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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2009年,/7,月,/2,日,福建省建筑科學(xué)研究院,*,鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度,陳松,1,福建省建筑科學(xué)研究院,鉆芯法是利用專用鉆機(jī)，從結(jié)構(gòu)混凝土中鉆取芯樣以檢測混凝土強(qiáng)度或觀察混凝土內(nèi)部質(zhì)量的方法。由于它對結(jié)構(gòu)混凝土造成局部損傷，因此是一種半破損的現(xiàn)場檢測手段。,我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)主要有中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會標(biāo)準(zhǔn)鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程,(,CECS03:2007),。,用鉆芯法檢測混凝土的強(qiáng)度、裂縫、接縫、分層、孔洞或離析等缺陷，具有直觀、精度高等特點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、水工大壩、橋梁、公路、

2、機(jī)場跑道等混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物的質(zhì)量檢測。,第一節(jié),鉆芯法應(yīng)用范圍及特點(diǎn),2009年,/7,月,/2,日,2,福建省建筑科學(xué)研究院,只有在下列情況下才可以進(jìn)行鉆取芯樣檢測其強(qiáng)度，并作為處理混凝土質(zhì)量事故的主要技術(shù)依據(jù)：,對立方體試塊的抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生懷疑。其一是試塊強(qiáng)度很高，而結(jié)構(gòu)混凝土的外觀質(zhì)量很差，其二是試塊強(qiáng)度較低而結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量較好或者是因?yàn)樵噳K的形狀、尺寸、養(yǎng)護(hù)等不符合要求，而影響了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；,混凝土結(jié)構(gòu)因水泥、砂石質(zhì)量較差或因施工、養(yǎng)護(hù)不良發(fā)生了質(zhì)量事故；,2009年,/7,月,/2,日,3,福建省建筑科學(xué)研究院,采用超聲、回彈等非破損法檢測混凝土強(qiáng)度時，其測試前提是混凝土的內(nèi)外質(zhì)

3、量基本一致，否則會產(chǎn)生較大誤差，因此在檢測部位的表層與內(nèi)部的質(zhì)量有明顯的差異，或者在使用期間遭受化學(xué)腐蝕、火災(zāi)，硬化期間遭受凍害的混凝土均可采用鉆芯法檢測其強(qiáng)度；,使用多年的的老混凝土結(jié)構(gòu)，如需加固改造或因工藝流程的改變荷載發(fā)生了變化需要了解某些部位的混凝土強(qiáng)度；,對施工有特殊要求的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，如機(jī)場跑道測厚等。,2009年,/7,月,/2,日,4,福建省建筑科學(xué)研究院,用鉆取的芯樣除可進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)外，也可進(jìn)行抗劈強(qiáng)度、抗凍性、抗?jié)B性、吸水性及容量的測定。此外，并可檢查混凝土的內(nèi)部缺陷，如裂縫深度、孔洞和疏松大小及混凝土中粗骨料的級配情況等。,試驗(yàn)表明，當(dāng)混凝土的齡期過短或強(qiáng)度低于,10,

4、MPa,時，在鉆芯法過程中容易破壞砂漿與粗骨料之間的粘結(jié)力，鉆出的芯樣表面變得較粗糙，甚至很難取出完整芯樣，因此在鉆芯前，應(yīng)根據(jù)混凝土的配合比，齡期等情況對混凝土的強(qiáng)度予以預(yù)測，以保證鉆芯工作的順利進(jìn)行和檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。,2009年,/7,月,/2,日,5,福建省建筑科學(xué)研究院,鉆芯法的局限性,鉆芯時對結(jié)構(gòu)造成局部損傷，因而對于鉆芯位置的選擇及鉆芯數(shù)量等均受到一定限制，而且它所代表的區(qū)域也是有限的；,鉆芯機(jī)及芯樣加工配套機(jī)具與非破損測試儀器相比，比較笨重，移動不夠方便，測試成本也較高；,鉆芯后的孔洞需要修補(bǔ)，尤其當(dāng)鉆斷鋼筋時更增加了修補(bǔ)工作的困難。,2009年,/7,月,/2,日,6,福建省

