基樁鉆芯法檢測有關問題的探討

文｜廣州市市政工程試驗檢測有限公司 韋俏玲

目前用于樁基檢測的方法包括鉆芯法、超聲波法、低應變反射波法等。其中鉆芯法是常用的一種檢測方法，多應用于混凝土灌注樁檢測。由于鉆芯法檢測方便，場地要求不嚴格，操作方便，通過現場檢測和后期的芯樣強度抗壓數據，可全面直觀對混凝土樁身進行分析定性。目前，鉆芯法已成為眾多檢測機構檢測現澆混凝土灌注樁成樁質量采用的樁基檢測常用方法之一。

一、鉆芯法檢測程序

1、檢測時間確定

需要對樁鉆孔檢測時，要保證混凝土齡期達到28天或預留的同條件養護試件強度達到設計要求后進行。

2、鉆孔位置

在選取鉆孔位置時，要結合監理方提出的要求及無損檢測發現的缺陷位置而定。一般情況下，鉆芯孔只有一個時，開孔位置應定在離樁中心10 至 15cm之間為宜；鉆孔達兩個或多個時，開孔位置應定在離樁中心0.15d至 0.25d之間為合適，并且布置均勻對稱。

3、樁端持力層鉆深

要根據設計要求確定樁端持力層鉆探深度。受檢樁至少每根樁要一孔，其它鉆芯孔應達1.0m或以上。如設計無規定時，鉆探深度至少應達樁徑的3倍，并且要達3m或以上。

4、鉆芯取樣操作過程要求

4.1 保證鉆機設備穩固可靠，底座水平。

如樁頂面離鉆機底座較遠時，要安裝孔口管，孔口管要牢固垂直。

孔口中心要和鉆機立軸中心、天輪中心保持在同一鉛垂線上。

防止鉆機鉆芯時發生移位、傾斜，鉆芯孔垂直度偏差要控制在0.5%以內。

4.2 鉆速控制

鉆機鉆進時，要保證鉆孔內循環水流供應，不能中斷，每回次進尺宜控制在1.5m內，鉆至樁底時宜采取適宜的鉆芯方法和工藝鉆取沉渣并測定沉渣厚度，采用合適的方法對持力層巖土性狀進行鑒別。

4.3 提鉆卸取芯樣時應擰卸鉆頭和擴孔器，不能隨意敲打卸芯。放進芯樣箱的芯樣，要從上至下按回次順序進行，并在芯樣側面上清楚列明回次數、塊號、本回次總塊數，鉆進情況要根據有關規范及時記錄。初步評定芯樣質量，樁底沉渣和持力層等有關數據資料要詳細編錄。

4.4 對單樁檢測工作完成后，要確定樁的質量是否符合設計要求，如質量達標時，要對鉆芯孔灌漿封閉，如需要用超聲波法檢測鉆芯孔時，要封存鉆芯孔，留待再次檢測。

5、芯樣的加工與抗壓強度試驗

用鉆孔法檢測灌注混凝土的強度，芯樣試件的截取、加工和試驗應符合相關規范要求。切割芯樣時注明芯樣編號，已切割的芯樣要達到要求規定的平整度和垂直度，否則要對其進行補平處理。

完成芯樣試件制作后可馬上進行抗壓強度試驗。進行巖石芯樣試件試驗前，先要把芯樣放在清水中浸泡至少12h后才能進行。

6、 樁基質量評定內容

6.1 通過對檢測得出樁基的相關數據進行分析后，可對樁基質量進行評定。由于需要鉆取樁身的部分樣品進行檢測，會造成樁身局部破損，因此，當對基樁質量產生懷疑需要采用鉆芯法進行檢測時，必須嚴格按規定比例抽檢芯樣檢測，檢測結果可以根據以下內容判定受檢樁：①樁身混凝土質量。包括樁身是否存在氣孔、麻面、蜂窩、松散；②斷樁、混凝土膠結情況等，混凝土強度是否達到設計標準，樁身完整性類別判定；③樁底沉渣是否達到規范標準和設計要求；④樁底持力層的巖土性狀（強度）和厚度是否滿足規范和設計要求；⑤樁長是否和施工記錄相同。通常情況下，一受檢樁樁徑要達到800mm或以上、長徑比應小于 30。

6.2 樁身完整性

檢查混凝土芯樣外觀時，要依據有關規范要求，結合現場芯樣特征、孔數、抗壓強度試驗結果等眾多方面進行綜合分析，在此基礎上完成對樁身完整性判定。

6.3 抗壓強度評定

評定芯樣試件抗壓強度值時，要取1組3個試件的強度平均值確定。如同一樁同一深度位置有2組或以上芯樣試件抗壓強度代表值時，取它們的平均值作為此樁深度芯樣試件抗壓強度代表值。不同樁不同深度位置的芯樣試件抗壓強度代表值中，以當中最小值確定為受檢樁芯樣試件抗壓強度代表值。

6.4 根據規范有關規定對成樁質量進行評定，包括對樁徑、樁長、樁身完整性、混凝土強度、樁底沉渣厚度、樁端持力層性狀（強度）等內容進行綜合分析，定量與定性結合，做到客觀公正評價。

二、基樁鉆芯法檢測中存在的常見問題

采用鉆芯法檢測優點非常明顯，如沒有場地條件要求，尤其適宜直徑較大樁的檢測，假如需要對單樁豎向抗壓承載力進行檢測，設備和條件不具備時，可用鉆芯法測定持力層的巖土性能。但采用鉆芯法檢測也有其不足之處，如檢測的成本比較高、速度慢、周期長等；另外，根據多例實際情況總結出以下幾個常見問題：

