摘要：钻芯法因其具有易操作、可靠性较高等优势而被广泛应用于铁路工程结构混凝土强度检测工作中。在此之上，本文简要分析了钻芯法的检测目的，并通过科学制定强度试验方案、明确芯样试件检测要求、规范铁路结构检测流程、注重工程质量验收效果等要点，以此提高铁路工程结构混凝土强度检测的准确度。
关键词：钻芯法；铁路工程结构；混凝土强度
前言
混凝土强度对于铁路工程结构的稳定性与安全性具有重大影响。所以，需切实做好强度检测工作。据了解，铁路安全事故频有发生，比如2019年青岛铁路工程发生的重大事故，造成3死1伤的严重后果。为了进一步提高铁路工程施工质量，应格外注重混凝土强度检测效果，确保钻芯法在其中发挥出真正的作用。
一、钻芯法的检测目的
钻芯法与超声法、回弹法相比具有较强的检测性能，操作起来较为简便且获得的检测结果准确性也更高。因此，在铁路工程结果混凝土强度检测过程中应充分应用钻芯法，使其发挥出较大效用。通常情况下，钻芯法主要用于钻孔等混凝土灌注桩桩体质量的检测环节。而在铁路工程结构的混凝土强度检测期间，钻芯法可通过判断混凝土桩身是否拥有较强的承载力的方式，确定其强度是否符合施工标准。
钻芯法在实际应用期间主要包含以下四个方面的检测目的：
（1）检测混凝土桩身表面是否存在成孔现象。
（2）检测混凝土灌注桩的桩底是否存在沉渣[1]。
（3）检测混凝土桩体两端持力层所呈现的岩土强度及其厚度是否与施工要求相一致。
（4）检测混凝土灌注桩长度是否可信。比如在检测混凝土强度时，由于钻芯法在实际应用时无法准确设置芯孔尺寸，故而应保证被检测的混凝土灌注桩直径≥80cm。另外，在检测时还应保证待检混凝土数量超过总数目的10%。
二、钻芯法检测铁路工程结构混凝土强度试验要点
（一）科学制定强度试验方案
在应用钻芯法对铁路工程结构混凝土强度进行检测时需事先制定好科学的试验方案，进而为后续试验步骤的进行提供参考依据。
第一，应从混凝土原材料着手，对混凝土性能加以分析，从而得出最适合的混凝土配合比。首先，应针对不同强度等级的混凝土结构设计相应的原材料配制计划。比如针对C30到C45强度等级的混凝土结构，应选用粒径在5mm到31.5mm范围内的碎石原料，并按照237kg/m³的水泥含量、708kg/m³砂石含量、114kg/m³粉煤灰含量、外加165kg/m³的水进行搅拌，最终在钻芯法的检测下得出其坍落度为160mm到180mm之间，相比C80等级的混凝土配合比坍塌度更高。
第二，应对铁路工程结构中的混凝土强度定期进行检测。比如在4周后或者8周后时在混凝土表面以2m为间距，依据0.04㎡的检测面积设置检测区间，由此可从被检测的混凝土结构中得到多组芯样试件的检测结果。
第三，从检测结果中可判断出铁路工程结构混凝土强度与芯样试件平整度两者间的关联。当强度超过50MPa时，芯样试件平整度在低于0.1mm下所得到的检测结果与混凝土标准养护要求不一致，而在平整度不超过0.05mm情况下，钻芯法在铁路工程结构混凝土强度检测工作中所得到的检测结果准确度更高。因此，在利用钻芯法进行检测时应保证芯样试件的平整度不高于0.05mm。
（二）明确芯样试件检测要求
要想保证钻芯法在铁路工程结构混凝土强度检测中体现出真正的实用价值，就应保证芯样试件符合一定的检测要求。
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首先，应当保证芯样试件尺寸处于70mm到100mm范围内，并且最小直径数值应≥3倍混凝土骨料最大粒径，将芯样试件的高度与直径的比例控制在19：20左右。与此同时，还需注重芯样试件的不平整度应小于0.1mm。只有芯样试件符合上述条件，才能确保钻芯法在检测铁路工程结构混凝土强度时所得到的检测数据更加可信。