5、建筑科學(xué)研究院,第二節(jié),鉆芯機(jī)及配套設(shè)備,一、鉆芯機(jī),1,、鉆芯機(jī)的分類,在混凝土結(jié)構(gòu)的鉆芯或工程施工鉆孔中，由于被混凝土的強(qiáng)度等級、孔徑大小、鉆孔位置以及操作環(huán)境等因素變化很大，因而設(shè)計一臺通用鉆機(jī)來滿足鉆孔工程中各種復(fù)雜的要求實(shí)際上是不可能的，因此國外有輕便型、輕型、重型和超重型四種類型的鉆芯機(jī)。,2009年,/7,月,/2,日,7,福建省建筑科學(xué)研究院,國外鉆芯機(jī)類型及技術(shù)參數(shù),類型,鉆孔直徑,(,mm),轉(zhuǎn)速,(,r/min),功率,(,kW),機(jī)重,(,kg),鉆機(jī)高度,(,mm),輕便型,12,75,600,2000,1.1,25,1040,輕型,25,200,300,900,2.

6、2,89,1190,重型,200,450,250,200,4.0,120,1800,超重型,330,700,200,7.5,300,2400,2009年,/7,月,/2,日,8,福建省建筑科學(xué)研究院,2、鉆芯機(jī)構(gòu)造、維護(hù)和保養(yǎng),鉆芯機(jī)的組成部件,1.,電動機(jī)；,2.,變速箱；,3.,鉆頭；,4.,膨脹螺栓；,5.,支承螺絲；,6.,底座；,7.,行走輪；,8.,立柱；,9.,升降齒條；,10.,進(jìn)鉆手柄；,11.,堵蓋,2009年,/7,月,/2,日,9,福建省建筑科學(xué)研究院,鉆芯機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng),A.,檢查各聯(lián)結(jié)部位，應(yīng)及時調(diào)整緊固；,B.,鉆芯完畢，應(yīng)將鉆機(jī)各部位擦干凈并加機(jī)油潤滑各運(yùn)動部分

7、，置干燥處加防塵罩；,C.,長期停止工作的鉆機(jī)，在重新使用時，須測試電機(jī)繞組與機(jī)殼間的絕緣電阻，其數(shù)值不應(yīng)小于,5,M,。,D.,鉆頭刃口磨損和崩裂嚴(yán)重時應(yīng)更換鉆頭。,E.,定期檢測電源線插頭、開關(guān)、炭刷、換向器。,F.,定期檢查變速箱，及時補(bǔ)充潤滑油，軸承處加鈣一鈉基潤滑油,(1#,、,2#),，齒輪宜加,3,號鈣基潤滑油,(,ZG-3),。,2009年,/7,月,/2,日,10,福建省建筑科學(xué)研究院,鉆機(jī)一般故障排除方法(一),故障現(xiàn)象,產(chǎn)生原因,排除方法,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不運(yùn)轉(zhuǎn)或運(yùn)轉(zhuǎn)不良,1,、電源不通,1,、修復(fù)電源,2,、接頭松脫,2,、檢查所有接頭,3,、電刷接觸不良或已磨損,3,、更換電

8、刷,4,、開關(guān)接觸不良或不動作,4,、修理或更換開關(guān),5,、轉(zhuǎn)子有斷線,5,、更換轉(zhuǎn)子,6,、轉(zhuǎn)子變形,6,、更換轉(zhuǎn)子,7,、軸承損壞,7,、更換軸承,2009年,/7,月,/2,日,11,福建省建筑科學(xué)研究院,鉆機(jī)一般故障排除方法(二,),故障現(xiàn)象,產(chǎn)生原因,排除方法,電機(jī)發(fā)生嚴(yán)重火花,(,環(huán)火,),1,、電樞短路局部發(fā)熱、焊點(diǎn)脫落,1,、修復(fù),2,、碳刷與換向器接觸不良,2,、砂磨換向器及碳刷,3,、碳刷磨損,3,、更換碳刷,電機(jī)表面過度發(fā)熱,1,、作業(yè)時間過長,1,、停機(jī)休息,2,、繞組潮濕,2,、干燥電機(jī),3,、電源電壓下降,3,、調(diào)整電源電壓,水封處嚴(yán)重漏水,密封圈已損壞,更換密封圈

