混凝土芯样范文

混凝土芯样范文（精选3篇）

混凝土芯样 第1篇

随着高层建筑、超高层建筑的迅猛发展, 对地基承载力的要求越来越高, 使得大直径灌注桩基础得到了广泛的应用。但由于灌注桩施工多为地下隐蔽工程, 常出现如离析、夹泥、缩颈、断桩等缺陷, 因此对桩基进行质量检测是十分必要的。钻芯法检测因其直观、准确、可靠等特点, 是检测现浇混凝土灌注桩成桩质量的一种有效手段。其中, 桩身混凝土强度检测是其重要环节之一。《建筑基桩检测技术规范》 (JGJ106-2003) [1]规定:混凝土芯样试件抗压强度代表值应按一组三块试件强度值的平均值确定。然而, 由于混凝土的非均质性和施工质量等原因, 其芯样试件抗压强度值具有明显的离散性, 而混凝土桩作为主要的受力构件, 其薄弱部位的强度能否满足使用要求, 直接关系到建筑物的安全, 采用取平均值的计算方法存在一定的风险。因此以概率与数理统计为基础, 用概率分析方法评价基桩强度显得更为合理。本文利用混凝土芯样试件的抗压强度试验结果, 基于三种经典分布模式 (正态分布、对数正态分布和极值I型分布) 和K-S检验法, 确定出混凝土芯样抗压强度的分布规律, 给出了不同可靠度下对应的强度平均值, 并对其进行了可靠度分析, 可为检测人员在检测数据的分析与判定时提供参考。

2 工程及试验概况

2.1 工程概况

拟建场地位于福州市鼓楼区, 本工程用地面积约71931.4m2, 总建筑面积约385866.8m2。该工程桩基采用冲 (钻) 孔灌注桩, 共3种桩径, 分别为800mm、1000mm和1100mm, 混凝土强度等级为C35, 桩长约15m～30m, 桩端持力层为中-微风化岩, 总桩数为1295根。

2.2 试验概况

本次钻芯法试验采用XY-2B型钻机, 其振动小、调速范围广、扭矩大, 采用液压操纵, 钻机立轴的径向跳动不超过0.1mm。取芯工具采用单动性能好、各部件同心度符合要求、管材无伤裂的单动双管钻具, 并配以扩孔器、卡簧和其它常规钻具。钻头采用粒度、浓度、胎体硬度符合施工要求的金刚石钻头, 钻头外径为110mm, 钻取的芯样直径为87mm。

共对60根桩进行钻芯法检测, 抗压试验芯样按照文献[1]要求从检测桩所取芯样中选取。混凝土芯样试件的抗压强度试验按现行《普通混凝土力学性能试验方法标准》 (GB/T50081-2002) [2]有关规定进行。

混凝土芯样试件抗压强度应按下式计算:

fcu=ξ4P/ (πd2) (1)

式中:fcu为混凝土芯样试件抗压强度 (MPa) ;P为芯样试件抗压试验测得的破坏强度 (N) ;d为芯样试件的平均直径 (mm) ;ξ为混凝土芯样试件抗压强度折算系数, 当无试验统计资料时, 宜取为1.0。

本文共获得540个混凝土芯样试件抗压强度值, 最小值为34.2MPa, 最大值为78.8MPa, 均值为59.16MPa, 标准差为9.499。

3 强度分布规律分析

由于试件抗压强度值具有明显的离散性, 因此, 本文将芯样试件抗压强度实测值作为随机变量, 分别采用正态分布、对数正态分布和极值I型分布对540个抗压强度值进行了拟合分析, 试图找出某一概率分布函数来反映其分布规律。

3.1 分布函数及参数估计

3.1.1 正态分布及其参数估计

正态分布的概率密度函数为

undefined

式中:x为随机变量的样本值;μx为随机变量的均值, 可由undefined求得;σx为随机变量的标准差, 可由undefined求得;n为样本容量。

3.1.2 对数正态分布及其参数估计

对数正态分布的概率密度函数为

undefined

式中:μlnx为随机变量对数值的均值;σlnx为随机变量对数值的标准差。

3.1.3 极值I型分布及其参数估计

极值I型分布的概率密度函数和概率分布函数分别为

f (x) =aexp{-a (x-u) -exp[-a (x-u) ]} (4)

