鉆芯法在建筑樁基質量檢測中應用研究

吳永亮

【摘要】 建筑樁基檢測是通過對建筑物樁基的完整性與承載力的高低進行檢測，以判定建筑樁基的質量。樁基的質量的高低直接關系到建筑的可靠性，因此，通過對樁基質量檢測能夠盡快地發(fā)現樁基中是否存在質量和安全問題，并及時采取有效的解決措施，以確保建筑樁基的質量和使用安全。本文結合筆者的實際工作經驗，簡要地介紹了鉆芯法在樁基檢測中的主要內容及特點，從中針對鉆芯法在建筑樁基質量檢測中應用進行了總結與分析，探討了檢測中存在的問題及注意事項，以供同行參考借鑒。

【關鍵詞】建筑；樁基；鉆芯法；質量檢測；應用

隨著我國經濟的迅速發(fā)展和城市進程的不斷加快，建筑業(yè)得到了空前的發(fā)展，一些大型的建筑物在基礎建設過程中采用高承載力的大直徑灌注樁進行施工。樁基施工具有一定的隱蔽性和施工難度大，因此為了確保樁基建設的質量與安全，需要對建筑基樁的質量進行檢測。鉆芯檢測法作為建筑基礎樁基檢測中的主要檢測方法，可以檢測建筑樁身的完整性、長度和混凝土強度等方面是否滿足設計要求。目前而言，我國建筑樁基檢測方法主要包括靜載法、鉆芯法、高應變法、低應變法、聲波透射法。下面主要就鉆芯法在樁基檢測中應用進行了論述。

1 鉆芯法在樁基檢測中的主要內容及特點

鉆芯法作為建筑樁基檢測方法之一，主要是從樁身和樁底巖土層分別鉆取一定的芯樣進行強度和性狀檢測。鉆芯法檢測的內容包括以下幾個方面：第一，根據設計要求對樁身混凝土完整性和樁身混凝土強度進行檢測；第二，根據設計或規(guī)范要求對樁底沉渣、樁端持力層的強度和厚度進行檢測。鉆芯法相對于其它檢測方法來說，主要具有以下幾種優(yōu)點：一是場地條件要求不高；二是檢測的結果準確性高；三是檢測方式比較特殊。同時也存在以下缺點：一是樁身檢測中存在著一些缺陷；二是只限制于檢測樁身的完整性和混凝土強度，不能很快地確定基樁的承載力；三是檢測時間較長，費用較多。

2 鉆芯法在樁基檢測中的應用分析

2.1水泥土樁檢測

水泥土樁是一種剛性和柔性相互結合的樁，水泥土樁與混凝土相比，其彈性模量較小且壓縮性較大。通過研究發(fā)現，樁體的側摩阻力、軸力和變形主要位于樁距樁頂到臨界樁長的深度內，當臨界樁長小于深度時，樁體的側摩阻力、軸力和變形將會隨著外荷載的增加而變小。

某工業(yè)廠房，地基基礎建設采用水泥土樁，長度為14.00m，直徑500mm，布置形式采用梅花型，按照設計要求，單樁承載力和復合地基承載力特征值分別為90kN和120kPa。待施工齡期28d后才進行試驗工作，采用單樁豎向靜載試驗所得單樁豎向抗壓承載力特征值小于70kN，而采用平板載荷試驗所得復合地基承載力特征值大于等于120kPa，滿足了設計要求。經鉆芯法檢測發(fā)現樁身存在有淤泥層，主要位于5m～8m段，且樁身水泥土比較松散。

根據以上案例分析得知，水泥土樁主要位于軟土地層中，根據混凝土樁的設計方法，會對水泥土樁的承載力進行高估，樁端阻力和樁下部側摩阻力已被破壞。90d后通過鉆芯法檢測后發(fā)現，水泥土攪拌樁在軟土地層還未成形，且其強度對于砂層中的芯樣強度來說比較低，而對于砂層中芯樣來說，其強度高，攪拌效果好。從中可以看出，水泥土樁與土層的含水量有關，含水量越大其攪拌效果就越好。

2.2混凝土灌注樁檢測

混凝土灌注樁相對于預制樁而言具有更大的利用空間，如堅硬巖石持力層和堅硬夾層等。因此在近年來建筑地基建設中得到了廣泛的使用，而鉆芯法同樣適用于混凝土灌注樁。

2.2.1鉆芯法檢測結果判定

某商業(yè)綜合樓，樁基礎采用沖孔灌注樁，樁的長度為21.00m～58.00m，樁的直徑為0.8m～2.2m，單樁承載力設計值為700kN～1400kN，本文主要選用128根樁進行鉆芯檢測。

