芯样钻取位置对芯样混凝土强度的影响研究

李春峰　（淮南市建设工程质量监督检测中心，安徽　淮南　232001）

芯样钻取位置对芯样混凝土强度的影响研究

李春峰（淮南市建设工程质量监督检测中心，安徽淮南232001）

文章依据试验数据对梁构件在受力较小部位钻取芯样的做法提出一些看法。结合案例，研究了柱及板类构件在不同高度位置钻取芯样强度值偏差情况，探讨钻芯机分别在平行及垂直混凝土振捣方向得到的芯样值的偏差情况。

钻芯法；钻芯深度；不同钻取方向

0　引言

钻芯法因可靠、准确的优点而广泛运用于现场混凝土质量检测中。实际检测中，钻芯机钻取部位及钻取深浅会造成芯样结果偏差较大，有些检测机构为了保护结构承载力甚至将全部芯样取自受拉区混凝土，造成检测值不具备代表性。笔者结合自己多年的工程检测实践经验，探讨梁构件不同受力区的芯样强度值差异；研究了柱构件不同高度以及底板类构件不同钻芯深度芯样强度值偏差情况。

1　梁构件不同受力区的芯样强度值

在选择芯样选取部位时，《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS03：2007）第5.02条要求应选择受力较小的部位并要求钻取部位混凝土质量具有代表性。理论上弯矩M=0处的混凝土适合钻取芯样，对构件影响甚微，但实际操作中，由于梁跨中下部位置易于操作钻芯机，且此处没有抗剪钢筋，并且该部分混凝土只受拉，检测机构往往选择在梁跨中下部混凝土受拉区钻取芯样。

笔者认为，此条规定是否适合梁类构件有待商酌。混凝土的存在意义主要是承受抗压强度。许多施工企业拆模较早，混凝土分别在受拉和受压状态下完成强度的缓慢增长过程。施工现场发现许多框架梁由于拆模较早造成梁底产生了裂缝，如果在裂缝影响区域钻取芯样，肯定会严重降低芯样强度。

如果为了避免对结构造成伤害，不考虑梁受压区和受拉区混凝土的强度实际差异，现场检测不能实际反映出混凝土实际强度，造成检测结果失真并由此产生结构加固带来的不必要损失。笔者在工地现场选取了一些尺寸较大的梁进行了试验，在同一梁混凝土受压区和受拉区分别钻取一个芯样进行强度比较，为了尽量避免梁受损，芯样选取了直径70mm的小芯样。试验结果表明，梁受压区芯样强度会比受拉区强度高；混凝土强度越大，梁跨度越大，偏差越大（见表1）。

梁受压区和受拉区芯样强度值比较　表1

2　柱构件不同高度的芯样强度值

柱构件抽样时一般情况下会避免建筑角柱等受力复杂的柱子，角柱钢筋较密且可能为受力偏心构件，取芯时有可能取到受拉区混凝土芯样。

由于柱混凝土振捣后会因为重力作用造成下半部石子比上半部偏多，因此一般情况下柱子下部分的混凝土强度要高于上部分。检测时，柱最下部属于钢筋接头的部位及箍筋加密区，钢筋分布密；因此检测机构检测时基本上都避开这一区域。基本上柱身往上1～1.5m范围内已经避开钢筋加密区，并且试验人员易于操作，检测人员基本上会将钻芯部位选在地面以上1～1.5m范围内。笔者2015年对淮南3栋商业中心一层柱采用回弹检测，并钻取芯样进行强度修正。该商业中心一层柱高约6m。由于一层柱钢筋有效间距＜100mm，故采用70mm芯样抽取芯样，考虑到小芯样离散型较大，故3个批次共钻取有效芯样32个。因为该一层柱高6m，笔者有意将32个芯样分别在离地面1.2m、2.2m、3.2m处分别钻取。结果总结如表2所示。试验结果表明，高度相差2m的情况下，下部芯样平均值要比上部芯样值高约5MPa。

柱不同部位芯样强度值比较　表2

3　底板基础不同深度的芯样强度值

淮南市某工程负二层地下室基础底板，设计厚度500mm，设计强度C35。由于标养试块不合格，故委托淮南市建设工程质量监督检测中心进行钻芯法检测。现场检测时甲方和施工单位均担心钻芯太深造成修补后渗水，要求检测单位钻取芯样不要超过150mm。检测中心共抽取有效芯样19个，平均值仅22.1 MPa，且方差较大，不能批量评定。由于检测结果和设计强度差距较大，各责任主体均对检测结果怀疑，检测单位甚至用测力环对压力机进行了核查，检查结果为压力设备正常。经工地及搅拌站调查结果显示，该批混凝土粉煤灰掺量较大，且冬季施工并且混凝土刚浇筑后便下起了雨，施工企业没有采取保护措施等。

由于检测结果较低，设计单位拒绝进行加固处理。检测中心提出加大钻取芯样深度进行二次检测的方案，并得到各责任方同意。二次检测时将芯样钻取深度均提高到300mm以上，并最大可能地截取下部部分，最终该批混凝土强度推定值达到25.2MPa。该检测结果得到设计和加固单位采用，作为该工程的加固依据。

该案例由于钻芯深度不同，结果批量推定值提高了一个强度等级以上。虽然是个例，但对于振捣及养护不到位的板类构件检测仍然具有参考意义。

4　钻芯机不同进钻方向的芯样强度值

1988版规程的有关数据均是采用钻芯机进钻方向与混凝土成型方向垂直钻取的情况下获得的，并在条文说明中要求钻头进取方向尽量和混凝土成型方向相垂直。1988版规程认为当钻机进钻方向与混凝土成型方法方向垂直时，比与成型方向平行时取出的芯样强度要低一些，具体低多少，并没有给出具体的试验数据。2007版规程删除了进钻方向的解释，而且在实际检测中，梁柱构件均采用钻进方向垂直于混凝土成型方向，但当遇到底板基础类就不得不选择与混凝土成型方向平行方向进行钻取。笔者选取了淮南市2个工地的承台基础，在取芯位置尽量保持同一水平线的条件下，分别在进钻方向平行和垂直混凝土成型方向各抽取了73个芯样。统计结果如表3。

柱不同部位芯样强度值比较　表3

试验结果表明，取芯方向与混凝土浇筑成型方向垂直时，比与浇筑成型方向平行时取出的芯样强度要低，并且混凝土强度越高，差距越大。

5　结论

本文通过具体工程检测数据，对不同的检测结果进行比较，根据比较结果，可得如下结论：

①梁构件混凝土受压区应该属于具有强度代表性的部位，应适当增加受压区抽样数量，有利于提高检测结果值；

②柱构件抽样应该避免建筑角柱等受力复杂的柱，且柱混凝土芯样值下部高、上部低，因此钻取芯样部位应选在柱子中部位置；

③对于掺和料用量较大且振捣及养护不利的底板基础，钻取深度应加大，但应该在检测报告中注明芯样截取位置；

④钻芯机不同进钻方向对芯样值有影响，进钻方向平行于振捣方向取得的芯样值较垂直于振捣方向取得的芯样值要高，并且强度越高，差距越大。

［1］CECS03：2007，钻芯法检测混凝土强度技术规程［S］.

［2］CECS03：88，钻芯法检测混凝土强度技术规程［S］.

TU502

A

1007-7359（2016）04-0282-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.113

李春峰（1981-），男，安徽萧县人，硕士，工程师，主要从事结构及建筑节能检测工作。