國標《鉆芯檢測離心高強混凝土抗壓強度試驗方法》實施過程中應注意的問題

　　摘 要：本文根據近年來國標gb/t 19496-2004《鉆芯檢測離心高強混凝土抗壓強度試驗方法》實施中所反映的一些情況，標準起草負責人提出了在執行標準中應注意的若干問題。
　　
　　關鍵詞：國家標準  鉆芯檢測  混凝土芯樣  抗壓強度
　　
　　0.前言
　　
　　國家標準gb/t19496-2004《鉆芯檢測離心高強混凝土抗壓強度試驗方法》自2004年4月30日發布，2004年12月10日實施以來，已經在工程檢測中執行近6年，本標準的實施，解決了預應力混凝土管樁等離心高強混凝土制品在工程質量檢查檢驗中大量的質量糾紛，發揮了十分積極的作用。然而，由于本標準發布后，標準起草單位沒有舉辦過專業的標準培訓，許多檢測機構和管樁生產企業的技術人員對本標準的一些技術規定和要求理解不透，同時，由于本標準與中國建設工程標準化協會發行的cecs03《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》相比，檢測設備、混凝土鉆芯樣的加工精度、操作人員的熟練程度等要求更高，也曾多次發生：芯樣檢測數值偏低、芯樣檢測數值的離散性偏大等現象，一些檢測檢驗機構中檢測技術人員對gb/t19496-2004存在一些疑惑。為了正確理解把握該標準的試驗方法，現將前些年在標準實施過程中發現的一些值得大家注意的問題作一說明和分析。
　　
　　1.標準的適用范圍
　　
　　國標gb/t 19496-2004非等效采用英國國家標準bs1881:part120:1983《鉆芯法檢測混凝土抗壓強度試驗方法》　^[1]。在gb/t 19496-2004的初稿、討論稿、征求意見稿、報批稿、送審稿等起草過程中，在標準的"適用范圍"這一章節的條文中，均增加有條文的注：
　　
　　注1：本標準主要用于對制品的混凝土立方試件強度的代表性有異議時；
　　
　　注2：本標準建議在試驗前各方必須考慮試驗的必要性、試驗的目的、試驗結果的重要性并就鉆芯檢測離心高強混凝土抗壓強度的試驗方法及試驗結果的處理達成統一的意見。
　　
　　在本標準于2003年5月的報批后，有關專家在出版前對本標準的報批稿提出了修改意見，指出在 "適用范圍" 這一章節中的條文注的表述方法，不符合當時我國實施的gb/t1.1-2000《標準化工作導則 第1部分:  標準的結構和編寫規則》，在與本文作者協商后，建議正式出版的gb/t19496-2004中上述2個條文的注，調整搬移到標準的編制說明中去。這樣也就形成了現行的gb/t19496的標準適用范圍"本標準適用于對離心高強混凝土制品（以下簡稱制品）的混凝土立方體試件強度的代表性有異議時的試驗"。
　　
　　其實，在gb/t 19496-2004的初稿、討論稿、征求意見稿、報批稿、送審稿的"適用范圍"這一章增加的條文的注，本身就是英國國家標準bs1881:part120:1983中"適用范圍"的條文的注，gb/t 19496-2004只是將它作了翻譯調整而已。近年來，我國出版發行的許多標準規范已經采用了國際上標準編寫的表述方式，如gb/t1.1-2009。
　　
　　國標gb/t 19496-2004制定的目的就是為了解決預應力混凝土管樁等離心高強混凝土制品在施工過程中發生對制品混凝土強度產生異議時的一種檢測混凝土強度的方法，而不是作為離心高強混凝土抗壓強度常規檢驗方法標準。目前，一些檢測機構或地方政府部門，并不了解gb/t19496-2004的標準適用范圍，而根據各自的需要，隨意下文，要求采用gb/t19496-2004對在生產現場或施工現場或運輸途中的預應力混凝土管樁等制品，進行結構混凝土抗壓強度檢測。
　　
　　這是不合理的。有關預應力混凝土管樁等離心高強混凝土制品的產品質量檢測方法，在gb13476《先張法預應力混凝土管樁》等相關標準中已經非常詳細作了明確的規定。
