淺談水泥土樁鉆芯法檢測

林 婷

（福建省閩之星水利水電工程檢測有限公司，福建 福州 350000）

水泥土樁的主要作用是提高地基強度，把地層軟土層與水泥強制攪拌在一起，通過物理化學反應，讓軟土硬結為整體的、水穩定性與強度良好的水泥土增強體，從而實現提升復合地基承載力、減少沉降量的目的。如果土地、地下水等有腐蝕性時，還需要借助試驗對其實用性進行確定，而鉆芯法檢測是一種常用的水泥土樁樁體質量檢測方法，具有檢測結果可靠、有效等優點。

1 鉆孔取芯技術要點

1.1 鉆機選取

在鉆機選取時，鉆機要運行平穩、操作靈活、移動方便，同時還要有循環冷卻水系統。水泥土樁強度較低，因此當前水泥土樁鉆機主要選取地質勘探巖石鉆機[1]。

1.2 鉆探人員技術水平

鉆探人員的技術水平也會對鉆芯取樣質量產生影響。鉆芯機長應有鉆芯法驗樁上崗證，同時還要具有豐富的實際操作經驗。抽芯檢驗人員還要有主管部門頒發的抽芯檢測證。

1.3 鉆頭與鉆速選擇

鉆頭的材質與形狀也會對鉆樣的鉆取質量與芯樣試件的無側限抗壓強度產生影響，所以鉆頭的選取應以薄壁金剛石、合金等材質為主[2]。在鉆取過程中，要讓鉆頭和水泥土面均勻接觸、均勻受力，鉆進操作要平穩，保障取芯質量。同時，鉆頭的胎體中不能有裂縫、缺邊、少角、傾斜、變形等問題。考慮到混凝土灌注樁的硬度較大，所以在使用抽芯鉆機進行取樣時，通常使用四檔或者五檔的轉速。對水泥土樁來說，只需要使用三檔就可以。水泥土樁的強度較低，如果使用高速進行鉆進，就會加大芯樣完整性受破壞的可能性，導致樁基誤判。

1.4 樁長與破碎段長度確定

水泥土樁的成樁質量受土質、水泥、施工工藝等的影響。土樁樁身完整度的離散性較大，所以經常會出現攪拌不均、膠結較差等區段。所以，如果水泥樁的膠結質量不好時，在抽芯檢驗時難以保障采取率，這也是造成樁長爭議的主要原因[3]。要解決上述問題應重視以下幾點：一是，機長使用雙管單動鉆芯取樣，鉆機轉速采用一檔或二檔慢速鉆進，還應振搗壓實后再提鉆，卸取芯樣時建議用鉆機自帶的高壓水槍緩慢地將芯樣壓出，防止芯樣因打碎、無法粘聚造成芯樣不能取出，影響采樣率；二是，檢測員對鉆桿深度的測量與完整芯樣長度的測量需要在下鉆前進行。也就是說，要明確各進尺芯樣的準確長度與破碎段長度，避免機長憑感官進行記錄，產生樁長誤差；三是，檢測人員可以借助樁孔深度對樁長進行確定。測量方式如下：

孔深=∑下鉆鉆桿長度+單管（或雙管）長度-架空-余高

樁長=孔深-持力層深度

其中，架空指的是機底平面到樁頭的距離，余高指的是立軸和鉆桿結合面到機底平面的距離。

1.5 水泥土樁取樣規定與建議

按《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ106-2014）中對混凝土抗壓芯樣試件的取樣要求來進行，具體如下：

①截取數量。如果樁長小于10m，那么每孔按照兩組數量進行芯樣截?。蝗绻麡堕L在10m～30m 之間，那么每孔按照三組數量進行芯樣截取。每組切磨為三塊試件，取一組內試件的平均值作為組檢測值。同時，考慮到水泥土芯樣的強度較低，很容易破碎，按照相關檢測技術要求，每孔芯樣試件要大于或者等于六個截取段[4]。

