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技术文章

探讨混凝土钻孔取芯机取芯法的检测及加工要点

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一、概述:
混凝土钻孔取芯机取芯法是从结构上钻取芯样,评定结构质量的一种检测方法,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
二、相关规范
1、钻芯法检测混凝土强度技术规程(CECS 03:88)
2、建筑基桩检测技术规范(JGJ 106-2003)
三、取芯法的应用
1、从混凝土结构中钻取芯样,以测定普通混凝土的强度
2、检测现浇(钻(冲)孔、人工挖孔)混凝土灌注桩成孔质量:桩身混凝土质量,桩底沉渣,桩端持力层,桩长
3、在非破损检测中用作修正、验证,甚至仲裁
4、其他应用,如:受冻层深度检测;裂缝深度检测;缺陷探测
四、混凝土钻孔取芯机取芯位置要点
1、受力较大的部位,安全度不足的构件截面不能取芯;构件的接头和构件的边缘,混凝土的应力复杂,不宜取芯,适宜在构件的中部取芯相同条件的构件,一般选取在基础、墙、柱上取芯,尽可能不在梁上取芯
2、借助磁感仪避开结构的钢筋,尤其是主筋,避开预埋件或管线
3、选取混凝土强度质量具有代表性的部位
4、用于非破损法修正时,应在非破损测试区或接近非破损测试区
五、取芯数量要点:
1、按单个构件检测时:每个构件数量不少于3 个,较小构件,不少于2 个
2、构件的局部区域检测时:根据构件情况,确定芯样的位置、数量、深度
3、大型基础或大面积墙体:分成若干区域
4、桩身混凝土芯样:每孔2-3 组,每组加工为3 个试件
六、混凝土钻孔取芯机取芯操作要点
1、底座调平
2、设备固定:4 种固定方式:顶杆支撑、配重固定、膨胀螺栓、真空吸附
3、开始缓慢,遇钢筋缓慢,随时紧固螺栓
4、保证过程中的水冷却
5、达到要求深度后,要将钻头提升到一定高度后方可停机,钻头离开芯样后方可停水
6、保证相应的安全措施
关键是:保护机器、保护芯样、保护人
七、芯样强度的影响因素和芯样加工要点
1、端面平整度对强度的影响:
①端面不平,会降低强度,向上凸起比向下凹引起的应力集中更大,影响更大,应控制在每100mm 长度内不得大于0.1mm
②测试方法:钢尺紧贴芯样端面转动,用塞尺测量缝隙
③不宜采用垫平材料:纸板、铝板等横向变形大,减低强度
④磨平法:磨平机
⑤找平法:材料为水泥净浆、水泥砂浆、硫磺胶泥,对找平层的要求:找平层与端面良好粘结;找平层强度高于芯样强度;找平层厚度:水泥净浆、水泥砂浆层不大于5mm ,硫磺胶泥层不大于1.5mm
2、端面与轴线之间垂直度偏差对强度的影响
①偏差过大,降低强度
②垂直度偏差在2°以内
③测试方法:游标量角器测量两个端面与母线的夹角,到0.1°
3、芯样含有钢筋的影响
①原则:不允许存在垂直于受压面的钢筋,如有钢筋尽可能近试件端部
②处理方法:尽量把含有钢筋的一端锯掉,如无法避开,锯切时应使钢筋近端头而不露出端面
③每个试样内zui多只允许含有二根直径小于10 mm 的钢筋,且与轴线基本垂直不外露
4、芯样尺寸和高径比的影响:
①芯样直径应大于或等于粗骨料zui大粒径的三倍,至少不小于二倍,芯样直径小而粗骨料粒径大的芯样强度的离散性大
②高度与直径均为100 mm 的芯样与边长为150 mm 的立方体试块受压时应力分布较为一致,强度接近
③芯样强度与立方体强度之比值,随高径比的增加而减少,不同高径比的芯样试件换算成标准高径比的芯样试件强度时,需乘以修正系数,高径比低于0.95 或大于2.05 时,不能用作抗压试验
5、干湿程度对强度的影响
①潮湿使混凝土强度降低,即软化作用(水在受荷载时不能压缩,横向膨胀,增加侧向拉应力,另外减弱混凝土颗粒之间的内摩擦力)风干芯样比浸水芯样的强度高7%左右 ②芯样宜与被测结构混凝土湿度基本一致
③若为自然干燥状态:要求芯样在室内自然干燥3 天;若为潮湿状态:抗压前在水中浸泡48 小时八、芯样抗压试验要点:
1、测量项目及允许偏差:
①平均直径:游标卡尺测量芯样中部,测量误差<1 mm,允许与平均直径的偏差为2 mm ②芯样高度:钢板尺测量
③垂直度游标量角器测量
④平整度:钢板尺和塞尺测量
2、按照立方体试块抗压试验规定进行
3、换算值计算:
fccu=α (4F)(πd2)
fccu —芯样试件混凝土强度换算值,MPa ;
F —芯样试件抗压试验测得的zui大压力,N ;
d —芯样试件的平均直径,mm ;
α—不同的高径比芯样试件混凝土换算强度的修正系数
4、换算值修正
:高径比修正
:避免高径比修正,要求不小于0.95 d 或不大于1.05 d
5、不能做抗压试验的芯样:
①高度:小于0.95 倍平均直径,大于2.05 倍平均直径
②与平均直径偏差大于2 mm
③垂直度:大于2°
④不平整度:100 mm 内超过0.1 mm
⑤有裂缝和较大缺陷