鉆孔抽芯法在灌注樁工程質量檢測中的應用

摘要：本文介紹鉆孔抽芯法檢測對鉆探設備的要求、抽芯孔布置、施鉆技術及其注意事項，采用控制回次進尺、單動雙管取芯鉆具、干鉆等有效措施，提高樁身混凝土芯樣采取率和芯樣采取質量。

關鍵詞：鉆孔抽芯法；探設備要求；抽芯孔布置；施鉆技術及注意事項；控制回次進尺；干鉆；提高巖芯采取率；巖芯采取質量

1 概述

鉆孔抽芯檢測法就是從灌注樁樁身混凝土中連續鉆取芯樣，按照規范要求從不同深度采取混凝土芯樣送試驗室進行抗壓試驗，測定樁身混凝土抗壓強度；并通過觀察鉆取樁身混凝土芯樣，不僅能觀測到混凝土的灌注質量，核實灌注樁樁長，而且能正確判斷和檢查樁底沉渣厚度、縮徑、夾泥、混凝土與樁底基巖的膠結情況。與灌注樁質量的其他檢測方法相比，它具有比較直觀，施工周期短，對灌注樁破壞小，取得資料全面可靠，經濟效果好以及發現問題便于采取補救措施等優點。

2 鉆孔抽芯法施工技術

2.1 抽芯孔數量及其位置

當樁徑小于1000 mm的灌注樁時，抽芯孔為1個孔；當樁徑1000～1600 mm的灌注樁時，抽芯孔2個孔；當樁徑大于1600 mm的灌注樁時，抽芯孔3個孔。當抽芯孔為1個時，宜在距樁中心10～15 cm的位置開孔；當鉆芯孔為兩個或兩個以上時，開孔位置宜距樁中心0.15～0.25 D（D為樁直徑），呈均勻、對稱布置。而對樁端持力層的鉆探，每根受檢樁不應少于1個孔，且鉆探深度應滿足鉆入樁底以下3～5D（D為樁直徑）且不小于5 m的深度要求[1]。

2.2 鉆孔抽芯法施鉆技術

（1）鉆孔位置確定后，鉆機立軸中心、天車輪中心（天車前沿切點）與孔中心三點必須在同一鉛垂線上。施鉆前，應通電源檢查鉆機主軸的旋轉方向、變量水泵的正反轉情況和水量是否正常，當旋轉方向為順時針時，方可安裝鉆頭，并調整鉆機主軸的旋轉軸線，使其成垂直狀態。

（2）開鉆前，先將變速鈕撥到所需轉速，使鉆頭慢慢接觸混凝土表面，待鉆頭出20 cm平臺后，方可加壓進行正常鉆進。在鉆進取芯過程中，應保持鉆機平穩，鉆速應當≥140 rpm，鉆孔內的循環沖洗液不得中斷。循環沖洗液應保證能充分排除孔內混凝土料屑；循環沖洗液出口溫度不宜超過30℃，起到冷卻金剛石外頭的作用，循環沖洗液流量控制在3～5 L/min。為確保采取巖芯質量，每個回次進尺不得太長，一般控制在 0.8～1.2 m，最多不得超過1.5 m。提鉆采取巖芯時，應采用管鉗擰卸方法卸下鉆頭，用尖嘴鉗卸下卡圈，規范采取巖芯，嚴禁采用敲打鉆具卸取巖芯。采取巖芯樣沖洗干凈后，按巖芯鉆探要求對巖芯樣進行編號并按照其順序放置芯樣箱內保管。當鉆孔接近可能存在裂縫或混凝土可能存在工程質量問題的部位和樁底時，應改用適當的鉆進方法或工藝，并注意觀察回水變色、鉆進速度的變化。如灌注樁樁身混凝土可能存在疏散、離析、夾泥等異常情況，可采取干鉆方法進行鉆取混凝土芯樣。在鉆孔取芯過程中，對異常孔段和終孔及時驗證孔深，對芯樣應逐段進行地質描述，對存在質量缺陷的芯段及樁底與基巖交接嵌合部位進行必要的描述和拍照。樁身混凝土抽芯后所留下的孔洞，分兩種情況進行處理：對于樁身混凝土質量合格且樁端以下持力層無溶洞、溶溝或深槽等不良地質條件的灌注樁，應及時用與樁身混凝土強度相當水灰比0.5～0.7的水泥砂漿自樁底往上方式進行注漿修補。對于樁身混凝土有嚴重質量缺陷、樁底沉渣厚度大于設計規定、持力層末能滿足設計要求時，鉆芯孔應封存，留待處理；抽芯孔通常情況下，留作注漿孔用，不封孔。[2]