其次，由于钻芯法在应用时需要借助钻机对混凝土结构进行芯样试件的钻取。所以，还应把控好钻机设备的操作条件。比如钻机设备转速最大值≥790r/min，且额定压力应≥1.5MPa。至于所使用的钻杆，应利用垂直下落的方式进行操作，并尽量选用直径为5cm的钻杆。钻机在钻取混凝土芯样时还应选择外径≥10cm的金刚石钻头。作为硬度最大的物质，可保证在钻取混凝土桩体时不会因钻头偏离而造成取样工作不到位[2]。
最后，需要根据铁路工程结构混凝土实际数量确定钻孔的具体位置及芯样试件的数量。比如针对混凝土桩身直径不超过1.6m的灌注桩，在应用钻芯法进行强度检测时，应设置2个左右的钻孔，若超过1.6m最佳钻孔数为3个。同时，在直径低于1.2m时，可将钻孔位置设置在距离混凝土灌注桩中心点约10cm的地方，从而保证混凝土强度检测结果准确度更高。
（三）规范铁路结构检测流程
在应用钻芯法时还应当适当规范检测流程。通常情况下，钻芯法检测铁路工程结构混凝土强度时需要先钻孔、后检测。实际上，钻芯法主要是在混凝土桩体上进行半破损，并通过对钻取得到的芯样试件进行强度检测，最终判断出混凝土强度是否与铁路工程施工标准一致。
在第一步钻孔作业中，为了防止出现钻心样本获取无效的现象，应在探筋仪的帮助下对待检测混凝土桩体上的钻芯钻取区域内钢筋分布情况进行全面了解，并调整好钻头方向对桩体进行钻取，从而得到芯样试件，为后续检测工作奠定扎实的基础。其中需格外注意的是：在取样时，可在钻孔间隙处插入钢尺，并利用侧边敲击的方式，促使芯样试件从钻孔中完整取出。同时，还应做好标记编号工作，以免再度钻孔时出现重复作业情况，导致混凝土结构出现不稳定状况。
在第二步取样检测环节。除了要求取样操作步骤符合上述条件外，还需对检测人员进行技术培训，使其掌握良好的操作技巧，以免受人为因素的影响而发生检测失败等不良后果。比如某铁路工程施工单位专门组织了钻芯法培训活动，从检测原理、现场编录、取样结果评价等方面展开了细致讨论，最终提高了检测人员的实践能力，使其在混凝土强度检测中获得最佳工作成果[3]。
（四）注重工程质量验收效果
根据我国混凝土力学性能检验规范可知：在利用钻芯法检测铁路工程结构混凝土强度时至少应选择3个以上芯样试件，并且保证所取样品来源于同一批混凝土，这样才能保证检测结果准确度更高。另外，由于钻芯法在实际检测环节会受到取样、加工等因素的干扰而出现强度检测结果略有降低，甚至有可能造成混凝土出现损伤。铁路工程结构中的钢筋分布间距通常保持在100mm，这样会造成取样难度有所增加，最终影响铁路工程结构的稳定性。因此，在钻取芯样时应注重芯样钻取的密度及尺寸。铁路工程结构混凝土强度往往与其施工质量有着重要关联。在评定芯样试件强度时可按照下述公式进行换算：
混凝土强度测定值=芯样试件强度/换算系数
其中换算系数可根据混凝土强度等级选择不同的数值。一般在混凝土强度等级低于C20时，换算系数为0.82，而混凝土强度等级在C25到C30之间，换算系数取值0.85。混凝土强度等级高于C35且低于C45时，换算系数应为0.55。至于低于C60的混凝土等级，应取值0.9。结合上列换算系数取值标准，可得出芯样试件的强度数值，从而判断出铁路工程结构的混凝土强度。只有当混凝土强度符合施工要求，才能提升铁路工程建设质量。
结论：综上所述，在利用钻芯法对铁路工程结构的混凝土强度加以检测时应从试验方案、检测要求、检测流程、验收效果等方面着手，保证混凝土结构足够稳定。另外，还应考虑到被检测混凝土结构强度与芯样试件平整性与尺寸对检测结果的影响，从而确保钻芯法在其它检测法中体现出显著的检测优势。
参考文献：
[1]陈清己.钻芯压水试验在基桩完整性检测中的应用与分析[J].江西建材，2020（02）：22-23.
[2]马驰.声波透射法结合钻芯法检测灌注桩桩身完整性的应用[J].建材与装饰，2020（06）：231-232.
[3]曹俊峰，徐利剑，戴国强.钻芯法检测农田水利工程预制薄壁构件混凝土强度探讨[J].江西水利科技，2019，45（06）：425-427+434.
论文作者:高静波
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30