1、中国工程建设标准化协会标准钻芯法检测混凝土强度技术规程CECS 03:88主 要 符 号d 芯样试件的平均直径；F 芯样试件抗压试验测得的最大压力；cuf芯样试件混凝土强度换算值；cor芯样试件混凝土强度值；（干）rf干芯样试件混凝土强度；（湿）corf湿芯样试件混凝土强度；cu立方体混凝土试块强度值；不同高径比芯样试件混凝土强度换算系数。1 总 则 第 1.0.1条 本规程适用于从混凝土结构中钻取芯样，以测定普通混凝土的强度。第 1.0.2条 钻芯法检测混凝土强度主要用于下列情况：一、对试块抗压强度的测试结果有怀疑时；二、因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时；三、混凝土遭受冻害、火灾
2、、化学侵蚀或其他损害时；四、需检测经多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度时。第 1.0.3条 对混凝土强度等级低于 C10的结构，不宜采用钻芯法检测。第 1.0.4条 钻芯机具有操作及芯样加工，应由熟练的工作人员完成，并应遵守国家有关安全技术、劳动保护的规定。2 主要设备第 2.0.1条 钻取芯样及芯样加工的主要设备、仪器、均应具有产品合格证。第 2.0.2条 钻芯机应具有足够的刚度、操作灵活、固定和移动方便，并应有水冷却系统。钻芯机主轴的径向跳动不应超过 0.1mm，工作时噪音不应大于 90dB。第 2.0.3条 钻取芯样时宜采用内径 100mm或 150mm的金刚石或人造金刚石薄壁钻头。
3、钻头胎体不得有肉眼可见的裂缝、缺边、少角、倾斜及喇叭口变形。钻头胎体对钢体的同心度偏差不得大于 0.3mm，钻头的径向跳动不得大于 1.5mm。第 2.0.4条 锯切芯样用的锯切机，应具有冷却系统和牢固夹紧芯样的装置；配套使用的人造金刚石圆锯片应有足够的刚度。第 2.0.5条 芯样宜采用补平装置(或研磨机)进行端面加工。补平装置除保证芯样的端面平整外，尚应保证端面与轴线垂直。第 2.0.6条 探测钢筋位置的磁感仪，应适用于现场操作，其最大探测深度不应小于60mm，探测位置偏差不宜大于5mm。3 芯样钻取第 3.0.1条 采用钻芯法检测结构混凝土强度前，应具备下列资料：一、工程名称(或代号)及设
4、计、施工、建设单位名称；二、结构或构件种类、外形尺寸及数量；三、设计采用的混凝土强度等级；四、成型日期，原材料(水泥品种、粗骨料粒径等)和混凝土试块抗压强度试验报告；五、结构或构件质量状况和施工中存在问题的记录；六、有关的结构设计图和施工图等。第 3.0.2条 芯样应在结构或构件的下列部位钻取：一、结构或构件受力较小的部位；二、混凝土强度质量具有代表性的部位；三、便于钻芯机安放与操作的部位；四、避开主筋、预埋件和管线的位置，并尽量避开其他钢筋；五、用钻芯法和非破损法综合测定强度时，应与非破损法取同一测区。第 3.0.3条 钻取的芯样数量应符合下列规定：一、按单个构件检测时，每个构件的钻芯数量不
5、应少于 3个；对于较小构件，钻芯数量可取 2个；二、对构件的局部区域进行检测时，应由要求检测的单位提出钻芯位置及芯样数量。第 3.0.4条 钻取的芯样直径一般不宜小于骨料最大粒径的 3倍，在任何情况下不得小于骨料最大粒径的 2倍。第 3.0.5条 钻芯机就位并安放平稳后，应将钻机固定，以便工作时不致产生位置偏移。固定的方法应根据钻芯机构造和施工现场的具体情况，分别采用顶杆支撑、配重、真空吸附或膨胀螺栓等方法。第 3.0.6条 钻芯机在未安装钻头之前，应先通电检查主轴旋转方向(三相电动机)。当旋转方向为顺时针时，方可安装钻头。钻芯机主轴的旋转轴线，应调整到与被钻取芯样的混凝土表面相垂直。第 3.