F (x) =exp{-exp[-a (x-u) ]} (5)

式中:a和u为分布参数, 可由undefined和u=μx-0.5772/a求得[3], 其中μx和σx分别为随机变量的均值和标准差。

3.2 随机变量拟合方法

对随机变量概率分布的拟合检验的常用方法有近似法或假设法、A-D检验法和K-S检验法。文献[4]指出, 以上三种方法分别在样本容量小于5, 样本容量在5～13之间和样本容量大于12时使用。

本论文中共使用了540个样本点, 因而采用K-S检验法。其基本思路如下:

(1) 根据观测样本得到的累计频率Fn (x) 与原假设的理论概率分布F (x) 作比较, 建立统计量Dn, 即undefined;

(2) 给定显著性水平α, 本文取α=0.05;

(3) 根据α和样本容量n在K-S检验表上查得临界值Dn, α, 当DnDn, α时, 则接受原假设;否则, 拒绝原假设。

3.3 强度分布概型的确定

利用上述方法确定出正态分布、对数正态分布和极值I型分布的各参数值和统计量Dn如表1所示。

分别采用三种概率分布对混凝土芯样试件抗压强度值进行了拟合分析, 如图1所示。

4 强度可靠度分析

描述混凝土芯样试件抗压强度是否满足设计要求的功能函数[3]为

Z=g (R, S) =R-S (6)

式中, R为混凝土芯样试件抗压强度实测值, S为混凝土强度设计值。由上述可知, R服从正态分布, 且均值μR=59.16MPa, 标准差σR=9.499;混凝土强度设计值S为常数 (本文为35MPa) , 即μS=35MPa, σS=0。

可靠指标[3]为

undefined=2.54 (7)

可靠度为ps=Φ (β) =Φ (2.54) =99.45%, 其中Φ () 为标准正态分布函数值。

同理可计算出可靠度分别为50%、80%、90%、95%和99%时对应的混凝土芯样试件抗压强度平均值如表2所示。

文献[1]规定:受检桩中不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度代表值中的最小值为该桩混凝土芯样试件抗压强度代表值, 当该桩的混凝土芯样试件抗压强度代表值不小于混凝土设计强度时, 即可判其桩身混凝土强度满足设计要求。然而, 混凝土芯样试件抗压强度代表值是按一组三块试件强度值的平均值确定的。由于该工程的施工质量较好, 故其桩身混凝土强度判为满足设计要求的可靠度高达99.45%。但从表2可以看出, 当强度平均值等于强度设计值 (35MPa) 时, 检测结果判为满足设计要求的可靠度仅为50%。也就是说, 如果在实际检测中, 当施工质量一般, 某一受检桩中各组试件强度平均值的最小值等于混凝土设计强度时, 检测方误判为该桩桩身混凝土强度满足设计要求的概率高达50%, 这将使得检测方承担相当大的风险。综上所述, 由于混凝土芯样试件抗压强度值具有明显的离散性, 因此, 无论从检测方所承担的风险方面考虑还是从确保建筑物的使用安全方面考虑, 采用取平均值的计算方法存在相当大的风险, 在实际检测中引进概率与统计的分析方法是很有必要的。

5 结论

本文首先基于正态分布、对数正态分布和极值I型分布以及K-S检验法, 确定出混凝土芯样试件抗压强度的分布规律;随后, 给出了不同可靠度下对应的强度平均值, 并对其进行了可靠度分析, 得出如下结论:

(1) 该工程的混凝土芯样试件抗压强度实测值具有明显的离散性, 且服从正态分布;

(2) 该工程的施工质量较好, 其桩身混凝土强度被判为满足设计要求的可靠度高达99.45%;

(3) 在实际检测中, 当施工质量一般时, 采用取平均值的计算方法存在相当大的风险, 应当引进概率与统计分析方法。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.建筑基桩检测技术规范 (JGJ106-2003) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2003.

[2]中华人民共和国国家标准.普通混凝土力学性能试验方法标准 (GB/T50081-2002) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2003.

[3]赵国藩, 金伟良, 贡金鑫.结构可靠度理论[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.

