國(guó)標(biāo)《鉆芯檢測(cè)離心高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》實(shí)施過程中應(yīng)注意的若干問題

  前言

  國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19496-2004《鉆芯檢測(cè)離心高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》自2004年4月30日發(fā)布，2004年12月10日實(shí)施以來，已經(jīng)在工程檢測(cè)中執(zhí)行近6年，本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，解決了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等離心高強(qiáng)混凝土制品在工程質(zhì)量檢查檢驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，標(biāo)準(zhǔn)起草單位沒有舉辦過專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)，許多檢測(cè)機(jī)構(gòu)和管樁生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)人員對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)的一些技術(shù)規(guī)定和要求理解不透，同時(shí)，由于本標(biāo)準(zhǔn)與中國(guó)建設(shè)工程標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)發(fā)行的CECS03《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》相比，檢測(cè)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(cè)數(shù)值偏低、芯樣檢測(cè)數(shù)值的離散性偏大等現(xiàn)象，一些檢測(cè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)中檢測(cè)技術(shù)人員對(duì)GB/T19496-2004存在一些疑惑。為了正確理解把握該標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法，現(xiàn)將前些年在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)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(biāo)準(zhǔn)的適用范圍

  國(guó)標(biāo)GB/T 19496-2004非等效采用英國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)BS1881:Part120:1983《鉆芯法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》[1]。在GB/T 19496-2004的初稿、討論稿、征求意見稿、報(bào)批稿、送審稿等起草過程中，在標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)于2003年5月的報(bào)批后，有關(guān)專家在出版前對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)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(dāng)時(shí)我國(guó)實(shí)施的GB/T1.1-2000《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：  標(biāo)準(zhǔn)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(gè)條文的注，調(diào)整搬移到標(biāo)準(zhǔn)的編制說明中去。這樣也就形成了現(xiàn)行的GB/T19496的標(biāo)準(zhǔn)適用范圍“本標(biāo)準(zhǔn)適用于對(duì)離心高強(qiáng)混凝土制品（以下簡(jiǎn)稱制品）的混凝土立方體試件強(qiáng)度的代表性有異議時(shí)的試驗(yàn)”。

  其實(shí)，在GB/T 19496-2004的初稿、討論稿、征求意見稿、報(bào)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(guó)出版發(fā)行的許多標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)采用了國(guó)際上標(biāo)準(zhǔn)編寫的表述方式，如GB/T1.1-2009。

  國(guó)標(biāo)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(qiáng)混凝土制品在施工過程中發(fā)生對(duì)制品混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生異議時(shí)的一種檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的方法，而不是作為離心高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度常規(guī)檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。目前，一些檢測(cè)機(jī)構(gòu)或地方政府部門，并不了解GB/T19496-2004的標(biāo)準(zhǔn)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(duì)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)或施工現(xiàn)場(chǎng)或運(yùn)輸途中的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等制品，進(jìn)行結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。

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

  中國(guó)建設(shè)工程標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)發(fā)行的《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》CECS03相對(duì)照，GB/T19496-2004標(biāo)準(zhǔn)中提出的技術(shù)指標(biāo)要求較高，目前，除了廣東省建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心等少數(shù)檢測(cè)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(cè)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(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)方面難以達(dá)到GB/T19496-2004中規(guī)定的檢測(cè)技術(shù)條件。

  目前，一些檢測(cè)單位和管樁生產(chǎn)單位，采用中國(guó)建設(shè)工程標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)發(fā)行的《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》CECS03，對(duì)管樁產(chǎn)品的樁身混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，這是不合理的。因?yàn)椋瑓f(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)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(cè)單位，采用CECS03操作方式，對(duì)混凝土試樣進(jìn)行鉆芯、磨平、鋸切等，但混凝土強(qiáng)度的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)又參照GB/T19496進(jìn)行評(píng)定。這也是不合理的，是不正確的。因?yàn)橐粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理等是統(tǒng)一的整體，不能對(duì)一個(gè)整體的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)需要而隨意加以分割實(shí)施。

