建筑結(jié)構(gòu)鉆芯取樣檢測技術(shù)研究

黃 偉

(亳州市建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司，安徽 亳州 236800)

0 引 言

在建筑結(jié)構(gòu)物施工質(zhì)量檢測中， 鉆芯法與其他無損檢測相比是一種直觀性、權(quán)威性和適用性較高的檢驗方法，作為傳統(tǒng)的檢測方法在質(zhì)量控制檢測中依然有著不可替代的地位。鉆芯法通過采用鉆芯機械直接取芯的辦法，將隱蔽工程的施工質(zhì)量直接呈現(xiàn)在施工管理人員的面前，管理人員通過芯樣分析確定引起建筑結(jié)構(gòu)物質(zhì)量問題的原因。另外分析鉆芯檢測過程對結(jié)構(gòu)安全和混凝土強度評定的影響也不容忽視。本文針對鉆芯法在道路及樁基工程的應(yīng)用進行總結(jié)分析研究，得出鉆芯取樣試驗具有適用性、直觀性、權(quán)威性的特點。

1 鉆芯取樣工作原理

鉆芯法是一般采用固定的鉆芯機，從結(jié)構(gòu)物的外部勻速鉆入結(jié)構(gòu)物內(nèi)部。鉆進結(jié)束后利用混凝土的材料性能采用橡膠錘對鉆芯進行敲擊，使鉆芯與內(nèi)部結(jié)構(gòu)物分離進而獲得圓柱體混凝土芯樣。通過對芯樣進行表觀質(zhì)量觀察和試驗室抗壓性能檢測，確定混凝土施工質(zhì)量及材料特性的一種方法。

2 鉆芯取樣施工范圍及特點

鉆芯檢測法是建筑結(jié)構(gòu)物破壞較小的一種方法，多用于水泥混凝土和瀝青混凝土施工的質(zhì)量評定中。當(dāng)無損檢測發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)物有重大質(zhì)量問題時，為進一步進行驗證，同樣才用鉆芯取樣法進行最終確定。鉆芯檢測方取得的樣本具有可靠性，且一般對結(jié)構(gòu)物的外觀及使用性和安全性不造成影響。因此鉆芯取樣法在混凝土結(jié)構(gòu)物等隱蔽工程檢測過程具有局部應(yīng)用性和內(nèi)部表觀質(zhì)量的直觀可視性。

3 鉆芯取樣在施工中的應(yīng)用

3.1 水泥混凝土路面取芯檢測

鉆芯取樣法在路面工程中通常用于舊混凝土道路加固注漿前檢測及瀝青路面的正在施工過程中的取樣分析。

舊混凝土路面進行加固及加鋪瀝青混凝土面層時，需要確定原有混凝土面層是否發(fā)生脫空及結(jié)構(gòu)破壞，此時需要對下沉面板及發(fā)生裂縫處面板進行取芯分析。針對脫空面板首選采用LTD探地雷達對面板無地基支撐區(qū)域進行檢測，確定有問題去油并采用紅漆進行標(biāo)注。取芯位置布置間距一般順線路方向為2～3 m，橫斷面方向為2～4 m，呈長方形布設(shè)，如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場鉆芯取樣施工圖

取得的芯樣應(yīng)采用清水沖洗干凈，再用干布擦拭干凈，并進行標(biāo)記編號。在取芯過程中如果人為對芯樣造成破壞，影響試驗結(jié)果時，應(yīng)重改芯樣附近具有代表部位重新取樣。取得的芯樣應(yīng)集中放置芯樣箱內(nèi)，妥善保管。

芯樣進行試驗前應(yīng)鋸切標(biāo)準(zhǔn)，如圖2所示。當(dāng)無齒鋸切割后的芯樣不能滿足試驗要求時，可采用磨平機或者水泥砂漿等強度高的凝結(jié)材料，對芯樣進行磨平和不平。

試件抗壓試驗檢測前應(yīng)采取相應(yīng)的措施，保持芯樣與原結(jié)構(gòu)物外界濕度條件盡量一致。當(dāng)原結(jié)構(gòu)物所處環(huán)境較為干燥時，由于在取芯過程中試件沾有取芯機水流沖刷，因此需將試件放在室內(nèi)自然陰干至與原結(jié)構(gòu)物濕度條件一致，一般陰干3 d即可滿足試驗要求；當(dāng)原結(jié)構(gòu)物處于潮濕或水泡條件下時，芯樣試件應(yīng)在20℃±5℃的清水中浸泡2 d左右，從水中取出試件后直接進行抗壓試驗，并記錄抗壓試驗階段數(shù)據(jù)?？箟涸囼灲Y(jié)果處理過程中應(yīng)當(dāng)考慮試件尺寸對壓力值的影響，進一步采用不同強度折算系數(shù)，并根據(jù)取芯過程中的取芯影響對試件結(jié)果進行修正。

圖2 芯樣抗壓試驗前處理

通過表觀質(zhì)量和抗壓試驗，確定混凝土路面是否由材料不合格導(dǎo)致還是地基下沉導(dǎo)致路面發(fā)生裂縫。進而采取不同處理技術(shù)措施進行處理?；炷谅访娴娜⌒驹囼烍w現(xiàn)了其施工決策中適用性。