②截取位置。上部芯樣的位置和樁頂設計標高之間的距離要控制在2m以內，下部芯樣位置和樁底之間的距離也要控制在2m以內，中間芯樣可以采用等間距截取的方式。按照現場檢測經驗，水泥土樁下部的水泥土和上部相比需要承受更多的自重壓力，因此，水泥土樁下部在物理化學的作用下會產生更加致密的凝硬性固結土，讓水泥土的膠結強度與密實度變大，導致樁體的強度由上至下不斷加強。受樁頂載荷作用影響，樁身壓縮會造成樁體沉降，但是和上部相比，樁身下部的壓縮量較小，樁身上部在承載中承擔的作用更大。所以，在進行水泥土樁抽芯檢測操作時，抗壓試件通常由樁身上部或者中上部取樣，此時的芯樣代表性更強。如果原狀土分層，則需要考慮分層截取相應的土層芯樣，通過芯樣對不同土層中的成樁質量進行檢驗[5]。

③水泥土抗壓強度設計值。在水泥土樁抽芯檢測操作之前，檢測人員要和建設單位、監理單位等進行合作，對水泥土抗壓強度設計值的齡期進行確定。如果抗壓強度設計值的齡期是90d，但是在檢測時齡期只有28d，那么需要經過設計單位確認，并提供28d水泥抗壓強度設計值[6]。如果設計單位無法提供，那么需要以相關規范為基礎對28d 水泥抗壓強度設計值進行推算。

2 水泥土樁鉆芯法檢測的應用

2.1 鉆孔取芯和芯樣抗壓試驗要求

對某工程的8根水泥土攪拌樁進行鉆芯法檢測及水泥土抗壓強度檢測，設計要求水泥土60d 抗壓強度為1.6MPa，90d 抗壓強度為2.0MPa，檢測參照行業標準《建筑地基檢測技術規程》(DBJ/T13-146-2012)進行。

芯樣取出后，從上部、中部、下部三段隨機連續選取三組試件，每組兩塊，芯樣試件制作按《建筑基礎檢測技術規范》（JGJ106-2014）有關規定進行。制作完成后立即進行抗壓試驗，水泥土芯樣試件抗壓強度按《建筑地基檢測技術規程》(DBJ/T13-146-2012)進行。

圖1 工程1#樁取樣

2.2 鉆芯法檢測操作

以工程1#樁為例。本次現場鉆取芯樣采用XY-2B 型油壓鉆機鉆取，配鉆具外徑Φ110mm的單動雙管金剛石鉆頭，鉆取出的芯樣直徑約為86mm，同時配以擴孔器、卡簧、常規鉆具，鉆孔采用金剛石巖芯鉆探技術和施工工藝，操作規程按《金剛石巖芯鉆探規程》及有關規定進行。

鉆孔9.64m，取水泥土芯樣8.68m。樁身水泥土芯樣進尺0.00m～9.44m，取芯樣8.68m，取芯率91.9%。水泥土芯樣較連續、完整，攪拌紋理較清晰，芯樣側面表面較光滑，芯樣呈長柱狀，局部呈塊狀，斷口基本吻合；

抗壓試件取芯樣位置：上部0.40m～0.70m，中部4.10m～4.50m，下部5.70m～6.00m，芯樣試件抗壓強度分別為1.5MPa、1.4MPa、1.2MPa，該樁水泥土芯樣抗壓強度平均值為1.4MPa。

9.44m～9.64m 為黏土持力層。芯樣長度0.16m，為黃褐色，巖芯呈柱狀。

2.3 檢測評定

各檢測點使用鉆芯法檢測后其綜合評定結果見表1。

表1 鉆芯法檢測綜合評定

3 結論

通過鉆芯法在具體工程中的應用可以看出，鉆芯法檢測可以更好地反映樁體的質量，對樁長、樁芯連續性、強度、端持力層檢測等具有非常顯著的效果。不過，當前水泥土樁質量檢測判定還沒有明確、統一的標準，特別是關于鉆芯檢測法中的部分內容還不夠細化和明確，例如芯樣的抗壓強度代表值。所以，在工程實際應用中，檢測單位應結合工程實際情況對檢測技術和標準進行完善，通過工程實踐經驗積累，不斷提高自身的檢測技術和水平，提高鉆芯法檢測質量，促進鉆芯法在水泥土樁樁體質量檢測中的應用和發展。