摘要：本文通过分析某批次混凝土芯样检测结果，通过对比不同规范下的判定方法，运用数据统计处理方式说明检测结果的差异所在，以期为今后水利工程的混凝土取芯检测提供有意义的借鉴，为水利混凝土工程的质量监督提供部分判断依据。
关键词：水利工程；混凝土；钻芯；检测
前言
工程上常用的大多数混凝土无损检测方法为回弹法检测，但由于在施工过程中涉及重要构件或相关隐蔽工程检测时，业主与施工单位均期望得到最为准确的结果，往往寄希望于准确且可作为安全鉴定评估结论及强度异议定论的检测方法------钻芯检测法。其自身不仅可辅助修正其他无损或局部破损检测量值，并且由于其获得的混凝土芯样具有极强的可视性、客观性、技术成熟性，因此获得大范围的推广利用。但是其自身仍具有部分局限性，钻芯取样会对构件造成不可完全恢复的破坏，因此在水利结构上不能对整个混凝土结构体应用该技术检测。
图1 QZ-200S型混凝土取芯钻孔机
1 钻芯机具及工作概况
钻芯取样技术操作时通常有钻芯机、切割机、降温水箱等设备组成，在将相应机具架设于待检测的水工构造物上后，钻旋结束后获得形状为圆柱形的混凝土芯块试样，结合后续相关的试验方式，从而可以形象直观的获得水工构造物使用期间的质量状况，例如北方地区混凝土结冰冻结后的状态、构造物内部是否存在孔洞、混凝土浇筑质量（混凝土配合比、集料拌和均匀度）、混凝土塑形裂缝深度，宽度尺寸、桩体底部与基岩结合程度等。待决定对水工结构采取钻芯取样检测时，应该特别注意因混凝土块体缺失而造成的对整个水工结构的影响，并严格保证取芯结束后，水工结构
的混凝土仍然具有相当高的安全储备。同时为获得足够完整的混凝土芯样，所选择取出的芯样强度应不低于10MP，在钻取芯样时，根据不同的工况，合理采用膨胀螺丝、施加固定压重紧固钻机、钢管搭设临时固定支架支护钻机等。待经过钢筋探测仪标定水工结构内钢筋分布后，将钻头平面与水工构造物平面保持水平且距离要适中，在调节好旋转钻头前进方向、后座平衡螺丝、调整降温设备出水速率及温度后，握紧控制把手后，依照现场实际情况将钻头缓慢均匀地旋入待取芯样的水工构造物内。
2 混凝土钻芯检测评定强度步骤
现如今通行的本行业规范《钻芯法检测混凝土强度技术规程》、《水工混凝土试验规程》，在对取样混凝土抗压强度评定时，均具有通行的技术检测评定步骤。依照相应评定步骤即可获得相应水利构件的工作状态强度。
(1)找准待取芯检测位置（具有较强的代表性位置）、确定混凝土芯样的个数及尺寸大小，利用规范上的方法检测得到的混凝土芯的抗压强度值.png)
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图2 某防渗墙混凝土取芯试样
(2)利用得到的混凝土芯样的高度与直径的比值 H/D 获得换算系数 a，以此把混凝土芯样的抗压强度.png)
换算得到相同龄期混凝土立方体试件抗压强度.png)
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表1 各规程不同高径比芯样强度换算系数对比
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(3)依照检测过程中得到的实测情况，并依照规范要求所给出的强度，取得混凝土强度的推定值.png)
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图3 500T-YAW-5000 型微机控制电液伺服压力机
(4)根据混凝土强度获得的推定值.png)
、原芯样获得的混凝土立方抗压强度标准值及标准混凝土立方试验构件强度.png)
，依次判断来检验待测水利工程构件的混凝土强度能否达到使用寿命期间的要求。
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--------钻芯取样的混凝土利用标准试验检测方法获得的抗压强度。
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--------换算之后的标准尺寸的混凝土检测试件强度，单位.png)
。
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--------待检测构件的实测强度推定数值，单位.png)
。
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--------标准条件（温度20.png)
2℃，相对湿度95%）经养护28d龄期，标准立方试块抗压强度。
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--------混凝土立方体抗压强度标准值，单位.png)
。
3 相关案例简析
已建成的某条河道在后期整治过程后，某业主单位要求对一处基础平台浇筑的C20混凝土进行芯样群检测，共计24个，详见表2：
表2 24个混凝土试件取芯抗压强度 单位：.png)
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经过检测单位进行检测评估后，判定结果为所“该龄期试件抗压强度平均数值较理论设计强度数值高”，所给出的检测评估结论为合格，但是鉴于缺少对相关规范进行对比检测，缺乏较详实的计算，因此需要结合《混凝土强度检验评定标准》（GB/T 50107—2010）与《水工混凝土施工规范》（DL/T 5144—2015）进行详细评估。
3.1依照《水利水电工程施工质量检测与评定规程》（SL 176-2007）判定
规程附录中在表述普通混凝土构件检测试验获得的统计结果时，未明确阐述检测试件的形状构成，根据日常经验，我们先假设试件芯样为圆柱形时也适用，参照《水工混凝土试验规程》，按照每三个为一组，将所测得的实际数值的平均数作为本次检测的结果。本次试验数组为8，参照标准数值，处于5和30中间，按照统计评估技术第二条，应当达到合格的标准计算公式为.png)
且.png)
。
此次举例中.png)
经过计算取值为1.165，按照规程，若统计数据取值小于2.0，那么Sn取值应为2.0。
