鉆芯法在建筑樁基質(zhì)量檢測中應(yīng)用研究

吳永亮

【摘要】 建筑樁基檢測是通過對(duì)建筑物樁基的完整性與承載力的高低進(jìn)行檢測，以判定建筑樁基的質(zhì)量。樁基的質(zhì)量的高低直接關(guān)系到建筑的可靠性，因此，通過對(duì)樁基質(zhì)量檢測能夠盡快地發(fā)現(xiàn)樁基中是否存在質(zhì)量和安全問題，并及時(shí)采取有效的解決措施，以確保建筑樁基的質(zhì)量和使用安全。本文結(jié)合筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，簡要地介紹了鉆芯法在樁基檢測中的主要內(nèi)容及特點(diǎn)，從中針對(duì)鉆芯法在建筑樁基質(zhì)量檢測中應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)與分析，探討了檢測中存在的問題及注意事項(xiàng)，以供同行參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】建筑；樁基；鉆芯法；質(zhì)量檢測；應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城市進(jìn)程的不斷加快，建筑業(yè)得到了空前的發(fā)展，一些大型的建筑物在基礎(chǔ)建設(shè)過程中采用高承載力的大直徑灌注樁進(jìn)行施工。樁基施工具有一定的隱蔽性和施工難度大，因此為了確保樁基建設(shè)的質(zhì)量與安全，需要對(duì)建筑基樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測。鉆芯檢測法作為建筑基礎(chǔ)樁基檢測中的主要檢測方法，可以檢測建筑樁身的完整性、長度和混凝土強(qiáng)度等方面是否滿足設(shè)計(jì)要求。目前而言，我國建筑樁基檢測方法主要包括靜載法、鉆芯法、高應(yīng)變法、低應(yīng)變法、聲波透射法。下面主要就鉆芯法在樁基檢測中應(yīng)用進(jìn)行了論述。

1 鉆芯法在樁基檢測中的主要內(nèi)容及特點(diǎn)

鉆芯法作為建筑樁基檢測方法之一，主要是從樁身和樁底巖土層分別鉆取一定的芯樣進(jìn)行強(qiáng)度和性狀檢測。鉆芯法檢測的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：第一，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)樁身混凝土完整性和樁身混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測；第二，根據(jù)設(shè)計(jì)或規(guī)范要求對(duì)樁底沉渣、樁端持力層的強(qiáng)度和厚度進(jìn)行檢測。鉆芯法相對(duì)于其它檢測方法來說，主要具有以下幾種優(yōu)點(diǎn)：一是場地條件要求不高；二是檢測的結(jié)果準(zhǔn)確性高；三是檢測方式比較特殊。同時(shí)也存在以下缺點(diǎn)：一是樁身檢測中存在著一些缺陷；二是只限制于檢測樁身的完整性和混凝土強(qiáng)度，不能很快地確定基樁的承載力；三是檢測時(shí)間較長，費(fèi)用較多。

2 鉆芯法在樁基檢測中的應(yīng)用分析

2.1水泥土樁檢測

水泥土樁是一種剛性和柔性相互結(jié)合的樁，水泥土樁與混凝土相比，其彈性模量較小且壓縮性較大。通過研究發(fā)現(xiàn)，樁體的側(cè)摩阻力、軸力和變形主要位于樁距樁頂?shù)脚R界樁長的深度內(nèi)，當(dāng)臨界樁長小于深度時(shí)，樁體的側(cè)摩阻力、軸力和變形將會(huì)隨著外荷載的增加而變小。

某工業(yè)廠房，地基基礎(chǔ)建設(shè)采用水泥土樁，長度為14.00m，直徑500mm，布置形式采用梅花型，按照設(shè)計(jì)要求，單樁承載力和復(fù)合地基承載力特征值分別為90kN和120kPa。待施工齡期28d后才進(jìn)行試驗(yàn)工作，采用單樁豎向靜載試驗(yàn)所得單樁豎向抗壓承載力特征值小于70kN，而采用平板載荷試驗(yàn)所得復(fù)合地基承載力特征值大于等于120kPa，滿足了設(shè)計(jì)要求。經(jīng)鉆芯法檢測發(fā)現(xiàn)樁身存在有淤泥層，主要位于5m～8m段，且樁身水泥土比較松散。

根據(jù)以上案例分析得知，水泥土樁主要位于軟土地層中，根據(jù)混凝土樁的設(shè)計(jì)方法，會(huì)對(duì)水泥土樁的承載力進(jìn)行高估，樁端阻力和樁下部側(cè)摩阻力已被破壞。90d后通過鉆芯法檢測后發(fā)現(xiàn)，水泥土攪拌樁在軟土地層還未成形，且其強(qiáng)度對(duì)于砂層中的芯樣強(qiáng)度來說比較低，而對(duì)于砂層中芯樣來說，其強(qiáng)度高，攪拌效果好。從中可以看出，水泥土樁與土層的含水量有關(guān)，含水量越大其攪拌效果就越好。

2.2混凝土灌注樁檢測

混凝土灌注樁相對(duì)于預(yù)制樁而言具有更大的利用空間，如堅(jiān)硬巖石持力層和堅(jiān)硬夾層等。因此在近年來建筑地基建設(shè)中得到了廣泛的使用，而鉆芯法同樣適用于混凝土灌注樁。

2.2.1鉆芯法檢測結(jié)果判定

某商業(yè)綜合樓，樁基礎(chǔ)采用沖孔灌注樁，樁的長度為21.00m～58.00m，樁的直徑為0.8m～2.2m，單樁承載力設(shè)計(jì)值為700kN～1400kN，本文主要選用128根樁進(jìn)行鉆芯檢測。

