基桩钻芯法检测质量控制探讨

邓晔

摘要：灌注桩作为承受上部荷载的主要构件，其成桩质量一直受到广泛的关注。但在灌注桩的成桩过程中，由于施工原因不可避免地会出现缩颈、桩身夹泥、混凝土离析等情况影响灌注桩的桩身完整性。此外，成桩过程对孔壁土体的扰动，会形成桩底沉渣，影响桩基的承载力。

关键词：钻芯法;混凝土强度;桩底沉渣;桩身完整性

引言

建筑材料随著人们对建筑结构需求提高发展，从原始泥土发展到钢混材料，新型建材伴随人们对建筑结构要求提高。目前使用建材中混凝土比石材各方面材料性能优势明显，新型建材由于应用技术不成熟，混凝土材料在世界建筑中应用最广。我国处于经济快速发展时期，各行业蓬勃发展，建筑业在我国经济发展中具有重要地位，我国建筑结构使用主要建材是混凝土，不同建筑需要不同结构形式，设计对强度等级要求不同。由于施工环境差异造成养护效果不同，使得工程质量存在隐患，对混凝土强度质量评定尤为重要，可以对建筑物质量有效控制，对其进行可靠评估。

1 钻芯法分析

钻芯法主要是通过人造金刚石薄壁钻头直接从混凝土结构或构件实体上钻取若干个混凝土芯样本，经过双刀切割机加工、自然养护并达到规定龄期后，通过压力机对混凝土的抗压性能进行评价。对于混凝土的强度检测，钻芯法因为具有直观、便捷、可重复等优点，成为判断混凝土结构性能的有效方法。目前，我国公路、水利、建筑等行业根据本行业特征出台了相应的钻芯法标准，如 GB/T 50107—2010《混凝土强度检验评定标准》、GB 50204—2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》等。在混凝土结构检测中，由于薄壁混凝土构件钢筋间距不断减小，在钻取 100mm 的芯样时可能伤及配筋、主筋等，因此，在高径比为 1∶1～2∶1 的情况下钻取困难。随着建筑行业的发展，要求钻芯法不断减小混凝土芯样的直径，并按照行业的评判标准，采用多种方法优化钻芯取样过程，以避免质量问题，满足建筑工程项目的混凝土施工要求。从技术应用现状看，钻芯法可用于测量混凝土的抗折强度、耐久性等关键数据，与其他技术相比，在混凝土性能检测中展现出其良好的灵活性，所呈现的信息全面，能够为相关方提供完整的数据参数支持。

2 钻芯法检测要素

2.1 桩身完整性

桩身混凝土质量缺陷直接影响（并非唯一）的是桩身（结构）承载力，进一步影响桩的竖向抗压、抗拔及水平承载力。钻芯法评价桩身完整性主要是对桩身混凝土密实性和连续性的综合判断，而对桩身截面尺寸变化无法准确评价。在桩身完整性评价方面钻芯法检测存在局限性，所以在检测过程中使得钻芯孔要具有代表性。首先开孔的数量位置要满足规范要求，对于大直径灌注桩，遇到异常情况可以增加钻孔。对于无损不评定桩，需要结合无损报告，在怀疑有缺陷位置的上方开孔，使得钻芯孔更能反映桩基真实情况。使用单动双管金刚石钻头进行钻进，对于异常情况及时记录、分析，控制回次进尺。卸载芯样应按规范要求，严禁随意敲打，暴力取芯。现场编录时对每回次的拼接性、表面光滑程度、粗细骨料的均匀度、缺陷位置的表观特征、范围都需要进行详细纪录。对桩身完整性严重影响到桩基承载力的缺陷位置应取样试验。

