基樁鉆芯法檢測有關(guān)問題的探討

文｜廣州市市政工程試驗(yàn)檢測有限公司 韋俏玲

目前用于樁基檢測的方法包括鉆芯法、超聲波法、低應(yīng)變反射波法等。其中鉆芯法是常用的一種檢測方法，多應(yīng)用于混凝土灌注樁檢測。由于鉆芯法檢測方便，場地要求不嚴(yán)格，操作方便，通過現(xiàn)場檢測和后期的芯樣強(qiáng)度抗壓數(shù)據(jù)，可全面直觀對(duì)混凝土樁身進(jìn)行分析定性。目前，鉆芯法已成為眾多檢測機(jī)構(gòu)檢測現(xiàn)澆混凝土灌注樁成樁質(zhì)量采用的樁基檢測常用方法之一。

一、鉆芯法檢測程序

1、檢測時(shí)間確定

需要對(duì)樁鉆孔檢測時(shí)，要保證混凝土齡期達(dá)到28天或預(yù)留的同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行。

2、鉆孔位置

在選取鉆孔位置時(shí)，要結(jié)合監(jiān)理方提出的要求及無損檢測發(fā)現(xiàn)的缺陷位置而定。一般情況下，鉆芯孔只有一個(gè)時(shí)，開孔位置應(yīng)定在離樁中心10 至 15cm之間為宜；鉆孔達(dá)兩個(gè)或多個(gè)時(shí)，開孔位置應(yīng)定在離樁中心0.15d至 0.25d之間為合適，并且布置均勻?qū)ΨQ。

3、樁端持力層鉆深

要根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定樁端持力層鉆探深度。受檢樁至少每根樁要一孔，其它鉆芯孔應(yīng)達(dá)1.0m或以上。如設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，鉆探深度至少應(yīng)達(dá)樁徑的3倍，并且要達(dá)3m或以上。

4、鉆芯取樣操作過程要求

4.1 保證鉆機(jī)設(shè)備穩(wěn)固可靠，底座水平。

如樁頂面離鉆機(jī)底座較遠(yuǎn)時(shí)，要安裝孔口管，孔口管要牢固垂直。

孔口中心要和鉆機(jī)立軸中心、天輪中心保持在同一鉛垂線上。

防止鉆機(jī)鉆芯時(shí)發(fā)生移位、傾斜，鉆芯孔垂直度偏差要控制在0.5%以內(nèi)。

4.2 鉆速控制

鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)，要保證鉆孔內(nèi)循環(huán)水流供應(yīng)，不能中斷，每回次進(jìn)尺宜控制在1.5m內(nèi)，鉆至樁底時(shí)宜采取適宜的鉆芯方法和工藝鉆取沉渣并測定沉渣厚度，采用合適的方法對(duì)持力層巖土性狀進(jìn)行鑒別。

4.3 提鉆卸取芯樣時(shí)應(yīng)擰卸鉆頭和擴(kuò)孔器，不能隨意敲打卸芯。放進(jìn)芯樣箱的芯樣，要從上至下按回次順序進(jìn)行，并在芯樣側(cè)面上清楚列明回次數(shù)、塊號(hào)、本回次總塊數(shù)，鉆進(jìn)情況要根據(jù)有關(guān)規(guī)范及時(shí)記錄。初步評(píng)定芯樣質(zhì)量，樁底沉渣和持力層等有關(guān)數(shù)據(jù)資料要詳細(xì)編錄。

4.4 對(duì)單樁檢測工作完成后，要確定樁的質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求，如質(zhì)量達(dá)標(biāo)時(shí)，要對(duì)鉆芯孔灌漿封閉，如需要用超聲波法檢測鉆芯孔時(shí)，要封存鉆芯孔，留待再次檢測。

5、芯樣的加工與抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

用鉆孔法檢測灌注混凝土的強(qiáng)度，芯樣試件的截取、加工和試驗(yàn)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。切割芯樣時(shí)注明芯樣編號(hào)，已切割的芯樣要達(dá)到要求規(guī)定的平整度和垂直度，否則要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)平處理。

完成芯樣試件制作后可馬上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。進(jìn)行巖石芯樣試件試驗(yàn)前，先要把芯樣放在清水中浸泡至少12h后才能進(jìn)行。

