具有迅速的机械做功性质，因此会产生不规则的振幅，在振幅的影响下，混凝土芯样自身的结构就会受到肉眼看不到的损伤，导致检测事故，为了避免这种现象出现，检测人员在挑选芯样时，需注意钻机及设备参数是否满足要求，机长的操作流程是否规范、技术是否娴熟。除钻机、水泵、孔口器、导向器等设备和钻机操作人员应满足要求外，钻机的正确安装也非常重要。就钻机的基础安装工作来讲，由于受检测地理条件的限制，会存在不能完全保证钻机的底座与水平面保持平衡的问题，导致检测失效的同时也破坏了钻芯样本的内部层次。机长、芯样加工人员等相关人员不了解钻芯的检测流程，则会导致检测结果不能真实、准确的反应成桩质量。
（2）混凝土合格性及推定强度判定问题
通常情况下，钻芯法适用下述两个方面：①用于确定新建不久或在建（施工中）混凝土的结构强度，如果发现混凝土结构质量或混凝土试块强度存在问题时，可以借助钻芯法对混凝土强度进行检测与评定。②对服役多年的混凝土强度进行检测与评定，其一般需要借助钻芯法来了解和掌握现役混凝土的实际强度，并根据检测结果来确定其是否需要进行加固处理。不管实施哪一方面的检测，其最终的目的都是对混凝土实际强度进行判定，以查看其是否满足使用要求，该过程中通常是以混凝土强度推定值为基础进行的。
虽然我国存在多个与混凝土强度检测与评定相对应的技术规程，并在此基础上制订了一套计算混凝土强度推定值的方法，但是这些方法缺乏一定的统一性，导致最终检测结果存在误差。在对混凝土强度进行检测与评定阶段，对于推定值 fcu．e 的定义，不同的规范所制定的表述方法存在一定的差异，导致不同检测单位及工作人员对混凝土强度推定值的理解存在一定的差异。一些检测人员认为混凝土强度推定值实际上就是fcu． e，其能够反映检测龄期下混凝土的实际强度。国内外大量的研究发现，与立方体试件混凝土强度相比，钻芯法测定的混凝土强度确实存在一定的差异，造成这种差异的原因可能是不同国家所采用的强度修正系数 K0 不同所致。
（3）获取钻芯样本的缺点
芯样试件的质量以及抗压强度等都是混凝土桩身质量的体现，因此在检测过程中，检测人员要认真对待芯样试件的选取，与上一段不同的是，在芯样试件获取的过程中，挑选过于小的钻头，对钻芯样本的检测不具有等比例性质的检测效果，往往会造成检测结果偏差较大。不同类型的基桩检测，首先要明确钻芯机械的设备设施，才能够针对技术问题进行改进研究
三、如何避免钻芯样本获取过程中出现的问题
为了符合规范要求，受检桩的钻孔位置需符合相关规定：当钻芯孔为 1 个时，宜在距桩中心 10～15cm 的位置开孔；当钻孔为 2 个或 2 个以上时，开孔位置宜在距桩中心 0.15～0.25D 范围内均匀对称布置；当钻芯为一个孔时，规定宜在中心 10～15cm 的位置开孔，一是考虑导管附近的混凝土质量相对较差、不具有代表性，二是方便验证时的钻孔位置布置。为准确定位桩的中心点，桩头宜开挖裸露；来不及开挖或者不便开挖的桩，应由经纬仪测出桩位中心。除受检桩钻芯孔位置有严格规定外，钻机操作人员对芯样的钻取也有很大的影响。钻取芯样的过程中必须使用经过培训持有钻芯岗位操作技能证书的检测人员，检测人员必须熟练掌握关于取芯的相关知识，对钻芯取样的相关技术有丰富的经验。在持续钻芯取样的过程中，应该时刻观察样本的形态，同时对钻头的钻进速度进行调整，保证芯样完整性同时使钻头的寿命得到保障。
结语：
在工程施工过程中，为了确保混凝土强度满足工程施工要求，以达到提供工程施工质量的效果，需要将钻芯法应用到混凝土强度检测与评定之中，该方法具有直观性、准确性及有效性等特点，其主要是对混凝土强度进行检测，所得到的检测结果可以作为处理工程事故的方法，从而确保工程施工的顺利进行，提高工程施工的整体质量。
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[4]陈海彬卢建勇李凯.钻芯法检测混凝土强度芯样尺寸效应的研究［J］．混凝土，2014，8（3）
论文作者:王伟波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/29
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