3 鉆孔抽芯法施工注意事項

3.1 采取有效措施提高巖芯樣采取率和巖芯質量

確保鉆孔垂直度，控制每個回次進尺，避免因回次進尺過長。通常情況下，每個回次進尺應控制在0.8～1.2 m，最多不得超過1.5 m；特殊情況，如斷樁、樁身夾泥、混凝土嚴重離析層、縮徑、樁底沉渣厚度、樁底混凝土與持力層的接觸帶等，每個回次進尺應控制在0.2～0.5 m。提鉆取芯時，應采用擰卸鉆頭方式采取巖芯，嚴禁采取敲打巖芯管方法采取巖芯。采用單動雙管取芯鉆具進行取芯，而非單動單管取芯鉆具進行取芯，提高巖芯采取率和巖芯質量。對于特殊部位，如斷樁、樁身夾泥、混凝土嚴重離析層、縮徑、樁底沉渣厚度、樁底混凝土與持力層的接觸帶等，應當采取無泵干鉆，提高巖芯采取率。鉆機要求選用高轉速鉆機，且為液壓操縱鉆機，鉆頭選用金剛石鉆頭。

3.2 采取有效措施預防孔內事故

抽芯孔施鉆過程中，必須保證抽芯孔的沖洗液正常循環，不得中斷。如果鉆孔內循環沖洗液中斷，將會嚴重影響金剛石鉆頭的使用壽命和鉆芯的質量，甚至會造成燒鉆或埋鉆事故。在特殊孔段，采用孔底循環無泵干鉆時，應當經常上下躥動鉆具，預防燒鉆事故發生。

3.3 樁身混凝土局部強度過低或混凝土膠結較差時的檢測

樁身混凝土質量差原因是：（1）樁底存在積水，混凝土澆灌前沒有將積水抽排干而直接澆灌；（2）樁身混凝土澆灌過程中，沒有采用串筒下料，現場攪拌好混凝土從樁口直接灌入，且樁長多在10 m以上，混凝土發生嚴重離析現象；（3）現場混凝土攪拌沒有嚴格按照混凝土試驗配合比要求過磅投料，嚴重影響混凝土質量。

處理方法：將原來澆灌成樁全部廢除，改用泥漿護壁、沖孔灌注樁在原樁位成孔、成樁；并要求采用水下混凝土灌注工藝、商品混凝土進行樁身混凝土澆灌。

3.4 樁長和樁端持力層的檢測

柳州市某高架橋沖孔灌注樁抽芯檢測過程中，鉆孔抽芯檢測結果：樁身混凝土完整、混凝土強度和樁底沉碴厚度符合設計要求、樁端混凝土與持力層膠結良好，但樁長不滿足設計樁長和樁端以下持力層存在溶溝或溶槽等不良地質條件。

造成樁長不滿足設計樁長的原因：勘察地面高程與樁基施工地面高程不一致，樁基施工單位未進行不同高程換算，誤認為樁端進入基巖深度滿足設計要求即可。而造成樁端以下持力層存在溶溝或溶槽的原因是：因柳州地處巖溶發育地區，對于大直徑樁孔實行“1樁1孔”勘察時，難以發現樁底面積、樁端以下所有不良地質條件。

處理方法：在原樁位上采用泥漿護壁、沖孔灌注樁，即要求該樁沖擊方式沖擊原澆灌的鋼筋混凝土，并要求樁端必須嵌入本次抽芯孔發現的溶溝或溶槽以下1 m完整基巖方能終孔，鋼筋籠按通長配筋，按照原設計樁身混凝土強度澆灌成樁。

3.5 樁身混凝土強度低或齡期較短時不宜用抽芯法檢測

當樁身混凝土局部強度過低或混凝土膠結較差時，鉆芯過程中容易破壞砂漿與粗骨料之間的粘結力，影響檢測結果的準確性。當混凝土強度低于10 MPa時，鉆出的芯樣表面變得比較粗糙，甚至很難取出完整芯樣，因此對于局部強度等級低于C10的樁身混凝土或齡期較短的混凝土，一般不采用鉆孔抽芯法檢測，以保證檢測結果的準確性。對于較大斷面的灌注樁而言，鉆孔抽芯法檢測的只是局部強度，當局部強度較低時應增加測點數量，以免以偏代全，造成誤判。

4 結語

鉆孔抽芯法可用于灌注樁質量檢測，且較直觀反映樁身混凝土質量，同時還能檢測樁端持力層以下是否存在不良地質條件，能夠較準確判斷混凝土灌注樁質量，給建設單位提供借鑒。

參考文獻：

[1] 高飛. 鉆孔取芯法檢測技術[R]. 鉆孔取芯法檢測技術分析報告， 上海： 中國船舶工業第九設計研究院檢測站.

[2] 建筑樁基技術規范（JGJ94-94）[S]. 北京： 中國建筑工業出版社， 2008.

作者簡介：苗龍（1991-），男，漢族，山西永濟，本科，職稱：助理工程師，研究方向：道路與橋梁試驗檢測