2.2 在混凝土检测中的应用

回弹法是通过检测结构或构件混凝土的回弹值和碳化深度值来推测出抗压强度的有效措施。钻芯法是在该基础上按照相关规定进行加工，然后加工成合格的芯样试件，在这个过程中可以通过增强作用力来检测混凝土的强度。钻芯修正回弹法是非常有效且使用的混凝土检测方法之一，它是将回弹法与钻芯法进行科学合理的结合起来，应用到检测混凝土强度中。 在混凝土强度检测中，钻芯修正回弹法作为一种全新的检测方法，结合了回弹法、钻芯法两种方法的优势，提高了检测结果的准确性。钻芯法修正回弹法把钻芯法和回弹法结合使用，相互校核验证，提高检测精度，具有实际意义。钻芯修正回弹法检测步骤为根据回弹法要求检测计算构件测区换算后混凝土强度值，记录钻芯有代表性的位置试件最小受力点强度值。选取经回弹检测构件在对应范围按取样要求钻芯，推算芯样样本强度值。“钻芯修正回弹法”是利用芯样抗压试验从而得出混凝土的抗压强度，从而进一步检测出混凝土的内部质量，利用回弹法换算强度判定混凝土的匀质性，从而能够更加有效的展示出混凝土的质量，目的为了提高混凝土强度检测的准确性和可靠性，是一种非常普遍且实用的检测方法之一。

2.3 芯样的抗压强度试验

试验中，相关人员需要重点关注以下问题。1）检查芯样的外观以及相关尺寸要求，在试验检测期间，可用磨平机对芯样做抹平处理后，再用砂浆、泥浆做养护，避免芯样出现裂缝、缩颈等问题，以致不符合混凝土的最终测试结果。2）当结构工作环境比较潮湿，需要确定潮湿状态下混凝土的强度时，芯样试件宜在（20±5℃）的清水中浸泡 40～48h，从水中取出后立即进行试验。3）在测试期间，要连续获得 3 个测试值，以测试的最小值为最终结果。针对高径比不小于 2.00 的轴心抗压强度，在数据处理过程中可将其换算为高径比为 1.00 的试件强度，并根据相关标准做系数换算。

2.4 桩底沉渣厚度

桩底沉渣对桩基承载力有显著影响。桩底沉渣厚度过厚，不但影响桩端阻力的发挥，也会影响桩基侧摩阻力的发挥，造成桩基承载力不够或者沉降过大。《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）对端承桩底沉渣厚度的要求是不大于 5cm，摩擦桩沉渣厚度要求不大于 10㎝，抗拔或水平桩不大于 20cm。《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T 3650-2020）中规定：摩擦桩沉淀厚度应符合设计规定，设计无要求时，对于直径≤1.5m 的桩，≤200mm;对桩径>1.5m 或桩长>40m 或土质较差时，≤300mm。端承桩的沉渣厚度不大于设计规定，无设计要求时小于等于 50mm。钻芯法检测沉渣厚度，关键在于穿桩回次的控制，桩基抽芯到桩底时，要控制好最后一个回次的下钻和起钻，并测量好孔深，穿桩过程中密切关注回流水状况，出现异常及时调低转速，调低水泵，缩短本回次进尺，提钻卸样后及时编录描述，并计算沉渣厚度。沉渣的采取率一直不高，实际的检测工作中经常发生争议，一方面需要控制好穿桩回次的见证纪录，一方面在出现争议的时候可以使用高清孔内电视进行复核。

结束语

钻芯法的芯样能直接体现桩身的混凝土灌注后的实际抗压强度，灌注桩的混凝土抗压强度不能仅根据预留试块的混凝土抗压强度进行判断，应结合钻芯法进行判断;在工程检测中钻芯法的钻孔仅能反应该钻孔区域的情况，对沉渣分布不均匀的情况需要采用多个钻孔进行综合评价;钻芯法是一种直接的完整性检测方法，检测的沉渣厚度与承载力的对应关系尚应考虑沉渣性状，需要对承载力进行评判时，还需要结合其他检测方法进行综合判定。

参考文献

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