　　
　　中國建設工程標準化協會發行的《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》cecs03相對照，gb/t19496-2004標準中提出的技術指標要求較高，目前，除了廣東省建設工程質量檢測中心等少數檢測單位以及一些大型的管樁生產企業外，其它許多省市建設工程質量檢測單位和絕大多數管樁生產企業的質檢部門在離心高強混凝土抗壓強度檢測方面難以達到gb/t19496-2004中規定的檢測技術條件。
　　
　　目前，一些檢測單位和管樁生產單位，采用中國建設工程標準化協會發行的《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》cecs03，對管樁產品的樁身混凝土強度進行檢測，這是不合理的。因為，協會標準cecs03的適用范圍是普通混凝土，而管樁等混凝土制品是離心混凝土，屬于特種混凝土范疇。
　　
　　另外，還有一些檢測單位，采用cecs03操作方式，對混凝土試樣進行鉆芯、磨平、鋸切等，但混凝土強度的檢驗數據又參照gb/t19496進行評定。這也是不合理的，是不正確的。因為一個標準的技術要求、檢驗方法和數據處理等是統一的整體，不能對一個整體的標準根據需要而隨意加以分割實施。
　　
　　2. 關于鉆芯、磨平、鋸切等設備
　　
　　中國建設工程標準化協會1988年11月頒布發布的《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》cecs03：88和原國家冶金工業部在1986年10月頒布的冶金工業部行業標準ybj209-86《鉆芯取樣法測定結構混凝土抗壓強度技術規程》,在上世紀80年代的建設工程的混凝土結構強度檢測中得到了很廣泛的應用。由于在上世紀70-80年代，我國建設工程中采用的絕大多數為低標號混凝土（當然最低混凝土受檢強度應≥10mpa），采用鉆芯檢測的設備要求相對也低；同時，研究表明，低標號混凝土采用鉆芯檢測時其檢測結果的離散程度，比高標號混凝土要小得多^[2][3]。
　　
　　我國一些工程機械企業生產的混凝土鉆芯機，雖然與國外同類產品相比價格很低，但是設備的整體剛度不夠，整機明顯顯得單薄，在對混凝土進行鉆心時經常發生設備的抖動（晃動）較大，對所鉆的混凝土芯樣結構的微觀破壞較為嚴重，有些芯樣雖然目測時沒有發現可見裂縫，但是，不可目測的微觀裂縫將大大降低混凝土芯樣的強度檢測值；同時，微觀裂縫的大小、多少等，也是造成檢測值離散大的主要因素。因此，對于檢測管樁這一類離心高強度混凝土制品，盡可能選用結構剛度大一些的混凝土鉆心設備。
　　
　　對于混凝土芯樣鋸切機，目前不少檢測單位采用混凝土芯樣兩端分別鋸切的方式，也有一些單位如廣東省建設工程質量檢測中心，采用芯樣兩端同步鋸切的方式。不同的芯樣鋸切方式，對芯樣的檢測值也存在較大的影響。混凝土芯樣兩端的平行程度，對檢測的結果會產生較大的影響，若平行度不好，混凝土芯樣施壓時會產生應力集中現象，大大降低混凝土的強度檢測值。為了盡可能消除芯樣兩端平行度對檢測結果的影響，gb/t19496-2004提出了"芯樣兩端平行度"≤1.0mm的規定。
　　
　　上述混凝土芯樣的兩種鋸切方式，對混凝土芯樣的檢測結果存在較大的影響。大量的試驗研究表明，芯樣兩端同步鋸切的方式比芯樣兩端分別鋸切的方式產生的混凝土芯樣的兩端平行度要小，其檢驗值的離散程度也要小。若在混凝土芯樣端部鋸切時產生較大的傾斜，由于高強混凝土的硬度大、耐磨性好，要通過后續的磨平加工工序來糾正，其難度是非常大的，而且糾正的效果也是很不理想的。因此建議檢測單位，盡可能采用芯樣兩端同步鋸切的方式。
　　
　　1997年5月中國工程院院士清華大學陳肇元教授在廬山召開的全國高強高性能混凝土技術委員會的大會上所作的主題報告時指出，高強混凝土鉆芯樣的表面平整度對芯樣強度的檢測值的影響較低強度混凝土要大得多。關于混凝土芯樣鋸切后兩端的表面層加工，本標準建議采取磨平處理方式，不提倡砂漿或硫磺膠泥、環氧膠泥找平方法。