  2. 關(guān)于鉆芯、磨平、鋸切等設(shè)備

  中國(guó)建設(shè)工程標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)1988年11月頒布發(fā)布的《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》CECS03：88和原國(guó)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(biāo)準(zhǔn)YBJ209-86《鉆芯取樣法測(cè)定結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》，在上世紀(jì)80年代的建設(shè)工程的混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)中得到了很廣泛的應(yīng)用。由于在上世紀(jì)70—80年代，我國(guó)建設(shè)工程中采用的絕大多數(shù)為低標(biāo)號(hào)混凝土（當(dāng)然最低混凝土受檢強(qiáng)度應(yīng)≥10MPa），采用鉆芯檢測(cè)的設(shè)備要求相對(duì)也低；同時(shí)，研究表明，低標(biāo)號(hào)混凝土采用鉆芯檢測(cè)時(shí)其檢測(cè)結(jié)果的離散程度，比高標(biāo)號(hào)混凝土要小得多[2][3]。

  我國(guó)一些工程機(jī)械企業(yè)生產(chǎn)的混凝土鉆芯機(jī)，雖然與國(guó)外同類產(chǎn)品相比價(jià)格很低，但是設(shè)備的整體剛度不夠，整機(jī)明顯顯得單薄，在對(duì)混凝土進(jìn)行鉆心時(shí)經(jīng)常發(fā)生設(shè)備的抖動(dòng)（晃動(dòng)）較大，對(duì)所鉆的混凝土芯樣結(jié)構(gòu)的微觀破壞較為嚴(yán)重，有些芯樣雖然目測(cè)時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)可見裂縫，但是，不可目測(cè)的微觀裂縫將大大降低混凝土芯樣的強(qiáng)度檢測(cè)值；同時(shí)，微觀裂縫的大小、多少等，也是造成檢測(cè)值離散大的主要因素。因此，對(duì)于檢測(cè)管樁這一類離心高強(qiáng)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(duì)于混凝土芯樣鋸切機(jī)，目前不少檢測(cè)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(cè)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(duì)芯樣的檢測(cè)值也存在較大的影響?；炷列緲觾啥说钠叫谐潭?，對(duì)檢測(cè)的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生較大的影響，若平行度不好，混凝土芯樣施壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，大大降低混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)值。為了盡可能消除芯樣兩端平行度對(duì)檢測(cè)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(duì)混凝土芯樣的檢測(cè)結(jié)果存在較大的影響。大量的試驗(yàn)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(yàn)值的離散程度也要小。若在混凝土芯樣端部鋸切時(shí)產(chǎn)生較大的傾斜，由于高強(qiáng)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(cè)單位，盡可能采用芯樣兩端同步鋸切的方式。

  1997年5月中國(guó)工程院院士清華大學(xué)陳肇元教授在廬山召開的全國(guó)高強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)委員會(huì)的大會(huì)上所作的主題報(bào)告時(shí)指出，高強(qiáng)混凝土鉆芯樣的表面平整度對(duì)芯樣強(qiáng)度的檢測(cè)值的影響較低強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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(cè)中心、中山鴻運(yùn)管樁有限公司等單位從日本MARUI公司引進(jìn)的混凝土芯樣磨平機(jī)，對(duì)高強(qiáng)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(cè)結(jié)果表明，日本MARUI公司生產(chǎn)的混凝土芯樣磨平機(jī)，其加工的混凝土芯樣的端面的平整度可以達(dá)到GB/T19496-2004規(guī)定的要求。但這臺(tái)磨平機(jī)2000年時(shí)的設(shè)備售價(jià)達(dá)15萬元左右，也是不少單位沒有批量引進(jìn)的主要原因。而國(guó)產(chǎn)的混凝土芯樣磨平機(jī)，大多是混凝土鉆芯機(jī)的一個(gè)輔助機(jī)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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，這對(duì)混凝土芯樣的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。

  研發(fā)性能優(yōu)越的國(guó)產(chǎn)混凝土芯樣磨平機(jī)是我們建設(shè)工程機(jī)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(guó)行業(yè)會(huì)議上呼吁我國(guó)建設(shè)工程機(jī)械企業(yè)重視這個(gè)產(chǎn)品的研發(fā)，但現(xiàn)在市場(chǎng)上任然沒有可選用的性能優(yōu)質(zhì)的國(guó)產(chǎn)混凝土芯樣磨平機(jī)。我國(guó)建設(shè)工程面廣量大，不可能長(zhǎng)期靠大量進(jìn)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?。?

