基樁鉆芯法檢測質量控制探討

鄧曄

摘要：灌注樁作為承受上部荷載的主要構件，其成樁質量一直受到廣泛的關注。但在灌注樁的成樁過程中，由于施工原因不可避免地會出現縮頸、樁身夾泥、混凝土離析等情況影響灌注樁的樁身完整性。此外，成樁過程對孔壁土體的擾動，會形成樁底沉渣，影響樁基的承載力。

關鍵詞：鉆芯法;混凝土強度;樁底沉渣;樁身完整性

引言

建筑材料隨著人們對建筑結構需求提高發展，從原始泥土發展到鋼混材料，新型建材伴隨人們對建筑結構要求提高。目前使用建材中混凝土比石材各方面材料性能優勢明顯，新型建材由于應用技術不成熟，混凝土材料在世界建筑中應用最廣。我國處于經濟快速發展時期，各行業蓬勃發展，建筑業在我國經濟發展中具有重要地位，我國建筑結構使用主要建材是混凝土，不同建筑需要不同結構形式，設計對強度等級要求不同。由于施工環境差異造成養護效果不同，使得工程質量存在隱患，對混凝土強度質量評定尤為重要，可以對建筑物質量有效控制，對其進行可靠評估。

1 鉆芯法分析

鉆芯法主要是通過人造金剛石薄壁鉆頭直接從混凝土結構或構件實體上鉆取若干個混凝土芯樣本，經過雙刀切割機加工、自然養護并達到規定齡期后，通過壓力機對混凝土的抗壓性能進行評價。對于混凝土的強度檢測，鉆芯法因為具有直觀、便捷、可重復等優點，成為判斷混凝土結構性能的有效方法。目前，我國公路、水利、建筑等行業根據本行業特征出臺了相應的鉆芯法標準，如 GB/T 50107—2010《混凝土強度檢驗評定標準》、GB 50204—2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》等。在混凝土結構檢測中，由于薄壁混凝土構件鋼筋間距不斷減小，在鉆取 100mm 的芯樣時可能傷及配筋、主筋等，因此，在高徑比為 1∶1～2∶1 的情況下鉆取困難。隨著建筑行業的發展，要求鉆芯法不斷減小混凝土芯樣的直徑，并按照行業的評判標準，采用多種方法優化鉆芯取樣過程，以避免質量問題，滿足建筑工程項目的混凝土施工要求。從技術應用現狀看，鉆芯法可用于測量混凝土的抗折強度、耐久性等關鍵數據，與其他技術相比，在混凝土性能檢測中展現出其良好的靈活性，所呈現的信息全面，能夠為相關方提供完整的數據參數支持。

2 鉆芯法檢測要素

2.1 樁身完整性

樁身混凝土質量缺陷直接影響（并非唯一）的是樁身（結構）承載力，進一步影響樁的豎向抗壓、抗拔及水平承載力。鉆芯法評價樁身完整性主要是對樁身混凝土密實性和連續性的綜合判斷，而對樁身截面尺寸變化無法準確評價。在樁身完整性評價方面鉆芯法檢測存在局限性，所以在檢測過程中使得鉆芯孔要具有代表性。首先開孔的數量位置要滿足規范要求，對于大直徑灌注樁，遇到異常情況可以增加鉆孔。對于無損不評定樁，需要結合無損報告，在懷疑有缺陷位置的上方開孔，使得鉆芯孔更能反映樁基真實情況。使用單動雙管金剛石鉆頭進行鉆進，對于異常情況及時記錄、分析，控制回次進尺。卸載芯樣應按規范要求，嚴禁隨意敲打，暴力取芯。現場編錄時對每回次的拼接性、表面光滑程度、粗細骨料的均勻度、缺陷位置的表觀特征、范圍都需要進行詳細紀錄。對樁身完整性嚴重影響到樁基承載力的缺陷位置應取樣試驗。