混凝土芯样 第2篇

1目前我国现行试验方法的有关规定

我国现行的《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)中规定：热拌沥青混合料路面马歇尔稳定度、流值、密度、空隙率采用拌和厂取样成型的试验方法。通过大量的试验证明：在原材料和配合比一定的情况下，沥青混合料的马歇尔稳定度与试件的密实度成直线密切正相关，与空隙率成直线密切负相关。由于空隙率是密度的不同表征形式，因此，密度对马歇尔稳定度有着至关重要的影响。根据试验结果，室内成型试件密度的大小，除与材料的配合比有关外，很大程度上取决于击实次数(击实功)的多少和击实温度的高低，击实次数越多，沥青混合料单位体积得到的击实功越大，试件越容易被压密。同样，由于沥青材料自身的特点，在一定范围内，温度越高，其粘滞力越低，抗塑性变形的能力越差，在外力的作用下，试件越容易被压密。因此，通过这种方法得到的试验结果不能真实体现沥青路面的实际质量。

2利用现场芯样做马歇尔试验的必要性

用室内成型的试件做马歇尔试验、密度试验及计算得到的空隙率、沥青饱和度、沥青体积百分率、矿料间隙率等指标，并不能代表路面的真实质量情况。不难分析，影响沥青路面质量的.因素主要有原材料质量、材料的配合比(含矿料的级配情况)和沥青混合料的压实密度等。如果采用拌和厂取样成型的试件代表路面真实情况进行检验，必须至少具备以下两个必要条件：

(1)原材料质量及配合比与路面实际使用的材料和配合比一致;

(2)试件的密实度与路面的密实度一致。

但是在实际施工中，由于运输、摊铺过程中拌和料出现离析，会使路面材料局部产生配合比改变。更为严重的是，室内试验的击实功是试验规程规定的标准击实功，而压实功则取决于压路机的吨位、碾压遍数和压实机械的组合情况，因此击实功并不一定等同于路面压实功，且施工碾压温度也很难和室内试验温度取得一致，甚至有很大出入。从以上原因不难看出，用拌和厂取样成型试件所获取的马歇尔稳定度、流值、密度等指标，很难真实地代表现场沥青路面的质量情况。如果利用取芯机钻取的芯样作为检测样本，进行稳定度、流值、密度等指标的检验，更能代表沥青路面的真实质量情况。

3利用现场芯样取代拌和厂成型试件做马歇尔试验的可行性

《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-中T0710-2000规定了沥青路面钻芯马歇尔试验方法，但条文说明同时指出：“由于钻头直径往往是100mm及150mm的，所以试件直径必然小于101.6mm或152mm的要求，可直径太小，不能与马歇尔试验仪的压头吻合，这是矛盾的，因此，本方法的试验结果并不能作为检验沥青路面是否合格的依据。”这说明沥青路面芯样马歇尔试验不能作为检验沥青路面是否合格的依据，主要是芯样的直径偏小，与马歇尔试验仪的压头曲率不符，因此容易产生试验误差。如仅限于此，我们完全有可能改变芯样与马歇尔试件压头的吻合程度，从而消除由此带来的试验误差。

3.1改造现有压头，提高芯样与压头的吻合程度，根据现行试验规程，马歇尔试件压头被做成了固定的曲率内径，标准压头为101.6mm，大型马歇尔试件压头为152.4mm。在此，以标准马歇尔试件压头为例，如果芯样的直径为99.8mm，与标准试件直径101.6mm的差值为1.8mm。在实际操作中为了消除1.8mm的偏差，利用0.9mm厚的金属板材，裁制成长度为压头与试件接触线同长，与压头同宽的两块垫片，并将垫片弯曲成与压头一致的曲率。试验时，分别将两块垫片垫在上下压头内，使压头的曲率内径减少1.8mm，前面提到的试验偏差即可消除。应当指出的是，由于受钻头内径的加工精度、钻机的偏心程度及钻机固定的牢固程度等方面的影响，芯样直径和压头内径的偏差并不是一个常数，在选取垫片的厚度时，可对已经钻取的芯样直径进行统计，取芯样直径的上限值(最大值)与马歇尔试件的规定值之差的二分之一作为所选垫片的厚度值。如果所选钻头是标准钻头，则各个试件直径之间的差别一般不会很大，可以忽略不计。