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= 21.5875-0.7×2=20.1875.png)
，据此可以判断合格标准成立。
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= 21.5875-1.6×2=18.3875≥0.83.png)
=16.6，符合合格设计标准。
（上述计算涉及的.png)
均为强度标准的平均值，.png)
为标准差）
3.2参照《混凝土强度检测评定标准》（GB/T50107-2010）判定
将8组的混凝土强度数值进行校核，初次判定结论依据于混凝土实测强度的平均值，但是其忽略了强度取值的最大、最小值与中间数值差大于15%的情况。依照所得原始数据，第一段内第二组的数值较中间数值的差值是中间数值的18%，所得代表值在修正数值时应取中间值为22.7，第二段的第三组中间数与最小数数值之差约为中间数取值的15.5%，所得实际数值修正后应取得22.0。经过修正所得的8组数值分别代表的抗压强度为：20.1、22.7、23.7、21.9、22.7、20.5、22.0、21.4，由于现有的数据总数少于10 组，因而不能应用统计方法评定最终的混凝土强度取值。试样合格强度规定为所取平均值不小于1.15倍标准值，并且规定的最小值不小于0.95倍的标准值。
根据原始数据计算所得本批次试件的平均值取为21.875，并按照1.15倍取得标准值为23.0，因此不能满足规定的合格标准要求；原始平均值最小取为20.1，按照0.95倍的标准取值为19.0，下限满足合格标准。由于实际数据未能满足上下限取值要求，因此严格判定此批次混凝土不达标。
3.3参照《水工混凝土施工规范》（DL/T 5144-2015）判定
《水工混凝土施工规范》中，通过计算获得试件保证率与概率度系数。参照规范要求，由于本批次实际为8组，合格判定系数K根据规范可得为0.36，计算标准差数值为1.165，计算概率度取值系数t=（试件强度平均值-强度标准值）/标准差，所得结果为1.363。参照此规范，首先满足的是最小值取值大于标准值取值的0.85倍；其次计算.png)
=0.5715，检测试件的平均值取值也大于20+0.5715=20.5715。因此结合规范中的两处要求可以判断该批次混凝土达标。
3.4综合分析
鉴于上面三种方法判定得出的不同结论，其中最大的差异在于对所获取的统计数据做概率处理的时，其离散程度的不同。《混凝土强度检测评定标准》更具有代表性质，但是我们也不能忽略水利工程行业所做出的标准，根据此差异我们可以参照07规范着重推荐的，待检测混凝土强度推定值域推定期间的介绍。
按照07规程，对照取出的试件芯样采用《数据的统计处理和解释正态样本离群值的判定处理》（GB/T 4883-2008）来检验能否剔除不必要的离群值。对照此次案例的实际情况，在已知标准差的情况下，优先求取统计量.png)
与.png)
，奈尔上统计量数值.png)
=（25.2-21.5875）/1.795238=2.012268；奈尔下统计数值.png)
=（21.5875-18.6）/1.795238=1.664125；.png)
>.png)
，仅会产生最大的数值为离群值。
参照标准附表样本奈尔检测试件的临界值如下表所示：
表 3 24组奈尔样本检测临界值 单位：.png)
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计算所得R1-a/2（n）=R0.975（n）=3.011
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，据此可判断离群值是不存在的，因此不需剔除。
在置信度0.85的前提下，试样24个上限数值系数k1=1.3，下限值取得的系数k2=2.30。
试件芯样f24平=21.5875，标准差取值为s=1.795238；
计算上限值.png)
=21.5875-1.3×1.795238=19.2537；
计算下限值.png)
=21.5875-2.309×1.795238=17.4423；
差值取19.2537-17.4423=1.8114，均小于5与0.1倍.png)
，因此数据验证通过且有效。
该批次试件混凝土强度取值推定数值介于17.44~19.25，据此按照规程中的文字明确“宜以.png)
作为检测批混凝土强度的推定值”据此可以获得该批次混凝土强度推定数值为19.25。因此可以得出结论该批次混凝土不达标。
4.结语
（1）若采用不同的规范来评定混凝土强度等级，应该必须保证的是取芯试样个数能达到相应的量值，按照不同的规范进行数据处理时，应该对数据进行取舍。GB/T 4883-2008应该补充对于待检测试样取得的强度推定区间的上限值下限值，若不满足强度评定要求，则应该按照《混凝土强度检测评定标准》（GB/T50107-2010）判定。
（2）钻芯取样检测法虽然能够获得不同龄期且能够较真实的反映实际混凝土强度，但是由于钻芯法是属于带有局部损伤的半破坏性检测法，因此应该谨慎选择取芯的数量、部位及尺寸。
（3）钻芯法检测混凝土强度，参照过去已有工程的相关经验，在多批次检测、核定时，取样的混凝土芯单个芯样标准差数值存在较大差异，所引起的检测结果通常显示为较小的数值，即通常意义上认为的偏向保守。虽然这样得到的检测结果对待评定的结构物是有利且安全的，但是因为在分批次检测过程中对各个构件增加的补强操作又会使得响应造价提高。
参考文献：
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[3]彭春涛.水工混凝土钻芯法检测结果分析[J].低碳世界 ，2014（3x）：86-87.
[4]王继斌.混凝土强度评定在工程质量中的运用[J].建筑工程技术与设计 ，2015（28）.
论文作者:李建球
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签：混凝土论文; 强度论文; 数值论文; 水工论文; 抗压强度论文; 标准论文; 构件论文; 《基层建设》2018年第31期论文;