钻芯法检测技术

1、主 讲：吕 龙电 话-mail: lvlong_第一章：概述第一章：概述： 钻芯法检测技术是直接从结构构件上钻取混凝土芯样，直接得到混凝土内部直观情况，通过对混凝土芯样试件施加作用力，测定混凝土强度，评定结构质量的一种检测技术方法 ，和非破损方法并列互补。优势：方法简单，结构信息直接、真实，不需转换劣势：半破损（微破损），成本较高、工时较长 一、 相关规范1、 钻芯法检测混凝土强度技术规程 （ CECS 03：2007）2、 钻芯检测离心高强混凝土抗压强度试验方法 (GB/T19496-2004)3、建筑结构检测技术标准 （GB/T 50344-2004）4、建筑基桩

2、检测技术规范（JGJ 106-2003）二、取芯法的应用1、适用于结构混凝土强度：不低于C10,不高于C80.3、检测基桩（灌注桩（钻（冲）孔、人工挖孔、预制桩等）桩身混凝土质量，成桩质量，桩底沉渣，桩端持力层，桩长；4、在非破损检测中用作测试、修正、验证，仲裁；5、其他应用，如：受损层深度检测；裂缝深度检测；缺陷探测。6、当钻芯法与回弹、超声、超声-回弹或后装拔出法等混凝土强度间接测试方法配合使用时，可用于芯样抗压强度值对其他间接方法的结果进行修正。三、取芯位置要点三、取芯位置要点1. 结构或构件受力较小的部位；2. 混凝土强度质量具有代表性的部位；3. 便于钻芯机安放与操作的部位；4. 避

3、开主筋、预埋件和管线的位置，并尽量避开其他钢筋。四、主要设备设备必须符合相关规范标准技术参数要求， 并在检定/校准期 取芯机芯样切割机芯样切割机 混凝土锯切机 角磨机芯样加工设备 钢筋探测仪第二章：钻芯法检测混凝土强度技术规程 （CECS 03：2007）一、总则 1、为促进钻芯检测混凝土强度技术的发展和提高检测结果的可靠性，制定本规程。 2、本规程适用于钻芯法检测结构中强度不大80MPa 的普通混凝土强度。 3、钻芯检测混凝土强度除应执行本规程的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。二、强度检测1 1、一般规定、一般规定1.1 从结构中钻取的混凝土芯样应加工成符合规定的芯样试件。 混凝土芯

4、样加工后的平整度、垂直度、端面处理情况等均会对芯样强度构成影响，故本条强调了混凝土芯样的加工应符合本规程要求。1.2 芯样试件混凝土的强度应通过对芯样试件施加用力的试验方法确定。 钻芯检测混凝土强度时一种直接测定混凝土强度的检测技术。直接对芯样试件施加作用力得到混凝土强度的检测方法。1.3 抗压试验的芯样试验宜使用标准芯样试件，其公称直径不宜小于骨料最大粒径的3 倍；也可采用小直径芯样试件，但其公称直径不应小于70mm 且不得小于骨料最大粒径的2 倍。 根据编制组的大量试验研究和国内其他试验研究数据，在抗压试验中，使用标准芯样试件样本的标准差相对较小，使用小直径芯样试件可能会造成样本的标准差增

5、大，因此宜使用标准芯样试件确定混凝土抗压强度值。在一定条件下，公称直径7075mm 芯样试件抗压强度值的平均值与标准芯样试件抗压强度值的平均值基本相当。因此，允许有条件地使用小直径芯样试件。1.4 钻芯法可用于确定检测批或单个构件的混凝土强度推定值；也可用于钻芯修正间接强度检测方法得到的混凝土强度换算值。 检测结果的不确定性（偏差）源于系统、随机和检测操作三个方面，钻芯法检测混凝土强度的系统偏差较小，而强度样本的标准差相对较大（随机性偏差与样本的容量少有关）。间接检测方法可以获得较多检测数据，样本的标准差可能与检测批混凝土强度的实际情况比较接近。钻芯法与间接检测方法结合使用，可扬长避短，减少检