9、,2009年,/7,月,/2,日,12,福建省建筑科學(xué)研究院,二、金剛石薄壁鉆頭,空心薄壁鉆頭由鋼體和胎環(huán)兩部分組成,。,空心薄壁鉆構(gòu)造示意圖,2009年,/7,月,/2,日,13,福建省建筑科學(xué)研究院,鋼體一般由無縫鋼管車制而成，鉆頭的胎環(huán)是由鋼系、青銅系、鎢系等冶金粉末和含,(20,40)%,的人造金剛石澆注成型，,胎環(huán)的高度為,10,mm,，,金剛石層的澆注高度只有,5,mm,，,為了冷卻鉆頭和排屑暢通，,在胎環(huán)上加數(shù)個排水槽（稱水口），胎環(huán)與鋼體之間的連接，可以采用熱壓冷壓浸漬、無壓浸漬、低溫電鑄或高頻焊接等方法。,鉆頭與鉆機(jī)的連接方式有直柄式、螺紋連接式和脹卡連接式三種，其中螺紋連接

10、適用于中等直徑鉆頭，而脹卡連接則用于較大直徑鉆頭，鉆芯時需根據(jù)鉆孔或取芯尺寸選用不同的鉆頭規(guī)格,(,目前一般由廠家提供,)，也可參照講義上的表4選用,。,2009年,/7,月,/2,日,14,福建省建筑科學(xué)研究院,第三節(jié),芯樣鉆取、加工技術(shù)和抗壓強(qiáng)度計算,一、基本概念：,1,、標(biāo)準(zhǔn)芯樣：取芯質(zhì)量符合要求且芯樣公稱直徑為,100,mm,、,高徑比為,1,：,1,的混凝土圓柱體試件叫做標(biāo)準(zhǔn)芯樣。,2,、有效芯樣的要求：,抗壓試驗(yàn)的芯樣試件宜使用標(biāo)準(zhǔn)芯樣試件，其公稱直徑不宜小于骨料最大粒徑的,3,倍；也可采用小直徑芯樣試件，但其公稱直徑不應(yīng)小于,70,mm,且不得小于骨料最大粒徑的,2,倍。,高徑比

11、為,0.95,1.05,。,2009年,/7,月,/2,日,15,福建省建筑科學(xué)研究院,標(biāo)準(zhǔn)芯樣試件，每個試件內(nèi)最多只允許有,2,根直徑小于,10,mm,的鋼筋；公稱直徑小于,100,mm,的芯樣試件，每個試件內(nèi)最多只允許有一根直徑小于,10,mm,的鋼筋；芯樣內(nèi)的鋼筋應(yīng)與芯樣試件的軸線基本垂直并離開端面,10,mm,以上。,沿芯樣試件高度的任一直徑與平均直徑相差,2,mm,；,抗壓芯樣試件端面的不平整度在,100,mm,長度內(nèi),0.1,mm,；,芯樣試件端面與軸線的不垂直度,1,；,芯樣不得有裂縫或其他較大缺陷。,2009年,/7,月,/2,日,16,福建省建筑科學(xué)研究院,二、芯樣鉆取,1,

12、、采用鉆芯法檢測結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度前，宜具備下列資料：,工程名稱（或代號）及設(shè)計、施工、監(jiān)理、建設(shè)單位名稱；,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件種類、外形尺寸及數(shù)量；,設(shè)計混凝土強(qiáng)度等級；,成型日期，原材料（水泥品種、粗骨料粒徑等）和混凝土試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)報告；,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件質(zhì)量狀況和施工中存在問題的記錄；,有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖和施工圖等。,2009年,/7,月,/2,日,17,福建省建筑科學(xué)研究院,2,、芯樣宜在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的下列部位鉆?。?結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力較小的部位；,混凝土強(qiáng)度質(zhì)量具有代表性的部位；,便于鉆芯機(jī)安放與操作的部位；,避開主筋、預(yù)埋件和管線的位置，并盡量避開其他鋼筋；,當(dāng)采用鉆芯法修正無損檢測方法時，鉆芯位置應(yīng)與

13、無損檢測方法相應(yīng)的測區(qū)重合。,2009年,/7,月,/2,日,18,福建省建筑科學(xué)研究院,3,、鉆取的芯樣數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定：,鉆芯確定單個構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定值時，有效芯樣試件的數(shù)量不應(yīng)少于,3,個；對于較小構(gòu)件，有效芯樣試件的數(shù)量不得少于,2,個。,對構(gòu)件的局部區(qū)域進(jìn)行檢測時，應(yīng)由要求檢測的單位提出鉆芯位置及芯樣數(shù)量；,按批量檢測時，芯樣試件的數(shù)量應(yīng)根據(jù)檢測批的容量確定。標(biāo)準(zhǔn)芯樣試件的最小樣本量不宜小于,15,個，小直徑芯樣試件的最小樣本量應(yīng)適當(dāng)增加。芯樣應(yīng)從檢測批的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中隨機(jī)抽取，每個芯樣應(yīng)取自一個構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的局部部位。,2009年,/7,月,/2,日,19,福建省建筑科學(xué)研究院,4