6、0.7条 钻芯机接通水源、电源后，拨动变速钮调到所需转速。正向转动操作手柄使钻头慢慢接触混凝土表面，待钻头刃部入槽稳定后方可加压。进钻到预定深度后，反向转动操作手柄，将钻头提升到接近混凝土表面，然后停电停水。第 3.0.8条 钻芯时用于冷却钻头和排除混凝土料屑的冷却水流量宜为 35Lmin，出口水温不宜超过 30C。第 3.0.9条 从钻孔中取出的芯样在稍微晾干后，应标上清晰的标记。若所取芯样的高度及质量不能满足本规程第 4.0.6条的要求，则应重新钻取芯样。芯样在运送前应仔细包装，避免损坏。第 3.0.10条 结构或构件钻芯后所留下的孔洞应及时进行修补，以保证其正常工作。第 3.0.11条
7、工作完毕后，应及时对钻芯机和芯样加工设备进行维修保养。4 芯样加工及技术要求第 4.0.1条 芯样抗压试件的高度和直径之比应在 12 的范围内。第 4.0.2条 采用锯切机加工芯样试件时，应将芯样固定，并使锯切平面垂直于芯样轴线。锯切过程中应冷却人造金刚石圆锯片和芯样。第 4.0.3条 芯样试件内不应含有钢筋。如不能满足此项要求，每个试件内最多只允许含有两根直径小于 l0mm的钢筋，且钢筋应与芯样轴线基本垂直并不得露出端面。第 4.0.4条 锯切后的芯样，当不能满足平整度及垂直度要求时，宜采用以下方法进行端面加工： 一、在磨平机上磨平； 二、用水泥砂浆(或水泥净浆)或硫磺胶泥(或硫磺)等材料在
8、专用补平装置上补平。水泥砂浆(或水泥净浆)补平厚度不宜大于 5mm，硫磺胶泥(或硫磺)补平厚度不宜大于1.5mm。 补平层应与芯样结合牢固，以使受压时补平层与芯样的结合面不提前破坏。芯样端面补平方法可按本规程附录二进行。第 4.0.5条 芯样在试验前应对其几何尺寸作下列测量：一、平均五径：用游标卡尺测量芯样中部，在相互垂直的两个位置上，取其二次测量的算术平均值，精确至 0.5mm；二、芯样高度：用钢卷尺或钢板尺进行测量，精确至 lmm；三、垂直度：用游标量角器测量两个端面与母线的夹角，精确至 0.1；四、平整度：用钢板尺或角尺紧靠在芯样端面上，一面转动钢板尺，一面用塞尺测量与芯样端面之间的缝隙
9、。第 4.0.6条 芯样尺寸偏差及外观质量超过下列数值时，不得用作抗压强度试验。一、经端面补平后的芯样高度小于 0.95d(d为芯样试件平均直径)，或大于 2.05d时；二、沿芯样高度任一直径与平均直径相差达 2mm以上时；三、芯样端面的不平整度在 l00mm长度内超过 0.1mm时；四、芯样端面与轴线的不垂直度超过 2时； 五、芯样用裂缝或有其他较大缺陷时。5 抗压强度试验第 5.0.1条 芯样试件的抗压试验应按现行国家标准普通混凝土力学性能试验方法中对立方体试块抗压试验的规定进行。 第 5.0.2条 芯样试件宜在与被检测结构或构件混凝土湿度基本一致的条件下进行抗压试验。如结构工作条件比较干
10、燥，芯样试件应以自然干燥状态进行试验；如结构工作条件比较潮湿，芯样试件应以潮湿状态进行试验。第 5.0.3条 按自然干燥状态进行试验时，芯样试件在受压前应在室内自然干燥 3d (天)；按潮湿状态进行试验时，芯样试件应在 20C5的清水中浸泡 40h48h，从水中取出 后应立即进行抗压试验。6 芯样混凝土强度的计算第 6.0.1条 芯样试件的混凝土强度换算值系指用钻芯法测得的芯样强度，换算成相应于测试龄期的、边长为 150mm的立方体试块的抗压强度值。第 6.0.2条 芯样试件的混凝土强度换算值，应按下列公式计算：(6.0.2)24cuFfd式中 芯样试件混凝土强度换算值(MPa)，精确至 0.