6、测工作的不确定性。2 2、钻芯确定混凝土强度推定值、钻芯确定混凝土强度推定值2.1 钻芯法确定检验批的混凝土强度推定值时，取样应遵守下列规定：1）芯样试件的数量应根据检验批的容量确定。标准芯样试件的最小标准芯样试件的最小样本量不宜少于样本量不宜少于15 15 个，小直径芯样试件的最小样本量应适当增加。个，小直径芯样试件的最小样本量应适当增加。2 ）芯样应从检验批的结构构件中随机抽取，每个芯样应取自一个构件或结构的局部部位，且取芯位置应符合本规程那个第5.0.2 条的要求。2.1 检验批混凝土强度的推定值应按下列方法确定：（1）检验批的混凝土强度推定值应计算推定区间，推定区间的上限值和下限值按下

7、列公式计算：上限值： fcu,e1=fcu,cor,m-k1Scor下限值： fcu,e2=fcu,cor,m-k2Scor平均值:标准差：2 fcu,e1 和fcu,e2 所构成推定区间的置信度宜置信度宜0.850.85，fcu,e1 与fcu,e2之间的差值不宜大于5.0MPa 和0.10fcu,cor,m 两者的较大值较大值。3 宜以fcu,e1 作为检验批混凝土强度的推定值。例如：芯样试件抗压强度平均值fcu,cor,m30.4MPa，Scor =3.64MPa，样本容量n20；由附录B 得k1=1.271，k22.396；推定区间上限：fcu,e130.41.2713.6425.8M

8、Pa；推定区间下限：fcu,e230.42.3963.6421.7MPa。2.2 钻芯确定检测批混凝土强度推定值时，可剔除芯样试件抗压强度样本中的异常值。剔除规则应按现行国家标准数据的统计处理和解释正态样本异常值的判断和处理GB/T 4883 的规定执行。当确有试验依据时，可对芯样试件抗压强度样本的标准差Scor 进行符合实际情况的修正或调整。 异常数据的舍弃应有一定的规则，本条提供了异常数据的舍弃标准。经大量试验研究的结果表明：芯样试件抗压强度样本的标准差一般大于立方体试块的标准差，小直径芯样试件抗压强度样本的标准差更大。因此，允许根据实际情况适当调整芯样试件抗压强度样本的标准差。但是，调整

9、要有试验依据，而且要事先先将调整方法告知委托方。2.3 钻芯确定单个构件的混凝土强度推定值时，有效芯样试件的数量不应少于3 个；对于较小构件，有效芯样试件的数量不得少于2 个。2.4 单个构件的混凝土强度推定值不再进行数据的舍弃，而应按有效芯样试件混凝土抗压强度值中的最小值确定混凝土抗压强度值中的最小值确定。3 3、钻芯修正方法、钻芯修正方法3.1 对间接测强方法进行钻芯修正时，宜采用修正量的方法，也可采用其他形式的修正方法。 采用修正量的方法实际上是对成对观测的两个均值进行比较。修正量方法只对间接方法测得的混凝土强度的平均值进行修正，不修正标准差。因此，可能更适合钻芯法的特点。3.2 当采用

10、修正量的方法时，芯样试件的数量和取芯位置应符合下列要求：1. 标准芯样的数量不应少于6 个，小直径芯样的试件数量宜适当增加；2. 芯样应从采用间接方法的结构构件中随机抽取，取芯位置应符合本规程第5.0.2 条的规定；3. 当采用的间接检测方法为无损检测方法时无损检测方法时，钻芯位 置应与检测检测方法相应的测区重合；4. 当采用的间接检测方法对结构构件有损伤时，钻芯位置应布置在相应的测区附近。3.3 钻芯修正后的换算强度可按下列公式计算：式中 f ccu,i0修正后得换算强度； f ccu,i修正前得换算强度； f修正量；f ccu,mj所用间接检测方法对应芯样测区得换算强度 算术平均值。由钻芯

11、修正方法确定检验批的混凝土强度推定值时，应采用修正后的样本算术平均值和标准差，并按规程第3.2.2 条、第3.2.3 条规定的方法确定。4 4、芯样的钻取、芯样的钻取4.1 采用钻芯法检测结构混凝土强度前，宜具备下列资料：1. 工程名称（或代号）及设计、施工、监理、建设单位名称；2. 结构或构件种类、外形尺寸及数量；3. 设计采用的混凝土强度等级；4. 检测龄期，原材料（水泥品种、粗骨料粒径等）和抗压强度试验报告;5. 结构或构件质量状况和施工中存在问题的记录；6. 有关的结构设计图和施工图等。4.2 4.2 芯样应有结构或构件的下列部位钻取：芯样应有结构或构件的下列部位钻取：1. 1. 结构