6、 樁基質(zhì)量評(píng)定內(nèi)容

6.1 通過對(duì)檢測得出樁基的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，可對(duì)樁基質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定。由于需要鉆取樁身的部分樣品進(jìn)行檢測，會(huì)造成樁身局部破損，因此，當(dāng)對(duì)基樁質(zhì)量產(chǎn)生懷疑需要采用鉆芯法進(jìn)行檢測時(shí)，必須嚴(yán)格按規(guī)定比例抽檢芯樣檢測，檢測結(jié)果可以根據(jù)以下內(nèi)容判定受檢樁：①樁身混凝土質(zhì)量。包括樁身是否存在氣孔、麻面、蜂窩、松散；②斷樁、混凝土膠結(jié)情況等，混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，樁身完整性類別判定；③樁底沉渣是否達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求；④樁底持力層的巖土性狀（強(qiáng)度）和厚度是否滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求；⑤樁長是否和施工記錄相同。通常情況下，一受檢樁樁徑要達(dá)到800mm或以上、長徑比應(yīng)小于 30。

6.2 樁身完整性

檢查混凝土芯樣外觀時(shí)，要依據(jù)有關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合現(xiàn)場芯樣特征、孔數(shù)、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果等眾多方面進(jìn)行綜合分析，在此基礎(chǔ)上完成對(duì)樁身完整性判定。

6.3 抗壓強(qiáng)度評(píng)定

評(píng)定芯樣試件抗壓強(qiáng)度值時(shí)，要取1組3個(gè)試件的強(qiáng)度平均值確定。如同一樁同一深度位置有2組或以上芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值時(shí)，取它們的平均值作為此樁深度芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值。不同樁不同深度位置的芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值中，以當(dāng)中最小值確定為受檢樁芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值。

6.4 根據(jù)規(guī)范有關(guān)規(guī)定對(duì)成樁質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定，包括對(duì)樁徑、樁長、樁身完整性、混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度、樁端持力層性狀（強(qiáng)度）等內(nèi)容進(jìn)行綜合分析，定量與定性結(jié)合，做到客觀公正評(píng)價(jià)。

二、基樁鉆芯法檢測中存在的常見問題

采用鉆芯法檢測優(yōu)點(diǎn)非常明顯，如沒有場地條件要求，尤其適宜直徑較大樁的檢測，假如需要對(duì)單樁豎向抗壓承載力進(jìn)行檢測，設(shè)備和條件不具備時(shí)，可用鉆芯法測定持力層的巖土性能。但采用鉆芯法檢測也有其不足之處，如檢測的成本比較高、速度慢、周期長等；另外，根據(jù)多例實(shí)際情況總結(jié)出以下幾個(gè)常見問題：

1、取芯方法不當(dāng)

采用鉆芯法檢測樁基，能直觀查出樁基質(zhì)量缺陷，但芯樣的抽取好壞直接關(guān)系到對(duì)基樁質(zhì)量的評(píng)定，如取芯方法不妥當(dāng)，出現(xiàn)芯樣取不上來，或樁身偏斜，鉆孔打偏難以鉆達(dá)樁底，則直接影響到對(duì)基樁完整性、樁長、樁底沉渣厚度、缺陷空間分布位置等質(zhì)量的評(píng)定。因此，應(yīng)根據(jù)工程不同的性質(zhì)采用適宜的抽取方法，對(duì)樁身出現(xiàn)夾層的，需做好防水裝置；對(duì)堅(jiān)硬質(zhì)地情況，要做好避震及減震措施等。

2、芯樣缺陷取樣位置判斷不當(dāng)

影響鉆芯檢測結(jié)果的因素眾多。其中芯樣缺陷部位的取樣如何判斷相關(guān)規(guī)范沒有給出具體的規(guī)定，因此現(xiàn)實(shí)中存在缺陷位置取樣判斷不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)樁基質(zhì)量。對(duì)于出現(xiàn)蜂窩、波浪等缺陷部位要能準(zhǔn)確判斷，是什么原因引起的，是基樁自身施工澆筑不當(dāng)引起的，還是因?yàn)殂@機(jī)本身操作不當(dāng)引起的，只有分析清楚了，才能作出準(zhǔn)確的判斷。

3、修正持力層巖芯樣的抗壓強(qiáng)度

目前，采用鉆芯法檢測，鉆徑要求大于 100mm，對(duì)單動(dòng)雙管鉆具按100mm的外徑，芯樣徑長約82mm。不同外徑的芯樣不一樣，如此芯樣的抗壓強(qiáng)度會(huì)存在尺寸換算關(guān)系。目前，檢測規(guī)范未提供相關(guān)修正換算關(guān)系，這導(dǎo)致實(shí)際的巖芯樣強(qiáng)度出現(xiàn)一定的偏差。