11、1MPa；cufF芯样试件抗压试验测得的最大压力(N)；d芯样试件的平均直径(mm)； 不同高径比的芯样试件混凝土强度换算系数，应按表 6.0.2选用。表 6.0.2 芯样试件混凝土强度换算系数高径比( h/d) 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0系数( ) 1.00 1.04 1.07 1.10 1.13 1.15 1.17 1.19 1.21 1.22 1.24第 6.0.3条 高度和直径均为 l00mm或 150mm芯样试件的抗压强度测试值，可直接作为混凝土的强度换算值。第 6.0.4条 单个构件或单个构件的局部区域，可取芯样试件混凝土
12、强度换算值中的最小值作为其代表值。第 6.0.5条 检测工作完成后，应按本规程附录一填写试验报告。附录一 试验报告中应记载的内容一、工程名称或代号二、工程概况1.结构或构件质量情况；2.混凝土成型日期及其组成；3.粗骨料品种及粒径。三、芯样的钻取、加工及试验1.钻芯构件名称及编号；2.钻芯位置及方向；3.抗压试验日期及混凝土龄期；4.芯样试件的平均直径和高度(端面处理后)；5.端面补平材料及加工方法；6.钻样外观质量(裂缝、接缝、分层、气孔、杂物及离析等)描述；7.含有钢筋的数量、直径和位置；8.芯样试件抗压时的含水状态； 9.芯样破坏时的最大压力、芯样抗压强度、混凝土换算强度及构件或结构某部
13、位的混凝土换算强度代表值；10.芯样试件的破坏形式及破坏时的异常现象；11.其他。附录二 芯样端面补平方法 芯样端面的补平可参考以下方法进行：一、硫磺胶泥(或硫磺)补平1.补平前先将芯样端面污物清除干净，然后将芯样垂直地夹持在补平器的夹具中，并提升到一定高度(.附图 2.1)。附图 2.1 硫磺胶泥补平示意图2.在补平器底盘上涂薄层矿物油或其他脱模剂，以防硫磺胶泥与底盘粘结。3.将硫磺胶泥置放于容器中加热溶化。待硫磺胶泥溶液由黄色变成棕色时(约 150)，倒入补平器底盘中。然后，转动手轮使芯样下移并与底盘接触。待硫磺胶泥凝固后，反向转动手轮，把芯样提起，打开夹具取出芯样。然后，按上述步骤补平该
14、芯样的另一端面。 补平器底盘内的机械加工表面平整度，要求每长 100mm不超过 0.05mm。本法一般适用于自然干燥状态下抗压试验的芯样试件补平。二、水泥砂浆(或水泥净浆)补平1.补平前先将芯样端面污物清除干净，然后将端面用水湿润。2.在平整度为每长 l00mm不超过 0.05mm的钢板上涂一薄层矿物油或其他脱模剂。然后，倒上适量水泥砂浆摊成薄层，稍许用力将芯样压入水泥砂浆之中，并应保持芯样与钢板垂直。待两小时后，再补另一端面。仔细清除侧面多余水泥砂浆，在室内静放一昼夜后送入养护室内养护。待补平材料强度不低于芯样强度时，方能进行抗压试验，见附图2.2。本法一般适用于潮湿状态下抗压试验的芯样试件
