钻芯法在桥梁混凝土强度检测中的应用与分析

李鹏

摘 要：混凝土施工质量检测中，抗压强度是其重要指标之一，目前混凝土强度试验检测方法众多，钻芯法作为一种高效、灵活、准确率高的检测技术，在桥梁混凝土强度检测中得到了广泛应用及推广。为此，本文在全面了解钻芯法工作原理的基础上，分析了钻芯法检测混凝土强度的方法，并结合具体案例，对检测要点进行了探讨。

关键词：钻芯法;混凝土强度;工作原理

1 钻芯法检测混凝土强度方法

（1）钻芯取样的部位选择。钻芯法检测评定运用实践中，首先需要选取芯样，而通常情況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）钻芯数量的确定选择。混凝土强度推定值的检测确定时，芯样试件数量的确定应以实际检测批次的实际数量为根据。标准芯样试件应保证不低于15个的最小样本量，检测单个芯样试件时，不同构件钻芯数量不应低于3个，构件倘若较小，可降低其钻芯数量至2个。借助其他测强度方法修正钻芯时，如借助超声回弹综合法、超声法和回弹法修正钻芯时，芯样试件数量不应低于6个，直径较小的芯样试件数量也需有相应的增加。

（3）钻芯仪器的位置设定。检测评定混凝土强度时，针对钻芯机位置的固定需科学、合理的进行，然而工作人员通常都会将该步骤忽略。高速运转下的钻筒，与混凝土之间会有强烈的摩擦产生，而当遇到的混凝土具有较低强度时，会在一定程度上影响钻芯机的固定。固定钻芯机时，需动态检查钻芯设备，倘若有松动现象存在并发现之后，需要立即制定针对性措施并落实。混凝土钻芯中，针对钻芯机主轴旋转轴线而言，被钻取的混凝土芯样表面需与其保持垂直状态，如此情况下才能开展芯样钻取工作。倘若混凝土强度低于10MPa时，钻取工作需停止，以免影响钻芯仪器固定效果。

（4）芯样试件试验、抗压强度值计算。芯样抗压试验过程中，需以国家现行标准《普通混凝土力学性能试验方法》GB/T 50081中提到的立方体试块抗压试验方法为依据。

其中，芯样试件混凝土抗压强度可由F cu，cor表示;单位MPa;芯样试件抗压试验最大压力值可由Fc表示，单位N;芯样试件抗压截面面积可由A表示，单位mm2。

确定检测批混凝土强度推定区间的方法为：抽样检测中由于抽样不确定性是必然存在的，推定值的给出与检测批混凝土强度值真值之间必然有偏差存在，故而需将推定区间给出。推定区间是估计检测批混凝土强度真值的区间。

2 案例分析

某桥梁工程全长875m，采用C30混凝土用于下部桥墩。目前，已完成浇筑的部分为左幅1#桥墩，基于当前正值冬季，施工温度偏低。浇筑测量发现，混凝土入模温度低于规定要求，加之存在后期养护不当等问题，在混凝土28d龄期时，因气温等因素，极易出现混凝土受冻等现象，导致内外质量不一致。此时，若采用回弹法，存在很多弊端，经综合考虑，决定采用钻芯法进行混凝土强度测定。

（1）芯样抽取。按照《钻芯法检测混凝土强度技术规程》相关规定，在同一批次强度等级相同的混凝土内，以平均混凝土强度最低的构件为准，标准芯样试件的最小样本量可控制在15个以上。单个芯样试件检测中，不同构件钻芯数量应控制在3个以上。若构件较小，可适当降低钻芯数量，可选择2个。根据本检测项目相关要求，每个批次钻取芯样3个，现场钻取芯样构件数量共24个。

（2）芯样加工处理及试验结果分析。选用带水冷却装置的薄壁空心钻进行现场芯样钻取，70mm为其直径，按照国家相关规定，其尺寸可控制在混凝土骨料最大粒径3倍以上，因此，可满足相关规定。芯样试件高度和直径之比实测值在0.95～1.05，芯样加工可满足现行行业标准。

在芯样加工时，现场钻取的芯样需进行准确编号，并标注及记录芯样构件名称、方向及位置。随后根据规范规定的高度切割芯样，待芯样切割好之后，需进行打磨处理，最后经抗压强度试验，获取混凝土强度。

完成上述操作后，需及时修补钻取结构物芯样后存在的孔洞，便于后期安全使用。若在受压区混凝土选择时出现问题，将会对混凝土构件性能造成严重影响，甚至影响其安全性。

为更好地检验混凝土抗压强度，本文以多种检验规范标准为依据，获取混凝土强度推定值。由表1桥梁工程下部结构桥墩混凝土强度推定值可知，各种钻芯技术规范和混凝土强度评定标准获取的检测值，虽有所不同，但计算结果差异并不明显，基本保持在同一等级。经分析了解到，产生此类差异的主要原因在于不同规程、标准中有着不同的处理与评定检测数据的方法，但以工程角度来讲，属于可接受范围，均能达到规定要求。总而言之，一定要严格按照现行规定，做好各项检测准备和处理，检测时注意方法合理、有效，结果评定时要注重有效芯样的数量，保证检测结果精准度。

3 结束语

综上所述，混凝土是施工过程中比较重要的组成部分，其强度将会对整个工程的施工进度和质量产生影响。目前，在对混凝土强度进行检测与评定时，不同的方法存在不同的优缺点，而钻芯法所得到的检测结果误差最小，一般可借助混凝土钻芯设备来钻取所需要的混凝土芯样，然后根据相关方法对其进行加工处理，将最终的岩心样进行抗压试验，通过对抗压试验结果分析即可获取混凝土强度。

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