2.2 在混凝土檢測中的應用

回彈法是通過檢測結構或構件混凝土的回彈值和碳化深度值來推測出抗壓強度的有效措施。鉆芯法是在該基礎上按照相關規定進行加工，然后加工成合格的芯樣試件，在這個過程中可以通過增強作用力來檢測混凝土的強度。鉆芯修正回彈法是非常有效且使用的混凝土檢測方法之一，它是將回彈法與鉆芯法進行科學合理的結合起來，應用到檢測混凝土強度中。 在混凝土強度檢測中，鉆芯修正回彈法作為一種全新的檢測方法，結合了回彈法、鉆芯法兩種方法的優勢，提高了檢測結果的準確性。鉆芯法修正回彈法把鉆芯法和回彈法結合使用，相互校核驗證，提高檢測精度，具有實際意義。鉆芯修正回彈法檢測步驟為根據回彈法要求檢測計算構件測區換算后混凝土強度值，記錄鉆芯有代表性的位置試件最小受力點強度值。選取經回彈檢測構件在對應范圍按取樣要求鉆芯，推算芯樣樣本強度值。“鉆芯修正回彈法”是利用芯樣抗壓試驗從而得出混凝土的抗壓強度，從而進一步檢測出混凝土的內部質量，利用回彈法換算強度判定混凝土的勻質性，從而能夠更加有效的展示出混凝土的質量，目的為了提高混凝土強度檢測的準確性和可靠性，是一種非常普遍且實用的檢測方法之一。

2.3 芯樣的抗壓強度試驗

試驗中，相關人員需要重點關注以下問題。1）檢查芯樣的外觀以及相關尺寸要求，在試驗檢測期間，可用磨平機對芯樣做抹平處理后，再用砂漿、泥漿做養護，避免芯樣出現裂縫、縮頸等問題，以致不符合混凝土的最終測試結果。2）當結構工作環境比較潮濕，需要確定潮濕狀態下混凝土的強度時，芯樣試件宜在（20±5℃）的清水中浸泡 40～48h，從水中取出后立即進行試驗。3）在測試期間，要連續獲得 3 個測試值，以測試的最小值為最終結果。針對高徑比不小于 2.00 的軸心抗壓強度，在數據處理過程中可將其換算為高徑比為 1.00 的試件強度，并根據相關標準做系數換算。

2.4 樁底沉渣厚度

樁底沉渣對樁基承載力有顯著影響。樁底沉渣厚度過厚，不但影響樁端阻力的發揮，也會影響樁基側摩阻力的發揮，造成樁基承載力不夠或者沉降過大。《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）對端承樁底沉渣厚度的要求是不大于 5cm，摩擦樁沉渣厚度要求不大于 10㎝，抗拔或水平樁不大于 20cm。《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T 3650-2020）中規定：摩擦樁沉淀厚度應符合設計規定，設計無要求時，對于直徑≤1.5m 的樁，≤200mm;對樁徑>1.5m 或樁長>40m 或土質較差時，≤300mm。端承樁的沉渣厚度不大于設計規定，無設計要求時小于等于 50mm。鉆芯法檢測沉渣厚度，關鍵在于穿樁回次的控制，樁基抽芯到樁底時，要控制好最后一個回次的下鉆和起鉆，并測量好孔深，穿樁過程中密切關注回流水狀況，出現異常及時調低轉速，調低水泵，縮短本回次進尺，提鉆卸樣后及時編錄描述，并計算沉渣厚度。沉渣的采取率一直不高，實際的檢測工作中經常發生爭議，一方面需要控制好穿樁回次的見證紀錄，一方面在出現爭議的時候可以使用高清孔內電視進行復核。

結束語

鉆芯法的芯樣能直接體現樁身的混凝土灌注后的實際抗壓強度，灌注樁的混凝土抗壓強度不能僅根據預留試塊的混凝土抗壓強度進行判斷，應結合鉆芯法進行判斷;在工程檢測中鉆芯法的鉆孔僅能反應該鉆孔區域的情況，對沉渣分布不均勻的情況需要采用多個鉆孔進行綜合評價;鉆芯法是一種直接的完整性檢測方法，檢測的沉渣厚度與承載力的對應關系尚應考慮沉渣性狀，需要對承載力進行評判時，還需要結合其他檢測方法進行綜合判定。

參考文獻

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