14、,、鉆取的芯樣直徑一般不宜小于骨料最大粒徑的,3,倍，,在任何情況下不得小于骨料最大粒徑的,2,倍，且公稱直徑不應(yīng)小于,70,mm,。,5,、,鉆芯機(jī)就位并安放平穩(wěn)后，應(yīng)將鉆機(jī)固定，以便工作時不致產(chǎn)生位置偏移。固定的方法應(yīng)根據(jù)鉆芯機(jī)構(gòu)造和施工現(xiàn)場的具體情況，分別采用頂桿支撐、配重、真空吸附或膨脹螺栓等方法。,2009年,/7,月,/2,日,20,福建省建筑科學(xué)研究院,6,、采用三相電機(jī)的鉆芯機(jī)在未安裝鉆頭之前，就應(yīng)先通電檢查主軸旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r針時，方可安裝鉆頭。鉆芯機(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)軸線，應(yīng)調(diào)整到與被鉆取芯樣的混凝土表面相垂直。,7,、鉆芯機(jī)接通水源、電源后，撥動變速鈕調(diào)到所需轉(zhuǎn)速。正向

15、轉(zhuǎn)動操作手柄使鉆頭慢慢接觸混凝土表面，待鉆頭刃部入槽穩(wěn)定后方可加壓。進(jìn)鉆到預(yù)定深度后，反向轉(zhuǎn)動操作手柄，將鉆頭提升到接近混凝土表面，然后停電停水。,2009年,/7,月,/2,日,21,福建省建筑科學(xué)研究院,8,、鉆芯時用于冷卻鉆頭和排除混凝土料屑的冷卻水流量宜為,3,15,L/min,，,出口水溫不宜超過,30,。,9,、從鉆孔中取出的芯樣在稍微晾干后，應(yīng)標(biāo)上清晰的標(biāo)記。若所取芯樣的高度及質(zhì)量不能滿足規(guī)程的要求，則應(yīng)重新鉆取芯樣。,10,、芯樣在運(yùn)送前應(yīng)仔細(xì)包裝，避免損壞。,11,、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件鉆芯后所留下的孔洞應(yīng)及時進(jìn)行修補(bǔ)，以保證其正常工作。,12,、工作完畢后，應(yīng)及時對鉆芯機(jī)和芯樣加工設(shè)

16、備進(jìn)行維修保養(yǎng)。,2009年,/7,月,/2,日,22,福建省建筑科學(xué)研究院,13,、鉆孔操作中的安全事項(xiàng)：,由于混凝土鉆孔機(jī)是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電設(shè)備，鉆芯工作中應(yīng)注意安全操作，并做好個人安全防護(hù)。包括：安全接電，注意電壓,(,區(qū)分,220,V,還是,380,V,用電,),，操作人員必須穿著不導(dǎo)電且防水的橡膠鞋以防觸電，機(jī)器電源應(yīng)有防觸電開關(guān)，鉆孔操作過程中應(yīng)注意防止機(jī)器進(jìn)水，尤其是室外鉆孔操作中應(yīng)注意鉆機(jī)上方滴水或落雨的影響。鉆筒高速旋轉(zhuǎn)人員注意安全，不得正面對準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)鉆筒，同時注意鉆筒鉆筒排出的冷卻水不要飛往鉆機(jī)電機(jī)中。鉆孔操作人員禁止留長發(fā)以免頭發(fā)被卷入鉆機(jī)。同時還要注意遵守國家其他安全法規(guī)的要求。,2009年,/7,月,/2,日,23,福建省建筑科學(xué)研究院,鉆孔中還要注意鉆機(jī)進(jìn)尺速度，不宜過快，以免電機(jī)負(fù)荷過大燒毀，同時還應(yīng)注意觀察鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度、進(jìn)尺快慢的變換、抖動情況、噪音情況，判斷是否遇到鋼筋等金屬預(yù)埋件，以免卡鉆。遇到卡鉆，要冷靜處理，慢慢退出鉆筒?？梢越Y(jié)合敲擊、旋轉(zhuǎn)鉆筒等操作，逐步拔出卡住的鉆筒。,探測鋼筋位置的定位儀，應(yīng)適用于現(xiàn)場操作，最大探測深度應(yīng)不小于60,mm，,探