通過鉆芯法檢測分析得知，本工程有一部分持力層存在2.0m厚灰?guī)r夾層和溶洞，而由于灰?guī)r夾層存在著破碎現象，因此不能對其進行取樣，單軸抗壓強度未能提供。而經過研究發(fā)現，可以對有問題的樁進行靜載試驗，取樣5根進行靜載試驗，通過試驗結果表明，這些沖孔灌注樁樁側摩阻力相對較大，其承載力基本可以滿足設計要求。

2.2.2 鉆芯法在聲測試驗中存在局限性

某2層塑料廠，樁基采用沖孔灌注樁，樁的長度為13.00m～21.00m，樁的直徑為1.0m。在低應變檢測過程中，一根樁樁底明顯出現了同向應力波反射，而采用鉆芯法對該樁進行檢測發(fā)現，其混凝土樁身比較完整，樁底持力層與樁身比較吻合，為微風化巖持力層。本案例證實了鉆芯法對低應變檢測的驗證效果不理想。經過多次論證發(fā)現，鉆芯法在低應變檢測中存在較大的誤差。

在運用鉆芯法對聲波透射法進行驗證過程中，應根據超聲透射波的結果布置鉆芯孔，從鉆芯孔的布置情況可以看出，在聲波透射法的檢測中，樁截面的范圍要大于抽芯范圍，聲波透射法檢測不能確定缺陷類型，但能夠定量缺陷范圍，鉆芯法檢測可以及時發(fā)現缺陷情況，便在定量上仍然存在著一定的局限性。同時，鉆芯法可以對樁身存在的缺陷（如破碎、離析和夾泥等情況）范圍進行判斷時，還是以孔判整樁，這樣不能很好的表達出缺陷的空間分布。

2.2.3 細長樁不宜采用鉆芯法檢測

某商業(yè)廣場，基樁采用沖孔灌注樁，樁的長度為28.00m～36.00m，樁的直徑為0.8m～2.0m。本文主要選用12根樁進行鉆芯檢測。

在鉆芯法檢測中發(fā)現，對兩根樁徑為0.8m的樁進行鉆孔，當鉆孔到深28.00m時碰到鋼筋出現偏出樁身現象，最后決定改用樁徑為1.0m 的樁進行鉆芯，結果發(fā)現有一孔在深度在31.00m同樣出現偏出樁身現象；而采用樁徑為1.20m的樁進行鉆芯，中結果還是發(fā)現有一部分還是存在一孔偏出樁身現象，再改換為樁徑1.4m的樁進行鉆芯，這樣才能達到鉆至樁底的目的；同樣樁徑 1.6m的樁也同樣出現了一孔偏出樁身現象，而1.8m的更加容易鉆至樁底。

2.2.4 鉆芯法在單樁檢測中強度存在差異

某城市快速路橋樁，樁的長度為41.00m，樁的直徑為1.4m，設計混凝土強度為C30，本工程選用兩孔進行抽芯，結果發(fā)現一孔在樁身24.00m處混凝土出現了顏色變化，側面出現一些輕微麻面，抗壓強度為13.1MPa，另一孔的抽芯強度為46.5MPa，如果按照平均強度29.8MPa計算，不能滿足設計要求。因此，需要對該樁缺陷程度進行驗證，結果發(fā)現缺陷同等深度芯樣強度為51.2MPa，按照三孔的深度芯樣強度進行平均計算，發(fā)現該樁強度滿足設計要求，從而判定該樁為Ⅱ類。最后通過分析研究，主要是由于缺陷部位水泥存在的問題，從而導致膠結力差，強度明顯偏低。

根據本項目論證發(fā)現，如果缺陷強度比較高，平均后強度滿足設計要求，能否判定為Ⅰ類樁或Ⅱ類樁？為了充分掌握到樁身缺陷情況，就需要通過加孔驗證，以了解缺陷分布情況，這種做法同樣存在著爭議，而且也會引起加孔位置布置的差異。

3 結束語

近年來，鉆芯法在建筑樁基檢測中得到了廣泛的應用，但同時在應用中也存在著一些問題，例如，本文中闡述的水泥土樁和灌注混凝土樁檢測方面的問題。因此，我們需要通過工程實踐，不斷地總結出問題的原因，并及時采用有效的解決措施，以避免類似問題的發(fā)生。

【參考文獻】

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