　　
　　廣東省建設工程質量檢測中心、中山鴻運管樁有限公司等單位從日本marui公司引進的混凝土芯樣磨平機，對高強混凝土鉆芯樣的端面的平整度加工，具有非常好的效果。大量的檢測結果表明，日本marui公司生產的混凝土芯樣磨平機，其加工的混凝土芯樣的端面的平整度可以達到gb/t19496-2004規定的要求。但這臺磨平機2000年時的設備售價達15萬元左右，也是不少單位沒有批量引進的主要原因。而國產的混凝土芯樣磨平機，大多是混凝土鉆芯機的一個輔助機械，常常采用砂輪旋轉磨平的方式，其磨平的效果很不理想，混凝土芯樣的平整度難以達到標準規定的技術指標，這對混凝土芯樣的檢測結果產生很大的影響。
　　
　　研發性能優越的國產混凝土芯樣磨平機是我們建設工程機械生產單位必須盡快正視的問題，10年前作者曾多次在全國行業會議上呼吁我國建設工程機械企業重視這個產品的研發，但現在市場上任然沒有可選用的性能優質的國產混凝土芯樣磨平機。我國建設工程面廣量大，不可能長期靠大量進口解決這一問題。
　　
　　3.關于芯樣的鉆取
　　
　　gb/t19496-2004第3.5條文規定："芯樣應在制品的下列部位鉆取:
　　
　　a) 混凝土質量應具有代表性,不得在已破損的制品上鉆取。對先張法預應力混凝土管樁產品，不得在沉樁或沉樁后的管樁樁身上鉆取；
　　
　　b) 應在制品中部且便于鉆芯機安裝與操作的部位,同時離制品二端1.5m以外,且芯樣的取樣間距不宜小于1m, 應盡量避開預應力鋼筋、螺旋筋密繞的部位及樁身鋼模合縫處。
　　
　　近年來，基礎施工工程經常發生一些工程質量糾紛，需要對已施工的管樁樁基工程作混凝土強度測定。一些檢測單位的工程技術人員，由于對gb/t 19496-2004的有關內容不是非常了解，簡單將在已經施工后的管樁樁身上鉆取混凝土芯樣，有些混凝土芯樣鉆取的作業非常艱難（如在沉樁后豎著的管樁樁身上取芯）。這樣鉆取的混凝土芯樣，其檢測結果自然可想而知，是難以正確測定樁基的真實強度值的。
　　
　　眾所周知，混凝土是脆性材料（尤其是高強混凝土），在施打（壓）過程中施工機具對結構混凝土的破壞較大,如錘擊法沉樁后樁身結構混凝土強度由于錘擊作用而下降30%～50%,因此,本標準規定不得在沉樁過程中的樁身上或沉樁后的樁身上鉆取芯樣[4]。對于正在沉樁或沉樁后的管樁樁身取芯，其測定的混凝土強度難以代表制作生產時預應力混凝土管樁樁身結構的混凝土強度。
　　
　　管樁是一種離心成型的環形的預應力混凝土結構，混凝土環形結構在進行混凝土芯樣鉆取時難以避開鋼筋（預應力主鋼筋和環形的螺旋鋼筋），同時，在環形結構上要很好地固定鉆芯機的難度是很大的。不少檢測單位，在進行管樁樁身混凝土取芯時，采用膨脹螺絲將鉆機底部固定在環形的樁身上，同時將帶有鉆筒一端懸臂施壓在管樁的表面進行鉆取芯樣。采用這種方式取芯，對普通低標號混凝土而言，其混凝土檢測結果尚可，但對于圓環形的預應力混凝土管樁，在其檢測過程中易產生試驗架傾覆、失穩，或者試驗架固定不牢固等現象。如果鉆芯機固定不穩,則鉆機就容易發生晃動或移位，這不僅會影響鉆芯機和鉆頭的使用壽命,而且很容易發生卡鉆或芯樣折斷事故，特別是對芯樣的質量將產生嚴重的后果。在對管樁產品進行混凝土芯樣鉆取時，不得采用配重固定或膨脹螺栓固定及真空吸附固定，鉆芯前應專門制作適應每種不同規格的專用鐵制固定架,將固定架繞樁身先張緊固定,然后再將鉆機固定在專用的固定架上^[4]。進鉆時,鉆頭必須與被鉆制品的混凝土表面保持垂直,以便使鉆頭四周受力均勻,順利進鉆[4]。
　　
　　4.關于芯樣的加工
　　
　　在對芯樣加工后的外觀質量及形位公差精度有加大的不同規定是gb/t19496與cecs03:88或cecs03:2007的主要不同點，上述三項標準的具體技術指標見表所示。