針對(duì)以上問題，運(yùn)用鉆芯法檢測，不能細(xì)化判斷結(jié)果。按規(guī)范規(guī)定，采用鉆芯法檢測檢測時(shí)，對(duì)受檢樁同一深度橫截面以及缺陷部位強(qiáng)度都是按平均強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)的，并沒有把平均的強(qiáng)度差異及離散性等因素考慮進(jìn)去。

所以，如芯樣強(qiáng)度出現(xiàn)較大偏差時(shí)，僅僅按平均強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，是不能真實(shí)反映樁的質(zhì)量情況。此外，如需要進(jìn)一步了解樁身缺陷情況，還要進(jìn)行加孔驗(yàn)證，由于不能全面掌握缺陷的具體分布位置，故即使加孔驗(yàn)證也產(chǎn)生偏差問題。因此，從芯樣缺陷部位強(qiáng)度差異及離散性等因素綜合考慮的細(xì)化分析判斷的方法不失為一個(gè)好的建議。

三、工程實(shí)例分析

（1）廣東省內(nèi)某市政工程18-1#樁基為嵌巖樁設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)樁徑2200mm，樁長40.2m，混凝土強(qiáng)度C30，樁端持力層為微風(fēng)化大理巖化灰?guī)r。

為確保工程質(zhì)量，決定通過鉆芯法對(duì)樁進(jìn)行檢測。

全樁總共鉆取3個(gè)孔口，共取19組混凝土芯樣為代表，抽芯結(jié)果顯示：芯樣采取率為99.3%，樁身總進(jìn)長為40.2m，樁身混凝土芯樣完整性良好，當(dāng)中，2#孔25.98～29.03m處相繼出現(xiàn)溝槽、蜂窩等情況，經(jīng)鉆取該段芯樣檢測，確定其抗壓強(qiáng)度僅為21.9MPa，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。相同位置中，1#沒有出現(xiàn)異常情況，3#孔27.95～30.97m則出現(xiàn)類似缺陷。相同深度位置，兩孔抗壓強(qiáng)度為45.0MPa、37.1Mpa；相同深度位置，三孔芯樣強(qiáng)度平均值為34.7Mpa，樁底沒有出現(xiàn)沉渣，樁身直接到達(dá)持力層。

圖1 受檢樁身缺陷圖

依據(jù)廣東省相關(guān)檢測規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)樁身情況綜合分析，受檢樁樁身完整性類別為Ⅲ類。（見圖1所示）。

（2）廣州某橋樁，按設(shè)計(jì)要求，樁的長度為 41.00m，樁徑為1.4m，混凝土強(qiáng)度為C30。對(duì)兩孔抽芯，檢查出一孔在樁身24.00m 的位置，長度接近1.0m。芯樣完好，側(cè)面有些許麻面，取此段芯樣，抗壓值為13.1MPa。在相同深度的另一孔芯樣強(qiáng)度是46.5MPa，計(jì)算平均強(qiáng)度為29.8MPa，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，結(jié)合芯樣的特殊情況，在此樁再抽一孔，檢驗(yàn)其缺陷狀況，加抽孔情況正常，缺陷同等深度芯樣強(qiáng)度為51.2MPa，三孔同樣深度芯樣強(qiáng)度平均后，此樁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過芯樣認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)樁芯樣完整，粗骨料均勻分布，因缺陷部位的水泥質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，出現(xiàn)膠結(jié)力較差，所以強(qiáng)度降低。最終判定該樁為Ⅱ類樁。

上述例子說明，兩孔芯樣強(qiáng)度出現(xiàn)較大偏差時(shí)，如僅僅是以其平均強(qiáng)度值下評(píng)價(jià)結(jié)論，準(zhǔn)確性會(huì)讓人置疑。

假如缺陷樣強(qiáng)度稍高，平均后強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能否被判定為Ⅰ樁或Ⅱ樁？為了全面了解樁身缺陷分布范圍，我們可以在同一基樁或槽段重新取芯進(jìn)行驗(yàn)證分析，但此做法也存在一定爭議，因?yàn)閷?duì)樁加孔驗(yàn)證時(shí)，孔數(shù)、位置的確定不同，得出的判定結(jié)果也存在差異。

四、結(jié)語

本文以兩例鉆芯法檢測基樁工程質(zhì)量為背景，從取芯方法、芯樣缺陷取樣位置、持力層芯樣強(qiáng)度修正等方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討，提出了從芯樣缺陷部位強(qiáng)度差異及離散性等因素綜合考慮的細(xì)化分析判斷的方法建議。通過該方法的比較判斷，能更直觀反應(yīng)基樁整體質(zhì)量?？蔀橥惞こ袒鶚躲@芯法檢測評(píng)判提供參考與借鑒。