1、取芯方法不當

采用鉆芯法檢測樁基，能直觀查出樁基質量缺陷，但芯樣的抽取好壞直接關系到對基樁質量的評定，如取芯方法不妥當，出現芯樣取不上來，或樁身偏斜，鉆孔打偏難以鉆達樁底，則直接影響到對基樁完整性、樁長、樁底沉渣厚度、缺陷空間分布位置等質量的評定。因此，應根據工程不同的性質采用適宜的抽取方法，對樁身出現夾層的，需做好防水裝置；對堅硬質地情況，要做好避震及減震措施等。

2、芯樣缺陷取樣位置判斷不當

影響鉆芯檢測結果的因素眾多。其中芯樣缺陷部位的取樣如何判斷相關規范沒有給出具體的規定，因此現實中存在缺陷位置取樣判斷不準確的現象，從而導致不能準確評價樁基質量。對于出現蜂窩、波浪等缺陷部位要能準確判斷，是什么原因引起的，是基樁自身施工澆筑不當引起的，還是因為鉆機本身操作不當引起的，只有分析清楚了，才能作出準確的判斷。

3、修正持力層巖芯樣的抗壓強度

目前，采用鉆芯法檢測，鉆徑要求大于 100mm，對單動雙管鉆具按100mm的外徑，芯樣徑長約82mm。不同外徑的芯樣不一樣，如此芯樣的抗壓強度會存在尺寸換算關系。目前，檢測規范未提供相關修正換算關系，這導致實際的巖芯樣強度出現一定的偏差。

針對以上問題，運用鉆芯法檢測，不能細化判斷結果。按規范規定，采用鉆芯法檢測檢測時，對受檢樁同一深度橫截面以及缺陷部位強度都是按平均強度進行評價的，并沒有把平均的強度差異及離散性等因素考慮進去。

所以，如芯樣強度出現較大偏差時，僅僅按平均強度進行評價，是不能真實反映樁的質量情況。此外，如需要進一步了解樁身缺陷情況，還要進行加孔驗證，由于不能全面掌握缺陷的具體分布位置，故即使加孔驗證也產生偏差問題。因此，從芯樣缺陷部位強度差異及離散性等因素綜合考慮的細化分析判斷的方法不失為一個好的建議。

三、工程實例分析

（1）廣東省內某市政工程18-1#樁基為嵌巖樁設計，設計樁徑2200mm，樁長40.2m，混凝土強度C30，樁端持力層為微風化大理巖化灰巖。

為確保工程質量，決定通過鉆芯法對樁進行檢測。

全樁總共鉆取3個孔口，共取19組混凝土芯樣為代表，抽芯結果顯示：芯樣采取率為99.3%，樁身總進長為40.2m，樁身混凝土芯樣完整性良好，當中，2#孔25.98～29.03m處相繼出現溝槽、蜂窩等情況，經鉆取該段芯樣檢測，確定其抗壓強度僅為21.9MPa，達不到設計要求。相同位置中，1#沒有出現異常情況，3#孔27.95～30.97m則出現類似缺陷。相同深度位置，兩孔抗壓強度為45.0MPa、37.1Mpa；相同深度位置，三孔芯樣強度平均值為34.7Mpa，樁底沒有出現沉渣，樁身直接到達持力層。

圖1 受檢樁身缺陷圖

依據廣東省相關檢測規范標準以及對樁身情況綜合分析，受檢樁樁身完整性類別為Ⅲ類。（見圖1所示）。

（2）廣州某橋樁，按設計要求，樁的長度為 41.00m，樁徑為1.4m，混凝土強度為C30。對兩孔抽芯，檢查出一孔在樁身24.00m 的位置，長度接近1.0m。芯樣完好，側面有些許麻面，取此段芯樣，抗壓值為13.1MPa。在相同深度的另一孔芯樣強度是46.5MPa，計算平均強度為29.8MPa，達不到設計要求，結合芯樣的特殊情況，在此樁再抽一孔，檢驗其缺陷狀況，加抽孔情況正常，缺陷同等深度芯樣強度為51.2MPa，三孔同樣深度芯樣強度平均后，此樁強度達到設計要求。通過芯樣認真分析，發現樁芯樣完整，粗骨料均勻分布，因缺陷部位的水泥質量達不到設計要求，出現膠結力較差，所以強度降低。最終判定該樁為Ⅱ類樁。

上述例子說明，兩孔芯樣強度出現較大偏差時，如僅僅是以其平均強度值下評價結論，準確性會讓人置疑。

假如缺陷樣強度稍高，平均后強度達到設計要求，能否被判定為Ⅰ樁或Ⅱ樁？為了全面了解樁身缺陷分布范圍，我們可以在同一基樁或槽段重新取芯進行驗證分析，但此做法也存在一定爭議，因為對樁加孔驗證時，孔數、位置的確定不同，得出的判定結果也存在差異。

四、結語

本文以兩例鉆芯法檢測基樁工程質量為背景，從取芯方法、芯樣缺陷取樣位置、持力層芯樣強度修正等方面進行了詳細的分析和探討，提出了從芯樣缺陷部位強度差異及離散性等因素綜合考慮的細化分析判斷的方法建議。通過該方法的比較判斷，能更直觀反應基樁整體質量。可為同類工程基樁鉆芯法檢測評判提供參考與借鑒。