  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(duì)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(jī)安裝與操作的部位，同時(shí)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(duì)已施工的管樁樁基工程作混凝土強(qiáng)度測(cè)定。一些檢測(cè)單位的工程技術(shù)人員，由于對(duì)GB/T 19496-2004的有關(guān)內(nèi)容不是非常了解，簡(jiǎn)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(cè)結(jié)果自然可想而知，是難以正確測(cè)定樁基的真實(shí)強(qiáng)度值的。

  眾所周知，混凝土是脆性材料（尤其是高強(qiáng)混凝土），在施打（壓）過程中施工機(jī)具對(duì)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(qiáng)度由于錘擊作用而下降30%～50%,因此，本標(biāo)準(zhǔn)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(duì)于正在沉樁或沉樁后的管樁樁身取芯，其測(cè)定的混凝土強(qiáng)度難以代表制作生產(chǎn)時(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁身結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)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(jìn)行混凝土芯樣鉆取時(shí)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(shí)，在環(huán)形結(jié)構(gòu)上要很好地固定鉆芯機(jī)的難度是很大的。不少檢測(cè)單位，在進(jìn)行管樁樁身混凝土取芯時(shí)，采用膨脹螺絲將鉆機(jī)底部固定在環(huán)形的樁身上，同時(shí)將帶有鉆筒一端懸臂施壓在管樁的表面進(jìn)行鉆取芯樣。采用這種方式取芯，對(duì)普通低標(biāo)號(hào)混凝土而言，其混凝土檢測(cè)結(jié)果尚可，但對(duì)于圓環(huán)形的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，在其檢測(cè)過程中易產(chǎn)生試驗(yàn)架傾覆、失穩(wěn)，或者試驗(yàn)架固定不牢固等現(xiàn)象。如果鉆芯機(jī)固定不穩(wěn)，則鉆機(jī)就容易發(fā)生晃動(dòng)或移位，這不僅會(huì)影響鉆芯機(jī)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(duì)芯樣的質(zhì)量將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。在對(duì)管樁產(chǎn)品進(jìn)行混凝土芯樣鉆取時(shí)，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(jī)固定在專用的固定架上[4]。進(jìn)鉆時(shí)，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(jìn)鉆[4]。

  4.關(guān)于芯樣的加工

  在對(duì)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(diǎn)，上述三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的具體技術(shù)指標(biāo)見表所示。

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

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

  前面提到的一些檢測(cè)單位，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁的混凝土芯樣檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)，并不能達(dá)到表1中國(guó)標(biāo)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(yàn)報(bào)告時(shí)，在檢驗(yàn)依據(jù)一欄中卻又表明是按照國(guó)標(biāo)GB/T19496-2004。事實(shí)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(qiáng)度檢測(cè)中，常常發(fā)生所檢的3個(gè)芯樣的檢測(cè)結(jié)果離散很大、極差很大，不符合試驗(yàn)誤差的一般理論，給檢測(cè)單位的技術(shù)人員帶來很大的困惑。根據(jù)大量的檢測(cè)實(shí)踐表明，芯樣的制作質(zhì)量，是影響檢測(cè)結(jié)果的一個(gè)十分重要的因素。

  5.結(jié)束語

  國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19496-2004《鉆芯檢測(cè)離心高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》自發(fā)布實(shí)施以來已近6年，希望檢測(cè)工程技術(shù)人員能及時(shí)將實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)的問題和執(zhí)行中的一些疑惑及時(shí)反饋給我（E-mail:szjyh888@163.com），便于下一階段標(biāo)準(zhǔn)的修訂完善。

  參考文獻(xiàn)

  [1] 國(guó)標(biāo)GB/T 19496-2004，《鉆芯檢測(cè)離心高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鉆芯檢測(cè)離心高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》GB/T 19496-2004編制說明，混凝土，2004（11），11-14；