公路樁基檢測中鉆芯取樣法的應用

楊東來

（甘肅智通科技工程檢測咨詢有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 前言

根據現有所抽查的業主工作程序和項目來講，本身抽查的重點一般都會放在一些控制工程質量的重要目標之上，如面層壓實度和基層壓實度等情況，但是這些指標都會受到一些因素的影響導致檢驗工作量巨大，加大勞動檢測人員的工作強度。因此，基于工程檢查中的實際情況，為了全面加快檢測的速度和降低檢測的強度，鉆芯取樣的方法比較適合檢查水泥穩定基層的實際數值。

1 工程概況

某高速公路設計與建設，其中A 標段全線共設計120 根灌注樁基礎，樁體直徑為100cm，長度為30m，采取C35 型號強度的混凝土，利用超聲波技術檢測樁基礎的質量。但是由于聲波傳輸過程中存在一定范圍內的盲區，以波形曲線分析容易被誤判，不能確切判斷樁基整個斷面的質量。因此，為了檢測樁基質量，保障檢測數據的準確性，本工程決定采取全新取樣法進行核對和校對。

2 鉆芯取樣施工工藝分析

2.1 設計鉆孔結構

鉆孔處理利用硬質合金實施，根據無泵孔底實施反循環工藝，以泥漿進行護壁，當其鉆入到混凝土當中后，深度可以達到20～30cm，此時可以將其下入到套管當中，利用SDB110 單動雙管鉆具，利用金剛石繼續深入，直到進入到樁底為止[1]。隨后利用無泵孔底來對樁端持力層實施反循環的鉆孔處理，利用硬質合金進行鉆進。

2.2 回填卵石土鉆進工藝

利用無泵孔底反循環工藝實現卵石土的回填，護壁利用泥漿材料，根據現場實際情況，需保障泥漿的配置步驟為：先取黏土500g，加入1m3的清水，充分攪拌后利用清水溶解其中的碳酸鈉，再充分混合之后實施24小時時間的預水化處理。隨后取摻入物被充分溶解后，加入其中，均勻攪拌。一般泥漿失水量為每分鐘10 到15 升；相對密度為1.3—1.45；pH 值為0—10；黏度為35—40s;鉆進參數根據鉆具自身重量作為鉆進壓力，轉速可控制在169r/min以內即可。

2.3 樁頭鉆進

此工藝依舊采取無泵孔底反循環施工工藝，根據硬質合金鉆頭實現鉆進。但需注意的是，因為樁頭自身就是由水泥砂漿和浮漿所組成，固有結面呈現出軟硬不均和高低不平的問題，所以需要對防斜問題加強處理。在剛與鉆頭接觸時不得加壓，轉速保持低水平，當鉆頭完全進入混凝土中后再加壓處理，但是仍舊需要保持輕壓慢轉的狀態，鉆進壓力在2kN，轉速可控制在169r/min 左右[2]。當鉆進深度達到200～300mm 時，即可采取無泵孔底反循環實施導正鉆具的操作，隨后繼續鉆進100～200mm，并將其下入到套管的護壁內部，再更換為SDB110 金剛石單動雙管鉆具繼續進行鉆入處理。

2.4 樁身混凝土中鉆進工藝

鉆進期間必須認真、專心和仔細，如若觀察到混凝土芯出現堵塞，發現孔內出現異常的情況，必須要提鉆，并查明問題產生的原因，排除問題后方可繼續鉆進；如果鉆進期間發現沖洗液反出，并且呈現黃水和泥漿水情況、帶出大量砂石，可能是因為鉆進期間出現混凝土離析層或者是端樁等問題，此時鉆進必須停止，并探測鉆孔的深度，記錄異常現象，查明原因，告知相關單位做出相對應的正確處理。在完全取出混凝土芯之后，保護斷口位置，并根據斷口新裝，自上而下依次放置巖心箱，注意順序不可顛倒，依次填寫巖心牌。針對于一些端樁和混凝土離析層發生的部位，需要從巖心管中將巖心取出，并且立刻將其封入到塑料袋中，嚴禁出現隨意敲打或者利用水沖洗過的現象。

2.5 鉆進樁端持力層

在實施樁端持力層鉆進施工時，其工藝和回填卵石土鉆進的方法相同，但是在每一次回次進尺期間，必須要保障其能夠被控制在0.5m的范圍內，需要避免花費太長的時間，一般需要控制在15min 及以內[3]。

3 樁基基層壓實度檢測計算

3.1 試驗步驟

利用鉆芯取樣機完整取出基層試樣，并且用小毛刷將試件表面沖刷干凈，利用塑料袋裝入殘留的雜物和樁號位置單。在實驗室內將試件放入到水槽中浸水，促使試件充分浸水后飽和。對試件吸水率進行測定后，采取表干法和蠟封法進行試件密度的測定，當吸水率在2%及以下時，采取表干法，在2%及以上時采取蠟封法[4]。

（1）表干法：掛住網籃，將試件放在網籃內，將其浸入溢流水箱中，調節水位，將天平調平或者復零，稱取試件在水中的質量mw；隨后從水中取出試件輕擦拭試件表面的水分，稱取試件表干質量mf；利用烘箱或者電風扇烘干到恒重，稱取試件在空中的質量ma，以下列公式計算試件毛體積的密度和相對密度：

其中Pf表示試件的毛體積密度，而Vf表示毛體積相對密度；ρw表示常溫水的密度，取單位為1g/cm3。

（2）蠟封法。該方法是將試件（非干燥狀態）利用烘箱或者電風扇烘干和吹干到恒重，稱取干燥試件的空中質量ma，在試件冷卻之后，利用石蠟將其融化到熔點以上5.5±0.5℃，石蠟液中侵入試件直到其全部的表面被石蠟封住之后，快速取出試件，基于常溫之下放置30min，再稱取空中質量ma。隨后利用掛籃將蠟封試件放入后浸水1min，讀取水中質量mc，隨后以下面公式計算試件的毛體積相對密度和密度：

其中γf與ρf分別表示蠟封法試件實驗后的毛體積相對密度和密度；mp與mc分別表示蠟封試件的空中與水中質量，γp則表示常溫條件下石蠟對于水的相對密度。最后，將烘干之后的試件利用手錘打碎，用5mm的篩將其中的礫石含量篩分出來。

3.2 計算壓實度

結合實際礫石的含量，查詢標準數據與關系式，確定最大密度ρa。結合鉆芯取樣法的測定，得到最終的公路樁基壓實度測量值，K68+100 樁號壓實度數值為98.6；K68+500 樁號壓實度數值為99.3；K69+100 樁號壓實度數值為99.2；K69+500 樁號壓實度數值為99.4；K70+100樁號壓實度數值為98.4；K70+500樁號壓實度數值為98.7。

4 結語

綜上所述，相對來講，鉆芯法檢測具有可靠性高、直觀性強和精度高等優勢，目前已經被一些非破損的檢測工程所多頻次使用。但是在實際工程實施中，其也存在檢測難度大、容易導致局部混凝土損傷等問題，所以目前全面推廣還是存在一定的難度，需要和其他的檢測手段聯合使用，彌補其實際所存在的缺陷。