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(yīng)注意的若干問題

  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(fā)布，2004年12月10日實施以來，已經(jīng)在工程檢測中執(zhí)行近6年，本標準的實施，解決了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等離心高強混凝土制品在工程質(zhì)量檢查檢驗中大量的質(zhì)量糾紛，發(fā)揮了十分積極的作用。然而，由于本標準發(fā)布后，標準起草單位沒有舉辦過專業(yè)的標準培訓(xùn)，許多檢測機構(gòu)和管樁生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)人員對本標準的一些技術(shù)規(guī)定和要求理解不透，同時，由于本標準與中國建設(shè)工程標準化協(xié)會發(fā)行的CECS03《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》相比，檢測設(shè)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(fā)生：芯樣檢測數(shù)值偏低、芯樣檢測數(shù)值的離散性偏大等現(xiàn)象，一些檢測檢驗機構(gòu)中檢測技術(shù)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(xiàn)將前些年在標準實施過程中發(fā)現(xiàn)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(jié)的條文中，均增加有條文的注：

  在本標準于2003年5月的報批后，有關(guān)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(jié)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(dǎo)則 第1部分：  標準的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》，在與本文作者協(xié)商后，建議正式出版的GB/T19496-2004中上述2個條文的注，調(diào)整搬移到標準的編制說明中去。這樣也就形成了現(xiàn)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(diào)整而已。近年來，我國出版發(fā)行的許多標準規(guī)范已經(jīng)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(yù)應(yīng)力混凝土管樁等離心高強混凝土制品在施工過程中發(fā)生對制品混凝土強度產(chǎn)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(guī)檢驗方法標準。目前，一些檢測機構(gòu)或地方政府部門，并不了解GB/T19496-2004的標準適用范圍，而根據(jù)各自的需要，隨意下文，要求采用GB/T19496-2004對在生產(chǎn)現(xiàn)場或施工現(xiàn)場或運輸途中的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等制品，進行結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度檢測。

  這是不合理的。有關(guān)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等離心高強混凝土制品的產(chǎn)品質(zhì)量檢測方法，在GB13476《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》等相關(guān)標準中已經(jīng)非常詳細作了明確的規(guī)定。

  中國建設(shè)工程標準化協(xié)會發(fā)行的《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》CECS03相對照，GB/T19496-2004標準中提出的技術(shù)指標要求較高，目前，除了廣東省建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心等少數(shù)檢測單位以及一些大型的管樁生產(chǎn)企業(yè)外，其它許多省市建設(shè)工程質(zhì)量檢測單位和絕大多數(shù)管樁生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)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(guī)定的檢測技術(shù)條件。

  目前，一些檢測單位和管樁生產(chǎn)單位，采用中國建設(shè)工程標準化協(xié)會發(fā)行的《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》CECS03，對管樁產(chǎn)品的樁身混凝土強度進行檢測，這是不合理的。因為，協(xié)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(shù)據(jù)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(shù)要求、檢驗方法和數(shù)據(jù)處理等是統(tǒng)一的整體，不能對一個整體的標準根據(jù)需要而隨意加以分割實施。

  2. 關(guān)于鉆芯、磨平、鋸切等設(shè)備

  中國建設(shè)工程標準化協(xié)會1988年11月頒布發(fā)布的《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》CECS03：88和原國家冶金工業(yè)部在1986年10月頒布的冶金工業(yè)部行業(yè)標準YBJ209-86《鉆芯取樣法測定結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》，在上世紀80年代的建設(shè)工程的混凝土結(jié)構(gòu)強度檢測中得到了很廣泛的應(yīng)用。由于在上世紀70—80年代，我國建設(shè)工程中采用的絕大多數(shù)為低標號混凝土（當然最低混凝土受檢強度應(yīng)≥10MPa），采用鉆芯檢測的設(shè)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(jié)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(yè)生產(chǎn)的混凝土鉆芯機，雖然與國外同類產(chǎn)品相比價格很低，但是設(shè)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(jīng)常發(fā)生設(shè)備的抖動（晃動）較大，對所鉆的混凝土芯樣結(jié)構(gòu)的微觀破壞較為嚴重，有些芯樣雖然目測時沒有發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)剛度大一些的混凝土鉆心設(shè)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(shè)工程質(zhì)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?；炷列緲觾啥说钠叫谐潭?，對檢測的結(jié)果會產(chǎn)生較大的影響，若平行度不好，混凝土芯樣施壓時會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)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(jié)果的影響，GB/T19496-2004提出了“芯樣兩端平行度”≤1.0mm的規(guī)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(jié)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(chǎn)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(chǎn)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(xù)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(xué)陳肇元教授在廬山召開的全國高強高性能混凝土技術(shù)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(guān)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(huán)氧膠泥找平方法。