12、或构件受力较小的部位结构或构件受力较小的部位；2. 混凝土强度质量具有代表性的部位；3. 便于钻芯机安放与操作的部位；4. 避开主筋、预埋件和管线的位置。主要注意事项：主要注意事项：1.芯样应进行标记。当所取芯样高度和质量不能满足要求时，则应重新钻取芯样。2. 芯样应采取保护措施，避免在运输和贮存中损坏。3. 钻芯后留下的孔洞应及时进行修补。5 5、芯样的加工及技术要求、芯样的加工及技术要求5.1 抗压芯样试件的高度与直径之比（高度与直径之比（H/dH/d）宜为）宜为1.001.00。5.2 芯样试件内不宜含有钢筋。如不能满足此项要求时，抗压试件应符合下列要求：1. 标准芯样试件，每个试件内最

13、多只允许有二根直径小于10mm的钢筋；2. 公称直径小于100mm的芯样试件，每个试件内最多只允许有一根直径小于10mm的钢筋；3. 芯样内的钢筋应与芯样试件的轴线基本垂直并离开端面10mm以上。5.3 锯切后的芯样应进行端面处理，宜采取在磨平机上磨平端面的处理方法。承受轴向压力芯样试件端面，也可采取下列处理方法：1. 用环氧胶泥或聚合物水泥砂浆补平；2. 抗压强度低于40MPa的芯样试件，可采用水泥砂浆、水泥净浆或聚合物水泥砂浆补平，补平层厚度不宜大于5mm；也可采用硫磺胶泥补平，补平层厚度不宜大于1.5mm。5.4 在试验前应按下列规定测量芯样试件尺寸：1. 平均直径用游标卡尺在芯样试件中

14、部相互垂直的两个位置上测量，取测量的算术平均值作为芯样试件的直径，精确至0.5mm；2.芯样试件高度用钢卷尺或钢板尺进行测量，精确至1mm；3. 直度用游标量角器测量芯样试件两个端面与母线的夹角，精确至0.1；4.平整度用钢板尺或角尺紧靠在芯样试件端面上，一面转动钢板尺，一面用塞尺测量钢板尺与芯样试件端面之间的缝隙；也可采用其他专用设备量测。5.5 芯样试件尺寸偏差及外观质量超过下列数值时，相应的测试数据无效：1. 芯样试件的实际高径比高径比(H/d)小于要求高径比的0.95或大于1.05时；2. 沿芯样试件高度的任一直径与平均直径相差大于2mm； 3. 抗压芯样试件端面的不平整度在100mm

15、长度内大0.1mm；4. 芯样试件端面与轴线的不垂直度大于1；5. 芯样有裂缝或有其他较大缺陷。6 6、芯样试件的试验和抗压强度值的计算6.16.1芯样试件应在自然干燥状态下进行抗压试验。6.2当结构工作条件比较潮湿，需要确定潮湿状态下混凝土的强度时，芯样试件宜在205的清水中浸泡4048h，从水中取出后立即进行试验。芯样试件的含水量对强度有一定影响，含水愈多则强度愈低。一般来说，强度等级高的混凝土强度降低较少，强度等级低的混凝土强度降低较多。因此建议自然干燥状态与潮湿状态因此建议自然干燥状态与潮湿状态两种试验情况。两种试验情况。6.3 芯样试件的抗压试验的操作应符合现行国家标准普通混凝土力学

16、性能试验方法GB/T50081中对立方体试块抗压试验的规定。6.5 芯样试件的混凝土抗压强度可按下式计算：fcu,corFc/A式中 fcu,cor芯样试件的混凝土抗压强度值（MPa）； Fc芯样试件的抗压试验测得的最大压力（N）； A 芯样试件抗压截面面积（mm2)原规程强度换算公式中有个高径比换算系数，由于近几年芯样加工水平的大幅提高，已完全能满足高径比1：1 的要求，故将系数取消。国内也有一些单位的研究表明：有的小直径芯样的抗压强度高，有的小直径芯样的抗压强度低。芯样试件的抗压强度与芯样钻取时混凝土龄期和强度、混凝土的种类、原材料种类、进钻速度、试件加工的质量等多种因素有关。这类问题可按

17、本规程第6.4 条的规定采取相应的处理方法。有些检测机构提出：将计算强度除以0.88 的系数得到标养立方体试块的抗压强度。试验研究表明：同品种混凝土的标准养护立方体试块抗压强度与自然养护构件中钻取的标准芯样试件的抗压强度之间没有固定的换算关系，有时前者略高，有时后者略高。第三章：建筑基桩检测技术规范JGJ106-20031 1、适用范围、适用范围 1.1 本方法适用于检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性，判定或鉴别桩端持力层岩土性状。 2 2、每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置宜符合下列规定：、每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置宜符合下列规定： 2.1 桩径小于1.2m 的