15、补平。附录三 本规程用词说明一、为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1.表示很严格，非这样作不可的：正面用词采用“必须” ；反面用词采用“严禁” 。2.表示严格、在正常情况下均应这样作的：正面词采用“应” ；反面词采用“不应”或“不得” 。3.表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样作的：正面词采用“宜”或“可” ；反面词采用“不宜” 。 二、条文中指定应按其他有关标准、规范执行时。写法为“应符合的规定” 。非必须按所指定的标准、规范或其他规定执行时，写法为“可参照” 。附图 2.2 水泥砂浆（或水泥净浆）补平示意图中国工程建设标准化协会标准钻芯法检测混凝土强度
16、技术规程CECS 03:88条 文 说 明1 总 则第 1.0.1条 本条所指的普通混凝土，系指国家标准钢筋混凝土施工及验收规范(GBJ20483)中，第 4.1.1条所规定的干容重为 19002500kgm 3的混凝土。至于允许取样的混凝土结构或构件，这里系指素混凝土结构和钢筋混凝土结构。对于预应力混凝土结构，考虑到结构的安全问题，一般不允许钻取芯样。第 1.0.2条 利用钻芯法检测混凝土强度，是一种直观准确的方法，其使用的原则是：1对于正常施工情况，混凝土结构必须按钢筋混凝土施工及验收规范的要求，制作混凝土立方体试块进行强度评定和验收，不许用钻芯法完全代替立方体试块。对试块的抗压结果有怀疑
17、，这里有两种情况，其一是试块强度很高而结构混凝土质量很差，其二是试块强度不足而结构质量较好。2因一些特殊原因发生了混凝土质量事故，为了检测其强度可采用钻芯法。3采用回弹、超声等非破损方法检测混凝土强度时，其测试前提是混凝土的内外质量基本一致。内外质量不一致的混凝土测试时会产生较大误差，因此在回弹法评定混凝土抗压强度技术规程(JGJ2385)中第 1.0.8条规定：对于测试部位表层与内部的质量有明显差异；遭受化学腐蚀或火灾；硬化期间遭受冻伤的混凝土等等都是不能测试的，而这些混凝土均可采用钻芯法检测其强度。4对于与非破损测强曲线技术条件差异较大的，或使用多年的老混凝土等，为了保证测试结果的准确性，
18、可在非破损测试结果的基础上，用钻取的芯样强度校核非破损测试强度。这样即避免了大量钻取芯样，又提高了非破损测度精度，充分发挥了各自的特长。第 1.0.3条 混凝土强度过低，钻芯过程中容易破坏砂浆与粗骨料之间的粘结力，影响检测结果的准确性。据中国建筑科学研究院试验，当混凝土强度低于 10Nmm 2时，钻出的芯样表面变得比较粗糙，有时甚至很难取出完整芯样。因此对于强度等级小于 C10的混凝土或虽强度等级较高，但龄期较短的混凝土，一般不能钻取芯样，以保证检测结果的准确性。第 1.0.4条 芯样的钻取及加工质量直接影响到抗压结果的准确性，所以必须由操作熟练人员完成。目前使用较多的 GZ1120型钻芯机，
19、其工作电压为 380伏，在钻芯工作中因需通水冷却钻头，有时操作人员只能在泥水中操作，这时应特别注意防止触电事故，除设备需接地外，操作人员应穿戴必要的防电绝缘用品。 2 主要设备第 2.0.1条 钻芯机、锯切机等主要设备的技术性能，直接影响到芯样的质量，因此每台设备均应具有产品合格证。第 2.0.2条 目前国内生产的 GZ1120型、JXZ831 型和 HZQ100型等钻芯机已基本满足钻芯工作的需要。但是，也有一些单位采用岩石钻机和地质钻头进行混凝土的取芯工作。因钻机振动较大钻头胎体厚，取出的芯样表面粗糙不平。这种芯样对抗压强度有多大影响，目前还没有系统试验数据加以说明，因此暂不宜采用。第 2.
