一 鉆芯法內涵及檢測要點
鉆芯法屬于半破損檢驗法。半破損法以不影響結構或構件的承載能力為前提,在結構或構件上直接進行局部破壞性試驗,或直接鉆取芯樣進行破壞性試驗,然后根據試驗值與結構混凝土標準強度的相關關系,換算成標準強度值,并據此推算出強度標準值的推定值或特征強度。屬于半破損檢驗法的還有拔出法、射擊法、就地嵌注試件法等。這類方法的特點是以局部破壞性試驗獲得結構混凝土的實際抵抗破壞的能力,因而直觀可靠,測試結果易為人們所接受。其缺點是造成結構物的局部破壞,需進行修補,因而不宜用于大面積的全面檢測。
鉆芯法是利用專用鉆機,從結構混凝土中鉆取芯樣以檢測混凝土強度或觀察混凝土內部質量的方法。鉆芯機應具有足夠的剛度,操作靈活、固定和移動方便,并應有水冷卻系統,鉆取芯樣時宜采用內徑100mm或150mm的金剛石或人造金剛石薄壁鉆頭。取出的芯樣在做強度試驗前宜采用鋸切法將樣品加工成長度大于0.95倍小于2.05倍直徑的圓柱體。加工時芯樣必須由夾緊裝置固定,用小型鋸切機切割以保證切面與圓柱體側面的垂直度要求,一般要求垂直度誤差不能大于2度。芯樣端面的不平整度在100mm長度內不能超過0.1mm。
利用從結構混凝土中鉆取的芯樣，根據檢測的目的和要求，可進行下列項目的試驗和檢查：
     1．混凝土的抗壓強度；
     2．混凝土的抗拉強度；
     3．混凝土的劈裂抗拉強度；
     4．混凝土的容重、吸水性及抗凍性；
     5．混凝土的裂縫深度或受凍層深度；
     6．混凝土接縫、分層、離析、孔洞等缺陷；
     7．機場跑道、公路路面混凝土厚度；
     8．建筑物的打孔或錨栽鋼筋。
二 鉆芯法檢測混凝土強度的條件
1鉆芯法的選用條件
鉆芯法檢測混凝土強度,一般在回彈法不適用時選用,或對其它非破損測得的數據有懷疑時采用。隨著高強混凝土在工程結構中的廣泛應用,鉆芯法已成為評價混凝土強度的重要方法。相對來講,在檢測精度要求越來越高的今天,鉆芯法顯得更為重要。當有下列情況時,選擇鉆芯法檢測混凝土強度:①對試塊抗壓強度的測試結果或對其它非破損測強取得的數據有懷疑時;②混凝土遭凍傷、火災、化學侵蝕或其它損害時;檢測經多年使用的建筑結構或構筑物中混凝土強度時。鉆芯法也有它的局限性,它對混凝土構件有一定的破壞,對鉆芯位置的選取和數量等均受到一定限制,且成本較高,操作較復雜,故一般在工程檢測中不宜大量鉆芯。
2現場鉆芯位置的選擇
實際工程中,同層次、同混凝土強度等級,同澆搗日期的相同類型的結構或構件有很多,在選鉆芯樣鉆取部位時,首先應選擇受力較小的構件鉆取芯樣,如高度或跨度較小的構件。
2·1　混凝土梁
(1)梁的受力圖形為余弦波狀,梁中間部位截面的上部受壓下部受拉,梁兩端1/3~1/4跨度范圍內剪力較大,上部受壓且常有抗剪彎筋,故鉆芯時宜選在距梁兩端1/3~1/4跨度部位、梁身中下部;框架梁,當梁截面高度h≥500mm時,鉆芯部位可選在中和軸上彎矩最小值處或者梁跨中中和軸以下部分;梁截面高度h<500mm時,也取在中和軸上彎矩最小值處,但不能在梁跨中中和軸以下部位鉆芯。當梁截面高度較小時,跨中混凝土受壓受拉區高度也較小,容易因誤取跨中受壓區混凝土而影響構件安全使用。理論上彎矩最小值處的混凝土不受力,鉆芯樣后,對構件影響甚微,梁跨中中和軸以下部分混凝土只受拉,按鋼筋混凝土計算原理,該處抗拉由鋼筋承擔,混凝土只與鋼筋粘結,起保護作用。在實際操作過程中,工程現場不可能提供構件彎矩圖,必須熟練運用結構力學知識,迅速判斷出構件彎矩最小值的大致位置。