通過鉆芯法檢測分析得知，本工程有一部分持力層存在2.0m厚灰?guī)r夾層和溶洞，而由于灰?guī)r夾層存在著破碎現(xiàn)象，因此不能對(duì)其進(jìn)行取樣，單軸抗壓強(qiáng)度未能提供。而經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，可以對(duì)有問題的樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，取樣5根進(jìn)行靜載試驗(yàn)，通過試驗(yàn)結(jié)果表明，這些沖孔灌注樁樁側(cè)摩阻力相對(duì)較大，其承載力基本可以滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2.2 鉆芯法在聲測試驗(yàn)中存在局限性

某2層塑料廠，樁基采用沖孔灌注樁，樁的長度為13.00m～21.00m，樁的直徑為1.0m。在低應(yīng)變檢測過程中，一根樁樁底明顯出現(xiàn)了同向應(yīng)力波反射，而采用鉆芯法對(duì)該樁進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，其混凝土樁身比較完整，樁底持力層與樁身比較吻合，為微風(fēng)化巖持力層。本案例證實(shí)了鉆芯法對(duì)低應(yīng)變檢測的驗(yàn)證效果不理想。經(jīng)過多次論證發(fā)現(xiàn)，鉆芯法在低應(yīng)變檢測中存在較大的誤差。

在運(yùn)用鉆芯法對(duì)聲波透射法進(jìn)行驗(yàn)證過程中，應(yīng)根據(jù)超聲透射波的結(jié)果布置鉆芯孔，從鉆芯孔的布置情況可以看出，在聲波透射法的檢測中，樁截面的范圍要大于抽芯范圍，聲波透射法檢測不能確定缺陷類型，但能夠定量缺陷范圍，鉆芯法檢測可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷情況，便在定量上仍然存在著一定的局限性。同時(shí)，鉆芯法可以對(duì)樁身存在的缺陷（如破碎、離析和夾泥等情況）范圍進(jìn)行判斷時(shí)，還是以孔判整樁，這樣不能很好的表達(dá)出缺陷的空間分布。

2.2.3 細(xì)長樁不宜采用鉆芯法檢測

某商業(yè)廣場，基樁采用沖孔灌注樁，樁的長度為28.00m～36.00m，樁的直徑為0.8m～2.0m。本文主要選用12根樁進(jìn)行鉆芯檢測。

在鉆芯法檢測中發(fā)現(xiàn)，對(duì)兩根樁徑為0.8m的樁進(jìn)行鉆孔，當(dāng)鉆孔到深28.00m時(shí)碰到鋼筋出現(xiàn)偏出樁身現(xiàn)象，最后決定改用樁徑為1.0m 的樁進(jìn)行鉆芯，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有一孔在深度在31.00m同樣出現(xiàn)偏出樁身現(xiàn)象；而采用樁徑為1.20m的樁進(jìn)行鉆芯，中結(jié)果還是發(fā)現(xiàn)有一部分還是存在一孔偏出樁身現(xiàn)象，再改換為樁徑1.4m的樁進(jìn)行鉆芯，這樣才能達(dá)到鉆至樁底的目的；同樣樁徑 1.6m的樁也同樣出現(xiàn)了一孔偏出樁身現(xiàn)象，而1.8m的更加容易鉆至樁底。

2.2.4 鉆芯法在單樁檢測中強(qiáng)度存在差異

某城市快速路橋樁，樁的長度為41.00m，樁的直徑為1.4m，設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度為C30，本工程選用兩孔進(jìn)行抽芯，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一孔在樁身24.00m處混凝土出現(xiàn)了顏色變化，側(cè)面出現(xiàn)一些輕微麻面，抗壓強(qiáng)度為13.1MPa，另一孔的抽芯強(qiáng)度為46.5MPa，如果按照平均強(qiáng)度29.8MPa計(jì)算，不能滿足設(shè)計(jì)要求。因此，需要對(duì)該樁缺陷程度進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)缺陷同等深度芯樣強(qiáng)度為51.2MPa，按照三孔的深度芯樣強(qiáng)度進(jìn)行平均計(jì)算，發(fā)現(xiàn)該樁強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，從而判定該樁為Ⅱ類。最后通過分析研究，主要是由于缺陷部位水泥存在的問題，從而導(dǎo)致膠結(jié)力差，強(qiáng)度明顯偏低。

根據(jù)本項(xiàng)目論證發(fā)現(xiàn)，如果缺陷強(qiáng)度比較高，平均后強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，能否判定為Ⅰ類樁或Ⅱ類樁？為了充分掌握到樁身缺陷情況，就需要通過加孔驗(yàn)證，以了解缺陷分布情況，這種做法同樣存在著爭議，而且也會(huì)引起加孔位置布置的差異。

3 結(jié)束語

近年來，鉆芯法在建筑樁基檢測中得到了廣泛的應(yīng)用，但同時(shí)在應(yīng)用中也存在著一些問題，例如，本文中闡述的水泥土樁和灌注混凝土樁檢測方面的問題。因此，我們需要通過工程實(shí)踐，不斷地總結(jié)出問題的原因，并及時(shí)采用有效的解決措施，以避免類似問題的發(fā)生。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》（DBJ 15-60-2008）

[2]《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2014）

[3]《基樁和地下連續(xù)墻鉆芯檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》（DBJ1528-2001）