20、0.3条 为了保证芯样质量，除采用符合要求的钻芯机外，还应采用符合现行国家专业标准人造金刚石薄壁钻头(ZB40085)要求的钻头进行取样。如钻头胎体有裂缝、缺边少角、倾斜及喇叭口变形或径向跳动过大，不仅降低钻头寿命，而且会影响钻芯质量。第 2.0.4条 为了把长芯样加工成符合试验要求的芯样试件，宜采用锯切办法。锯切机按锯切方式可分两种类型，一种是锯片固定工作台移动；另一种是工作台固定锯片移动。但无论采用哪种型式的锯切机，芯样必须采用夹紧装置固定。有些小型锯切机没有夹紧装置，只用手扶芯样切割，这很难保证锯切质量。此外，锯切用的锯片，也应采用人造金刚石圆锯片。第 2.0.5条 芯样试件进行抗压试验
21、时，对端面平整度及垂直度的要求是很高的。为此，可采用研磨或补平方法解决。目前研磨设备(岩石研磨机)已有定型产品，而补平装置一般都是各单位自制的，为了保证芯样的补平效果，即满足端面平整度及垂直度的要求，因此提出了这些原则性要求。第 2.0.6条 本条提出了对磁感仪的技术要求。目前国内生产的一种 HBY-84A型混凝土保护层厚度测定仪(磁感仪)，可以比较准确地测定距混凝土表面 560mm 范围的钢筋及其金属预埋件的位置，测试误差为3mm，可基本满足取芯工作的需要。3 芯样钻取第 3.0.1条 在钻芯之前，必须全面了解与结构混凝土质量有关的情况，以便为钻芯工作和准确换算芯样强度创造有利条件，本条提出
22、了需要了解的一些主要内容。第 3.0.2条 钻芯法属局部破损检测法，因此在选择钻芯位置时应尽量选择在结构受力较小的部位，尤其对于正在工作中的结构更应特别注意，尽量避免对结构安全工作造成影响。在混凝土构件中，由于受到施工、养护或位置的影响，其各部分的强度并不是均匀一致的，因此在选择钻芯位置时应考虑这些因素，以使取芯位置的混凝土强度具有代表性。一般应先进行非破损测试，然后根据检测目的确定钻芯位置。为了使芯样强度与非破损强度相对应，以便建立相应的修正系数，取芯位置应选择在非破损测区内。另外，在钻芯过程中如果碰到钢筋、预埋件或管线，不仅容易损坏钻头，甚至取出的芯样不符合要求，而且也给修复工作带来困难。
23、因此在取芯前，应根据结构图并借助磁感仪等查明这些物品的位置。第 3.0.3条 关于取芯数量本条考虑了两种不同情况：第一种情况为单个构件检测。当构件体积或截面尺寸较大时，取芯数量不少于 3个，取芯位置应尽量分散以减少对结构强度的影响；对于较小构件进行取芯时，芯样数量可取2个。第二种情况为局部区域检测。局部区域一般是指构件上的一部分。由于这一部分的质量情况，截面尺寸、性能要求，在不同工程和不同构件上情况各不相同，一般质量检验部门并不十分清楚，因此需由要求检测的单位提出钻芯位置、进钻深度和钻取芯样数量。另外，对于大型基础和大面积墙壁式构件，可以根据结构特点，按均匀取样原则划分若干个局部区域进行检测。
24、第 3.0.4条 美、日、英等国家和国际取芯法标准，都规定取芯的芯样直径为混凝土粗骨料最大粒径的 3倍，在特殊情况下不少于 2倍。这个规定与我国对立方体试块和粗骨料最大粒径关系的规定是相吻合的。在建筑工程中的梁、柱、板等现浇混凝土构件中，使用的粗骨料最大粒径一般为 32mm或 40mm，这样采用内径为 100mm或 150mm的钻头就可满足这一要求。第 3.0.5条 在钻芯过程中，如钻芯机固定不稳，则钻机就容易发生晃动和位移，这不仅影响钻芯机和钻头的使用寿命，而且很容易发生卡钻或芯样折断事故，因此在钻取芯样之前，应根据钻芯机的构造和施工现场等具体情况，使钻芯机牢牢固定。由于钻机的构造不同，固定
