回弹—钻芯综合法在既有建筑结构混凝土强度检测中的研究

卢婧 蒋海 郑州市建设工程质量检测有限公司

一、回弹—钻芯综合法的工作原理

相比回弹法或钻芯法，回弹—钻芯综合法的特点如下：

1.通过其中的回弹法，可以充分反映混凝土的表层情况，且对构件的检测范围广泛、连续，随后利用钻芯法可以将构件混凝土的内部状态、强度准确反映出来，最后将回弹法与钻芯法的结果进行综合分析，两者相互印证，不仅能够提高检测的全面性，还能保住检测结果的准确性。

2.能够结合两种不同的检测方法，扬长补短，很大程度上弥补了单一检测法的不足，能够更全面、更准确地将混凝土的内外情况反映出来，且检测结果的可信度极高。

二、工程概况

某建筑工程共27 层，属于高层建筑，主体结构采用框架-剪力墙，结构构件浇筑采用的混凝土根据设计，某些楼层之间的混凝土等级有所差别，混凝土输送方式采用的是泵送，该建筑物地上为26 层，地下1 层，主体结构高度96m，周围有裙房，高4 层，建筑物总建筑面积为6.4 万m2，设计使用年限为50 年。

为了研究回弹—钻芯综合法在混凝土强度推定的准确度及影响因素，本文在全面掌握该项目结构的结构实体混凝土强度情况的基础下，根据现行相关规定，对该建筑地面以上26 层、地面以下1 层，总共27 层的混凝土构件（包括柱、墙、梁、板）抽样检测，通过抽样检测的结果与已知混凝土强度等级进行比较，最终提出影响回弹—钻芯综合法准确度的因素，并提出一些建议来完善回弹—钻芯综合法。

三、回弹—钻芯综合法检测要点

（一）回弹法检测

根据规定，对待检构件抽样时应满足对同一混凝土强度等级的柱、墙、梁、板抽取构件最小数应符合规定，并应均匀分布；对抽取构件的外观及尺寸要求应满足梁的高度不宜少于300mm；柱的边长不宜少于300mm；对板的回弹检测时，回弹面应在板底，及应在班底进行回弹。

根据规范要求，在被抽中的梁、板待检构件中，测区应在混凝土浇筑的侧面，每个构件选取对称两个侧面，每个侧面选取5 个测区，每个测区面积为0.2mx0.2m，每个测区布置16 个测点进行回弹检测，所以相当于对每个被抽中的混凝土梁、板进行了160次回弹，对抽中的混凝土板构件在板底进行回弹，混凝土墙选择一个侧面进行回弹，每个构件选取5 个测区，每个测区面积为0.2mx0.2m，每个测区布置16 个测点进行回弹检测，故每个板构件回弹80 次，通过这样大量的回弹数据样本，使得检测结果更加可靠，且使人信服。

为了研究用回弹值来推定混凝土强度的方法及其二者之间所存在的联系，我们根据该建筑结构施工图，按同一混凝土强度等级的柱、墙分为5 批，梁、板分为3 批，共八个批次进行抽样并进行回弹。

通过相关规范对现场所有构件抽样检测，统计得到现场共抽检了501 个构件，根据每个构件回弹测区的布置和每个测区的回弹次数，一共得到了40000 多个回弹值，把测得的这些回弹值数据根据前面按混凝土构件的不同和强度设计等级不同分批次归类，把每一批次中得到的平均回弹值按大小分区间，统计出在每个区间内回弹值个数，从而得到该项目中所有构件的平均回弹值的分布直方图，通过这些构件平均回弹值分布直方图发现其规律。根据这些回弹结果，我们按混凝土浇筑的不同构件以及不同强度等级，按批次找出每一批次中所有平均回弹值中的最大值和最小值，并对不同标准回弹值和实测值进行对比分析。

（二）钻芯法检测

本文的主要研究内容就是检验回弹一钻芯检测法推定混凝土强度的准确度以及提出一些完善回弹一钻芯检测法的建议。为了使得检测及分析结果的可靠性，我们选取了整个项目中所有构件按规范抽样进行了现场回弹，在回弹的基础上，决定按照相关规范进行抽样取芯，并进行芯样的抗压强度试验。

（1）芯样抽取

在前期对所有抽检构件回弹值数据处理的基础上，根据相关规定，对同一批次相同强度等级的混凝土，选择平均混凝土强度最低的构件。然后将每个构件5 个测区中的最小测区平均回弹值进行排序，选择里面平均回弹值最小的3 个测区，每个测区各钻取1个芯样，即每个批次共钻取三个芯样，现场共钻取了芯样的构件共计24 个。

（2）芯样加工处理及试验

现场芯样钻取是采用了带水冷却装置的薄壁空心钻钻取，其直径为70mm，根据国家规范，其尺寸不小于混凝土骨料最大粒径的3 倍，符合相关规定。芯样试件的高度与直径之比实测值小于0.95，也不大于1.05，芯样加工应符合现行行业标准。芯样加工过程包括对现场钻取芯样进行编号；然后按照规范要求的高度对芯样进行切割；对切割好的芯样进行打磨；最后得到可以达到抗压强度试验对芯样的精度要求的芯样。

（3）芯样抗压强度试验

对加工符合国家标准的24 个芯样在标准抗压强度试验机上进行抗压强度试验，对所有芯样的抗压强度试验值进行统计分析。对现场所有构件抽样检查后，通过对大量的数据进行统计处理，在相同设计强度等级条件下，基本可以认定混凝土的最大平均回弹值与最小平均回弹值的大小与构件类型无关。同样的，在相同设计强度等级条件下，根据最小值与平均值的比值基本都在80%以上，所以基本可以认为在使用回弹法时，同一批次的平均回弹最小值达到平均值的80%以上，就可以认定该回弹数值是准确有效的。

根据研究表明，随着混凝土强度等级提高，通过回弹得到的平均回弹值最小值逐渐接近合格所需回弹值，可以验证对于强度设计等级不低于C40 的混凝土，基本可以认定其回弹值能够真实反映混凝土的强度。

经分析可知，对于强度设计等级不低于C40 的混凝土，根据其回弹值推定的混凝土强度值与其钻芯取样抗压强度值基本相等，可以认为回弹值能够基本反映混凝土的真实情况，而对于低于C40 的混凝土，其回弹值推定的混凝土强度值基本低于其钻芯取样抗压强度值的10%到20%，回弹值推定结果偏低，所以一般应以其钻芯取样抗压强度值为准。

四、结语

综上所述，回弹—钻芯综合法把回弹法与钻芯法的结合使用，即通过回弹法反映混凝土的表层状态，又通过钻芯法反映混凝土的内在真实情况，这样一种由表及里的综合检测方法，能在较为确切地反映混凝土的真实强度的同时，也尽可能减少了对结构构件损伤，从而实现了两种检测方法的优势互补。