静载及低应变钻芯法在桩基检测中的运用探讨

周军

摘要：现阶段低应变静载与钻芯法在建筑工程桩基检测中的运用越来越普遍。本文结合工程实例分析了桩基检测中低应变静载与钻芯法的运用，并给出了不合格桩的分析与处理方法，以供参考。

关键词：桩基检测;低应变;静载;钻芯法

桩基是隐蔽的地下物体，桩基支撑着地面上的构筑物，它是建筑物的基础，一旦基础失稳，势必造成整体建筑物破坏。常见的桩基检测方法主要有静载法、高应变法、低应变法、声波透射法和钻孔取芯法等。根据本工程的实际情况，按照《建筑基桩检测的规范》（JGJ106-2014）的规定，最终采用了低应变法和静载法综合检测钻孔灌注桩的质量，并使用钻芯法对问题桩的质量加以验证。

1工程概况

某工程项目2#、3#楼为小区高层住宅楼。拟建建筑设计为地下2层，地上23层，箱筏基础，剪力墙结构，10.00相当于绝对标高37.55m，基础埋深9.50m。由于基底以下地基持力层承载力特征值为180-220kPa，如果采用天然地基，则建筑物沉降和变形不能满足设计要求，因此。2#、3#楼均采用钢筋混凝土钻孔灌注桩基础。

在拟建场区范围内有二层地下水，第一层水位标高25.99-27.30m（埋深 8.70-10.30m）;第二层水位标高5.86-6.18m（埋深29.40-30.00m）。2#楼设计钢筋混凝土灌注桩有效桩长 24.5m，桩径800mm，桩间距不等，单桩承载力特征值6300kN，总桩数为93根（其中包括2根增补的锚桩）。3#楼设计钢筋混凝土灌注桩有效桩长 24.0m，桩径800mm，桩间距不等，单桩承载力特征值6300kN，桩端持力层为微风化岩，总桩数为208根。工程桩桩身混凝土强度等级 C35，试桩及锚桩桩身混凝土强度C40。

钢筋混凝土灌注桩采用反循环钻机施工，土方开挖至距基础垫层 80cm后，进行基础桩施工，成孔过程中采用泥浆护壁工艺，成桩后采用桩底桩侧后压浆技术进行处理。

2 低应变检测

在基桩桩身性检测的手段当中，低应变法应用最快速、简单、广泛，但低应变法还是存在着一定的局限性，需要运用其它检测手段进行综合验证是非常必要的。2#楼的20#和29#桩由于持力层为微风化岩，按照规范，桩底为同向反射波，应该判为II类桩，说明存在一定的问题（如沉渣过厚等），需要结合其它办法进行进一步的检测。

3 单桩竖向抗压静载荷试验

根据规定，单位工程桩检测数量应该是桩总数的1%，并且每个单位的工程不应少于三根。对2#楼而言，参照低应变的检测结果和择劣的原则，应该抽7，20，48#桩，特别是20#桩;对3#楼而言，抽检施工的时候遇暴雨的29和103#桩，以及重要的209#桩，特别是29#桩。根据加载的等级以及静载的试验得到桩顶中心沉降量s和荷载Q，从而绘制Q一s曲线。试验证明检测的各试验点的Q一s曲线都没有明显的比例界限，均为缓变形曲线，各试验点的沉降都很小。

4 抽芯检测

由于低应变显示20#、29#桩桩底存在一定问题，而静载试验显示上述两条桩承载力均能达到要求，为了确保工程质量，决定对20#、29#桩进行抽芯验证。抽芯结果显示20#、29#桩桩底沉渣厚度平均值分别达到40cm、15cm，已经超过了10cm的极限，不满足设计要求，需要对其进行工程处理。在钻孔桩的施工巾，桩底的沉渣超标是最常见的质量通病，桩底的沉渣对于钻孔灌注桩承载力具有显著的影响，在其它条件相同的条件之下，桩端的沉渣厚度越大，桩的承载力就会越低。研究表明，桩底有沉渣的时候，不但降低桩端阻力的发挥，而且还会降低桩侧的阻力，要是不能正确地把握施工技术要领，就会极易出现各种各样的质量事故，严重的影响工程质量以及进度。质量事故出现以后，其处理方法多种多样，但是难度也比较大，无论采取什么样的先进办法去处理都会对工程的质量、进度以及施工企业的信誉带来一些不可忽视的影响。经验表明，桩底沉渣的超标，主要是由于清孔不干净所导致的。在灌注桩的施工当中可以确保成桩质量的重要环节是清孔，通过清孔可以把桩孔中的沉渣全部清除掉，使岩基和混凝土结合得很好，可以提高桩基的承载力，提升施工质量。

5 不合格桩的分析与处理

经验表明，桩底沉渣超标，主要是清孔不干净所致。清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节，通过清孔应尽可能的使桩孔中的沉渣全部清除，使混凝土与岩基结合完好，提高桩基的承载力。施工中发生桩底沉渣的主要原因及处理的措施总结如下：（1）桩底的沉渣过多主要由于施工中违犯操作规定，清孔不干净或未进行二次清孔造成的：施工中应保证灌注桩成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30min，然后将锤式抓斗慢慢放入孔底，抓出孔底的沉渣。（2）当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时，桩底的沉渣浮起困难，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不能用清水进行置换。（3）钢筋笼吊放过程中，如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位，将会发生碰撞孔壁的事故，孔壁的泥土会坍落在桩底;因此，钢筋笼吊放时，务使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。（4）清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40mm应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。

找出原因后制定处理方案，最终选择了灌浆补强法，通过桩身钻孔、洗孔、压浆、以提高桩身、桩底混凝土与基岩的胶结程度，达到补强目的。抽芯检测所钻的两个孔，一个作为灌浆进漿孔，另一个作为出浆孔。使用的压浆泵最大灌浆力为 0.7MPa，灌浆前先配制 3种水泥，其水灰比分别为0.7-0.8、0.5-0.6和0.38-0.43，第三种水泥浆的强度比桩身混凝土强度等级高一级，稠度控制在14-18s。先用高压泵向一个孔内注清水，压力为0.7MPa，将沉渣从另一个孔冲出来，直至排除清水为止。灌浆分三次进行，第一次压入水灰比为0.7-0.8 的稀浆，待孔内的清水全部排出，再用水灰比0.5-0.6的水泥浆压入。使水泥浆充分扩散。当目测进出口水泥浆稠度相同时，再用水灰比为0.38-0.43的水泥将进行第三次灌浆，以0.7MPa的压力稳压闷浆至少20min。为确保灌浆效果，在第三次灌浆后30min进行第四次灌浆，压力和水泥浆与第三次相同，但是将进出浆口调换。

结语

低应变检测可以快速测定桩身缺陷位置，能判定桩身完塑性的类别，为静载的检测提供依据，钻芯法更能准确判定混凝土胶结情况、沉渣厚度等，三种方法互为验证，增大了检测的可信度和抽检率，因此控制施工质量、提早防治与正确处理施工质量事故、完善检测手段具有重大意义。

参考文献：

[1]何贤斌.建筑工程基桩检测技术及应用研究[J].福建建材，2015（11）：25-27.