25、的方法也不一样，如 GZ1120型钻机是用顶杆支撑固定，TXZ831 型钻机用配重固定，有些小型钻机可采用膨胀螺栓或真空吸附等方法固定。第 3.0.6条 钻芯机主轴都是按顺时针方向旋转，以保证连接头与胀卡牢固连接。以三相电动机作为动力源的钻机，在三相中某一相接法的改变都会改变主轴的旋转方向，因此在没有安装钻头之前，应先通电检查主轴旋转方向是否正确。如与所标方向相反时，则应将电源进行调相处理。如果先安钻头后通电试验，一旦方向相反则主轴与连接头变成退扣旋转，容易把钻头甩掉而造成事故。进钻时，钻头应与被钻混凝土表面保持垂直，以便使钻头四周受力均匀，顺利进钻。据英国及山西省建研所的试验，取芯方向对芯样
26、强度有一定影响，当进钻方向与混凝土成型方向垂直时，比与成型方向平行时取出的芯样强度要低一些。本规程的数据均是进钻方向与混凝土成型方向垂直时建立的，为了避免这一影响因素，因此在取芯时如有可能应尽量使钻头进钻方向与混凝土成型方向相垂直。 第 3.0.7条 开钻前，钻芯机应接好水源、电源，然后把变速钮调到所需的转速。钻机一般都分慢速和快速两种转速。如 GZ1120型钻机主轴转速在 950转分和 440转分。进钻时为了减少钻头摆动，使钻头与混凝土表面有良好稳定的接触，一般先采用慢速，尤其在打横钻时更应如此。进钻时应使钻头慢慢地接近混凝土表面，当钻头入槽稳定后，再调到快速挡适当加压进钻。在进钻过程中如发
27、现钻机振动较大或回水中有银白色小钢屑出现，这表明钻头已在切削钢筋或其它金属物、此时应适当减少钻杆压力，直到钢筋被切断为止，或者退出钻头另选进钻位置。进钻到预定深度后，不能立即停电停水，这样钻孔中的混凝土碎屑很难完全排出，容易发生卡钻现象，这时应在继续通电通水情况下，反向转动操纵手柄，将钻头提升到接近混凝土表面后再停电停水，这样操作比较稳妥可靠。第 3.0.8条 钻芯机必须通冷却水才能达到冷却钻头和排出混凝土碎屑的目的。在高温下会使金刚石钻头烧损，混凝土碎屑不能及时排除不仅会加速钻头的磨损，还会影响进钻速度和芯样表面质量。当回水温度超过 30时，水量可适当加大。深孔取芯时如发现供水正常而没有回水
28、，说明混凝土已漏水，应立即停钻，以免烧损钻头。第 3.0.9条 对混凝土楼板、墙板等较薄尺寸构件取芯时，一般都钻透取芯。对于较厚构件，当钻头钻到所需深度时即可停钻，然后用一个和钻头弧度相同的带梢钢钎插入缝隙中，用小锤敲击钢钎端部芯样就会从底部剪断。用夹钳或钢丝活套从钻孔中把芯样取出。将芯样取出并稍凉干后，应标上芯样的编号，并应记录取芯构件名称、取芯位置、芯样长度及外观质量等，必要时应拍摄照片。如发现不符合制作芯样试件的条件，应另行钻取。芯样在搬运之前应采用草袋或水泥袋等材料仔细包装，以免碰坏。取芯现场的全部记录应与芯样抗压记录一起存档。第 3.0.10条 钻取芯样后的构件应及时对孔洞进行修补，以保证结构的工作性能。根据中建四局科研所的试验，采用树脂类或微膨胀水泥类的细骨料混凝土(比原设计标号提高一个强度等级)修补效果较好。第 3.0.11条 为了保证钻芯机、锯切机等设备的正常工作，除应定期检修外，每次钻芯工作结束后，应及时卸下钻头、胀卡等零部件，仔细擦去污物水迹，并应在齿条、导轨等处涂油防锈。4 芯样加工及技术要求