18、桩钻1 孔，桩径为1.21.6m 的桩钻2 孔，桩径大于1.6m 的桩钻3 孔。 2.2 当钻芯孔为一个时，宜在距桩中心1015cm 的位置开孔；当钻芯孔为两个或两个以上时，开孔位置宜在距桩中心0.15 0.25D 内均匀对称布置。 2.3 对桩端持力层的钻探，每根受检桩不应少于一孔，且钻探深度应满足设计要求。 2.4钻机设备安装必须周正、稳固、底座水平。钻机立轴中心、天轮中心（天车前沿切点）与孔口中心必须在同一铅垂线上。应确保钻机在钻芯过程中不发生倾斜、移位， 钻芯孔垂直度偏差不大于0.5%。 2.5当桩顶面与钻机底座的距离较大时，应安装孔口管，孔口管应垂直且牢固。 2.6 钻进过程中，钻孔

19、内循环水流不得中断，应根据回水含砂量及颜色调整钻进速度。 2.7提钻卸取芯样时，应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯。 2.8每回次进尺宜控制在1.5m 内；钻至桩底时，宜采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定沉渣厚度，并采用适宜的方法对桩端持力层岩土性状进行鉴别。 2.9 钻取的芯样应由上而下按回次顺序放进芯样箱中，芯样侧面上应清晰标明回次数、块号、本回次总块数，并应按本规范附录D 附表D.0.1-1 的格式及时记录钻进情况和钻进异常情况，对芯样质量进行初步描述。 2.10钻芯过程中，应按本规范附录D 附表D.0.1-2 的格式对芯样混凝土，桩底沉渣以及桩端持力层详细编录。 2.11钻芯结束后，

20、应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称的标示牌的全貌进行拍照。 2.12当单桩质量评价满足设计要求时，应采用0.51.0MPa 压力，从钻芯孔孔底往上用水泥浆回灌封闭；否则应封存钻芯孔，留待处理。3.1 截取混凝土抗压芯样试件应符合下列规定： 当桩长为1030m 时，每孔截取3 组芯样；当桩长小于10m 时，可取2 组，当桩长大于30m 时，不少于4 组。 上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1 倍桩径或1m，下部芯样位置距桩底不宜大于1 倍桩径或1m，中间芯样宜等间距截取。 缺陷位置能取样时，应截取一组芯样进行混凝土抗压试验。 当同一基桩的钻芯孔数大

21、于一个，其中一孔在某深度存在缺陷时，应在其他孔的该深度处截取芯样进行混凝土抗压试验。 3.2 当桩端持力层为中，微风化岩层且岩芯可制作成试件时，应在接近桩底部位截取一组岩石芯样；遇分层岩性时宜在各层取样。 3.3 每组芯样应制作三个芯样抗压试件。芯样试件应按本规范附录E 进行加工和测量。 3 3、芯样试件截取与加工、芯样试件截取与加工 4 4、芯样试件抗压强度试验、芯样试件抗压强度试验 4.1 芯样试件制作完毕可立即进行抗压强度试验。 4.2 混凝土芯样试件的抗压强度试验应按现行国家标准普通混凝土力学性能试验方法GB/T 500812002 的有关规定执行。 4.3 抗压强度试验后，当发现芯样

22、试件平均直径小于2 倍试件内混凝土粗骨料最大粒径，且强度值异常时，该试件的强度值不得参与统计平均。 4.4 混凝土芯样试件抗压强度应按下列公式计算： 式中 fcu混凝土芯样试件抗压强度（MPa），精确至0.1 MPa； P 芯样试件抗压试验测得的破坏荷载（N ）； d 芯样试件的平均直径（mm）； 混凝土芯样试件抗压强度折算系数，应考虑芯样尺寸效应、钻芯机械对芯样扰动和混凝土成型条件的影响，通过试验统计确定；当无试验统计资料时， 宜取为1.0 4.5 桩底岩芯单轴抗压强度试验可按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 500072002 附录J 执行。 5 5、检测数据的分析与判定、检测数据的分析与判定 5.1 混凝土芯样试件抗压强度代表值应按一组三块试件强度值混凝土芯样试件抗压强度代表值应按一组三块试件强度值的