  廣東省建設(shè)工程質(zhì)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(jié)果表明，日本MARUI公司生產(chǎn)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(guī)定的要求。但這臺磨平機2000年時的設(shè)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(chǎn)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(zhuǎn)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(guī)定的技術(shù)指標，這對混凝土芯樣的檢測結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。

  研發(fā)性能優(yōu)越的國產(chǎn)混凝土芯樣磨平機是我們建設(shè)工程機械生產(chǎn)單位必須盡快正視的問題，10年前作者曾多次在全國行業(yè)會議上呼吁我國建設(shè)工程機械企業(yè)重視這個產(chǎn)品的研發(fā)，但現(xiàn)在市場上任然沒有可選用的性能優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)混凝土芯樣磨平機。我國建設(shè)工程面廣量大，不可能長期靠大量進口解決這一問題。

  3.關(guān)于芯樣的鉆取

  GB/T19496-2004第3.5條文規(guī)定：“芯樣應(yīng)在制品的下列部位鉆取：

  a） 混凝土質(zhì)量應(yīng)具有代表性，不得在已破損的制品上鉆取。對先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁產(chǎn)品，不得在沉樁或沉樁后的管樁樁身上鉆取；

  b） 應(yīng)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(yīng)盡量避開預(yù)應(yīng)力鋼筋、螺旋筋密繞的部位及樁身鋼模合縫處。

  近年來，基礎(chǔ)施工工程經(jīng)常發(fā)生一些工程質(zhì)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(shù)人員，由于對GB/T 19496-2004的有關(guān)內(nèi)容不是非常了解，簡單將在已經(jīng)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(yè)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(jié)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(jié)構(gòu)混凝土的破壞較大，如錘擊法沉樁后樁身結(jié)構(gòu)混凝土強度由于錘擊作用而下降30%～50%,因此，本標準規(guī)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(chǎn)時預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁身結(jié)構(gòu)的混凝土強度。

  管樁是一種離心成型的環(huán)形的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土環(huán)形結(jié)構(gòu)在進行混凝土芯樣鉆取時難以避開鋼筋（預(yù)應(yīng)力主鋼筋和環(huán)形的螺旋鋼筋），同時，在環(huán)形結(jié)構(gòu)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(huán)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(jié)果尚可，但對于圓環(huán)形的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，在其檢測過程中易產(chǎn)生試驗架傾覆、失穩(wěn)，或者試驗架固定不牢固等現(xiàn)象。如果鉆芯機固定不穩(wěn)，則鉆機就容易發(fā)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(fā)生卡鉆或芯樣折斷事故，特別是對芯樣的質(zhì)量將產(chǎn)生嚴重的后果。在對管樁產(chǎn)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(yīng)專門制作適應(yīng)每種不同規(guī)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(guān)于芯樣的加工

  在對芯樣加工后的外觀質(zhì)量及形位公差精度有加大的不同規(guī)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(shù)指標見表所示。

 表1  GB/T19496與CECS03:88或CECS03:2007的主要不同點

  由此可見，GB/T19496與CECS03:88或CECS03:2007相比，其技術(shù)指標要求有較大的提高，特別是對芯樣的平面度、垂直度、平行度等作出了較為嚴格的規(guī)定。這些技術(shù)指標的提高也是混凝土芯樣抗壓強度的一個重要的保證。

  前面提到的一些檢測單位，在進行預(yù)應(yīng)力管樁的混凝土芯樣檢測試驗時，并不能達到表1中國標GB/T19496-2004提出的外觀質(zhì)量及形位公差要求，但在提供的試驗報告時，在檢驗依據(jù)一欄中卻又表明是按照國標GB/T19496-2004。事實上這是不可靠的。

  在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的樁身混凝土強度檢測中，常常發(fā)生所檢的3個芯樣的檢測結(jié)果離散很大、極差很大，不符合試驗誤差的一般理論，給檢測單位的技術(shù)人員帶來很大的困惑。根據(jù)大量的檢測實踐表明，芯樣的制作質(zhì)量，是影響檢測結(jié)果的一個十分重要的因素。

  5.結(jié)束語

  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》自發(fā)布實施以來已近6年，希望檢測工程技術(shù)人員能及時將實施過程中發(fā)現(xiàn)的問題和執(zhí)行中的一些疑惑及時反饋給我（E-mail:szjyh888@163.com），便于下一階段標準的修訂完善。

  參考文獻

  [1] 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》，中國標準出版社，2004，第一版；

  [2] 蔣元海，執(zhí)行GB13476-1999《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》應(yīng)注意的若干問題，混凝土與水泥制品，2004（1），32-34；

  [3] 禹琦，樓海軍，蔣元海，執(zhí)行《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁》JC888-2001應(yīng)注意的若干問題，江蘇建材，2004（1），33-34；

  [4] 蔣元海，國家標準《鉆芯檢測離心高強混凝土抗壓強度試驗方法》GB/T 19496-2004編制說明，混凝土，2004（11），11-14；