(2)住宅工程中檢測陽臺挑梁混凝土強度時,鉆芯樣大部位宜選在陽臺挑梁在室內錨固部分距外墻為1m左右的托梁上。底層框架、二層以上磚混結構的商住樓,檢測底層框架的混凝土強度時,宜應選在縱橫軸的邊軸框架梁上鉆芯樣。混合結構中簡支梁與圈粱相連時,需檢測簡支粱的混凝土強度,宜選在圈梁上鉆取。
2·2　混凝土柱
(1)　無論是軸向或偏心受力柱,鉆芯部位都選在柱的縱橫軸線交點處即柱中,因為柱混凝土的施工是從下到上進行澆搗的,振搗后,由于重力作用柱的下半部石子偏多而上半部偏少,一般說來下半部的混凝土強度要高于上半部,此處對受力偏心柱來說,彎矩最小值處也大致在柱中位置,因此,鉆芯部位選在柱中,既代表該柱混凝土實際質量,又可減少柱的損傷。
(2)柱在主框架方向鋼筋分布較密,非框架方向鋼筋較少;柱的上下兩端為箍筋加密區,柱身由樓面往上1~1·5m范圍內往往是縱向鋼筋接頭的部位、箍筋加密區,鋼筋分布較密;柱身的受力一般兩端大,中間小;故芯樣的鉆取部位宜選在非主框架方向,在距樓面1·5m以上結構受力較小的位置。
(3)預應力混凝土構件,按施加預應力的方法不同分先張和后張二類,后張法的受彎構件(構件寬b≤250mm),在沒有張拉前可在構件中和軸彎矩最小值處鉆芯樣,鉆芯深度不宜過長,盡量控制在120mm,絕對不能在兩端的錨固區鉆取。至于其他類型的預應力混凝土構件,根據《規范》要求,不宜鉆取。
  (4)混凝土墻、板宜在澆筑段距端部300mm處取樣;對易損傷結構功能的構件,如薄壁構件應在不重要的部位取樣。
(5)獨立基礎或條形基礎一般僅底部有一層鋼筋,上部屬于構造配筋,可在上部直接用鉆芯機垂直鉆芯樣或者在大放腳的基杯上鉆芯樣;片筏基礎或箱型基礎,上表面鋼筋密,必須從側面選取鉆芯位置。
(6)在混凝土結構構件中,由于受到施工、養護或位置的影響,其各部分的強度并不是均勻一致的。因此,在選擇鉆芯位置時應考慮這些因素,以使鉆芯位置的混凝土強度具有代表性。在條件許可時,一般應先進行非破損測試,然后根據檢測結果有目的地確定鉆芯位置。
(7)對于樓板一類的構件,鉆芯樣后可切去澆搗面約板厚20%的不具代表性的混凝土;絕對避免在混凝土施工縫處即二次混凝土澆搗結合處鉆芯樣,因為此處混凝土不具有代表性。
3·3鉆芯數量的確定
    取芯的數量，應視檢測的目的而定：
單個構件進行混凝土強度檢驗，在構件上取芯個數一般不少于3個，當構件的體積截面較小時可取2個；成批構件進行混凝土強度檢測時，取芯數量應為20～30個，當取芯直徑小于標準尺100mm時，取芯數量應適當增加。每個構件上宜取一個芯樣；
    當取芯是為了修正回彈法或超聲回彈綜合法檢測混凝土強度時，則取芯數量應不少于6個；
如結構遭受火災、凍害、化學腐蝕、質量可疑或存在內部缺陷時，取芯數量視具體情況而定。
三 芯樣試件抗壓試驗及強度計算
 3.1抗壓試驗方法
芯樣試件進行抗壓試驗時可分潮濕和干燥狀態兩種情況。干燥狀態下試驗的試件通常比經過浸濕的芯樣強度高7%左右。
鉆芯法規程規定：結構工作條件比較干燥，芯樣試件以自然干燥狀態進行試驗；結構工作條件比較潮濕，芯樣試件以潮濕狀態進行試驗。對于干燥狀態，即芯樣試件在受壓前在室內自然干燥3d；潮濕狀態進行試驗時，芯樣試件在20±5℃的清水中浸泡40-48h。