3.2 瀝青混凝土路面取芯檢測

瀝青混凝土路面取芯多用于檢測路面厚度、壓實度,以及通過馬歇爾試驗檢驗瀝青混合料的生產(chǎn)配合比是否符合設(shè)計要求。壓實度和厚度對瀝青路面的強度及耐久性起著決定性的作用，因此通過鉆芯取樣法測定瀝青路面的厚度和壓實度也就在瀝青路面施工質(zhì)量評定過程中有著至關(guān)重要的作用。

市政道路規(guī)范中要求檢測頻率不低于每1 000 m2一個點，針對道路交叉口等特殊易出現(xiàn)質(zhì)量問題的部位應(yīng)加大取芯檢測頻率。應(yīng)注意不同等級道路規(guī)范對取芯頻率要求不盡相同，但是實際現(xiàn)場取芯過程因做到不漏取少取，如圖3所示。

圖3 現(xiàn)場芯樣檢測

現(xiàn)場取芯過程中應(yīng)注意保持取芯機的平穩(wěn)性，防止取芯過程中發(fā)生晃動，鉆芯完成后應(yīng)采用取芯鉗將芯樣垂直拔出，操作過程中切記大力旋轉(zhuǎn)芯樣，防止因人工失誤使芯樣發(fā)生分層，影響后續(xù)試驗結(jié)果。芯樣檢測數(shù)據(jù)分析結(jié)果見表1。

表1 芯樣檢測數(shù)據(jù)分析結(jié)果

通過現(xiàn)場用鋼尺對芯樣進行測量我們可以直接判斷瀝青路面攤鋪厚度是否合格。同時我們可以直觀地判斷出瀝青不同面層之間是否黏結(jié)牢固。這就體現(xiàn)出取芯法在現(xiàn)場施工檢測過程中的直觀性。

3.3 橋梁樁基鉆芯取樣法檢測

樁基檢測通常采用低應(yīng)變及預(yù)留聲測管進行超聲波檢測法進行檢測。當(dāng)上述兩種方法檢測數(shù)據(jù)發(fā)生異常波段時，為避免發(fā)生誤判，檢測單位通常建議施工單位進行取芯試驗進一步確定樁基是否發(fā)生斷樁、夾層、樁底沉渣過厚、混凝土強度不夠等質(zhì)量問題。

鉆芯過程應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注取芯機鉆進的速度和鉆頭冷卻水的顏色變化，并根據(jù)鉆進深度進行及時記錄鉆芯機鉆進情況。當(dāng)發(fā)生異常變化時應(yīng)立刻提鉆，并根據(jù)原因分析結(jié)構(gòu)決定是否繼續(xù)鉆進。,對于小部分質(zhì)量缺陷的樁，有可能因為鉆進的位置選擇不同而造成該部分的無法發(fā)現(xiàn)，從而留下質(zhì)量隱患。對于此類問題當(dāng)施工過程或無破損檢測中懷疑樁基存在此類缺陷時，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加鉆孔個數(shù)。例如直徑1.2 m樁基一般等距布設(shè)3個鉆芯取樣點，通過3個鉆孔芯樣進行對比確定樁基質(zhì)量狀況。

圖4 樁基現(xiàn)場取芯試驗

由于樁基長度較長，因此對芯樣標(biāo)號尤為重要。在取芯過程中，應(yīng)當(dāng)將取得的芯樣按照芯孔位置及取芯順序進行分別編碼。避免對樁基質(zhì)量問題部位發(fā)生誤判，從而造成樁基處理的不必要經(jīng)濟損失。鉆芯取樣作為無損檢測的最終驗證，具有一定的權(quán)威性。同鉆取芯樣的質(zhì)量檢驗，可以科學(xué)地決定問題樁基的處理措施。但是在鉆取較長芯樣及高強度混凝土的同樣將檢測速度較慢的缺點暴露出來，因此在樁基檢測中應(yīng)謹(jǐn)慎使用。

4 鉆芯取樣注意事項

(1)鉆芯取樣在部位選取過程中應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力較小等易出現(xiàn)問題的部位。

(2)便于鉆芯機械安防的位置。

(3)盡量避免主筋、預(yù)埋件等具有危險的部位。

(4)鉆芯取樣過程中試驗人員應(yīng)全程盯控，及時對取芯平整度、垂直度等表觀質(zhì)量做出專業(yè)判斷。

(5)現(xiàn)場施工中，對于鉆芯的取樣的部位無標(biāo)準(zhǔn)參考，這需要檢測人員通過專業(yè)的判斷確定取芯的合適部位，即要確保芯樣具有代表性，又要保證原建筑結(jié)構(gòu)物不發(fā)生破壞。

5 結(jié)束語

本文通過上述分析，總結(jié)分析了鉆芯取樣在道路工程中的應(yīng)用，證明了鉆芯取樣在施工中的可靠性、適用性、直觀性和權(quán)威性的特點。鉆芯取樣在橋梁工程、房建工程、水利工程等涉及水泥混凝土、瀝青混凝土和地質(zhì)勘探方面亦有廣泛的應(yīng)用。通過在實際施工中的應(yīng)用研究，得出了鉆芯取樣試驗在質(zhì)量檢驗中具有不可替代性。同時該論文對工程質(zhì)量檢測中鉆芯取樣的應(yīng)用范圍和注意要點具有一定的借鑒價值。