3.2加工专用钻头。

对于标准马歇尔试件，我们现在普遍使用的是内径100mm和150mm的钻头，在钻机固定良好的情况下，芯样直径与钻头内径之间的差距一般不会超过0.5mm。以1‰钻头为例，如果钻头内径为100Inm，芯样直径一般可以达到99.5～100mm，这对于马歇尔试件标准直径101.6mm而言，其吻合程度显然不够。由马歇尔试验的受力情况可知，如果试件与压头的吻合程度不够，就会引起初压阶段试件受力集中，致使试件过早破坏并进入流变状态，从而导致马歇尔稳定度减小，流值增大，这种情况不适宜作为评价沥青路面质量的依据。然而，我们可以发现钻头的内径与钻件直径的误差并不大，这就使得设定标准钻头内径成为可能。事实上，目前使用的钻机，都不是专用钻机，它既用于钻取沥青路面芯样，也用于钻取半刚性路面基层材料芯样，同时也用于钻取水泥混凝土芯样。在这些用途中，只有沥青路面对芯样直径有严格的要求。因此，在满足沥青路面取芯的同时，并不影响做其他钻件的使用，这样一来，就可以将钻头内径加工成101.6mm，以满足沥青路面钻芯做马歇尔试验的要求。即使不与其他钻件共用钻头，为沥青路面专门设计、制造101.6mm和152.4mm的钻头也是非常必要的。

4实例分析

几年来，我们采用在马歇尔试验仪压头内垫垫片的方法，对所钻取的沥青混凝土芯样做了大量的马歇尔试验，从试验结果看具有较好的规律性和可行性。对室内成型的马歇尔试件所做的目标配合比试验结果与工程实体钻取的芯样所做的马歇尔试验，及其相关试验项目的试验结果进行对比分析，不难发现：空隙率、密度与稳定性具有密切相关性，也可以证明工程实体芯样马歇尔验结果的规律性和钻芯取样试验方法的稳定性。同时还提醒我们，应争取尽可能小的空隙率和尽可大的密实度，以取得较大的路面稳定度，提高路的使用品质。只要工程实体钻取的芯样与马歇尔压头具有相当的吻合程度，在材料和配合比都相同的条件下，其试验结果就能达到或接近室内成型试件的试验效果。当然，由于芯样直径偏小，即使芯样与压头有很好的吻合程度，其试验结果仍会受到一定的影响，但这种影响并不显著。

5结论

(1)为了使钻取的芯样直径和标准马歇尔试件相一致，建议生产101.6±0.2mm和152.4±0.2mm的沥青混凝土专用钻头，并纳入专用试验仪器管理中。

(2)建议对路面实体钻芯马歇尔试验按照每一分项工程为一单元，用数理统计的方法进行评价。

(3)实践证明，由于马歇尔稳定度与试件的密实程度呈增函数关系，即：试件密实度越大，其马歇尔稳定度越大。由于沥青路面存在一个压实度百分率问题，因此工程实体马歇尔稳定度也同样存在一个百分率问题。建议在标准配合比马歇尔稳定度(压实度为100%)的基础上规定路面钻芯马歇尔稳定度下置信限值。

(4)由于施工阶段工程实体密度一般达不到目标配合比密度，相应的空隙率会产生同样的差别，为与设计空隙率相区别，建议对路面实体钻芯试件制定施工容许空隙率指标。

混凝土芯样 第3篇

为了验证此说法是否正确,试验制作模拟实体结构试验模型,涉及C20、C25、C30、C40的4个强度等级。

1 试验设计

分别于28d、60d、90d、180d、360d钻取芯样,每次钻取两排,每排6个芯样(见图1)。钻取高度由上至下分别为1 850mm、1 600mm、1 300mm、1 000mm、700mm、400mm,而后切磨加工并按国家规范进行养护、试压。

2 试验结果及分析

2.1 试验结果(见表1)

最大值最小值分布情况(见表2)。

2.2 试验分析

最大值最小值分布情况见图2。

3 结论

1)由各图表可见:钻芯高度对芯样强度的确有一定影响,距地面400mm~700mm部分强度偏高,距地面1000mm部分强度偏低。但一般检测取芯高度约为1200mm~1500mm,较400mm~700mm部分有些偏低。值得注意的是:取芯应防止取在混凝土浇注的相接处。

2)振捣使石子下到构件底部,强度增大,应防止过振。

参考文献

[1]CECS03:2007钻芯法检测混凝土强度技术规程[S].

[3]GB/T50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准[S].