鉆芯法在樁基檢測中的應用分析

摘" 要：樁基基礎對建筑的抗震能力和使用安全性有著舉足輕重的影響。鉆芯法是常見的樁基檢測方法，通過鉆芯法可以判斷樁身能否滿足設計及規范的要求。該文首先介紹鉆芯法，然后闡述鉆芯檢測技術的流程與檢測樁號抽取方法，分析鉆芯法檢測技術要點，最后以實際工程為例，通過鉆孔抽芯方法檢測樁身砼質量和砼強度。檢測結果表明，該樁樁身的完整性、混凝土強度、樁長、樁底沉渣及持力層性狀均滿足設計及規范的要求。該文就如何運用鉆芯技術進行樁基礎檢測展開探討，可以對實際工作的具體操作有一定的指導作用。

關鍵詞：鉆芯法；樁基檢測；抽樣方法；異常處理；應用分析

中圖分類號：TU473.16" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）13-0178-04

Abstract： The pile foundation has a decisive influence on the seismic capacity and use safety of buildings. The core drilling method is a common pile foundation detection method. The core drilling method can be used to determine whether the pile can meet the requirements of the design and specifications. This paper first introduces the core drilling method， then expounds the process of the core drilling detection technology and the method of extracting the test pile number， analyzes the key points of the core drilling detection technology， and finally， taking the actual project as an example， tests the concrete quality and concrete strength of the pile shaft through the core drilling method. The test results show that the integrity of the pile shaft， concrete strength， pile length， pile bottom sediment and bearing layer properties meet the requirements of the design and specification. This paper discusses how to use the core drilling technology to detect the pile foundation， in order to guide the actual operation.

Keywords： core drilling method; pile foundation detection; sampling method; exception handling; application analysis

通過樁基檢測，可以發現樁基的一些特殊問題，并根據這些問題進行分析和評估，對目前的施工質量和安全管理具有積極的作用。從樁基檢測的具體情況來看，要得到正確、可靠的檢測結果，就必須采用科學的方法和規范的施工工藝。鉆芯法是目前樁基檢測中最常用的一種方法，其可以根據樁基的實際情況來確定其可靠性，從而提高其精確度。因此，在實際工作中要加強這種方法的應用和分析，以便在實際工作中發揮更大的作用。

1" 鉆芯法概述

在鉆芯探傷中，鉆孔取芯是關鍵，接收的芯樣質量直接影響到整個樁身的質量。從鉆孔中獲得的混凝土芯樣可以分成形狀規則完整、外表平整光滑的2種情況。取芯后的芯樣表面粗糙，完整性不佳，粗集料與水泥黏合不良，難以鉆取完整的芯樣。很明顯，由于鉆取芯樣過程中造成的芯樣缺陷，并不能說明該樁的混凝土質量。可選擇具有資質和經驗的檢驗公司，選用振動小，速度范圍寬，高轉矩、液壓傳動的高速鉆機。鉆機必須水平布置，周正，穩定。如果不穩定，就有可能發生晃動、位移，不但會對鉆頭的工作造成不利的影響，而且對設備的壽命也有一定的影響，還很容易造成卡鉆。取樣后，應從上往下依次進行，不得顛倒，丟失，調換。芯樣必須注明孔號、回數，起至深度，總塊數，塊號，并在采樣前實時照相，如圖1所示。在鉆孔取芯及截取芯樣時，應由相關人員監督并驗收，并將芯樣妥善保管及時送往實驗室。

2" 鉆芯法樁基檢測技術的流程與檢測樁號抽取方法

2.1" 鉆芯法檢測流程

鉆芯法在樁基礎檢測中的應用，能夠得到準確可靠的資料，但這要建立在鉆芯技術規范的基礎上，在實際應用中，若不能正確認識其應用步驟，將會產生很大的影響。根據當前的應用方法，其主要的步驟有3個。

1）方法的環節確定。也就是實際操作中要經過的步驟，這是在使用該方法前決定的，這就為使用特定的方法奠定了基礎。

2）環境確定。鉆芯法是現場檢驗的一種新技術，其場地條件比較苛刻，若現場環境不確定會造成鉆芯設備的不穩定及取樣誤差，這樣的話，最后的結果就沒有參考價值。

3）檢測。要在方法準備和環境準備的基礎上下功夫，這樣才能得到更好的檢驗。一般情況下，一定要規范鉆芯工藝的具體操作程序，否則，其結果不能達到實際應用的要求。

2.2" 檢測樁號抽取方法

抽樣是指從整體樣本中選取一定的樣本，以反映整個樣本的整體水平。因此，這就要求抽樣的樣品必須具有代表性和普遍性，能真實地反映總體水準，這就需要采用更先進的芯樣提取方法。本文依據統計原理，結合工作實際，通過對大量數據的調查與理論分析，對當前常用的取樣方法進行了總結。在基礎鉆芯法中，最常用的是隨機抽樣法。在實際工程中，通常使用的隨機抽樣方法有4種。

2.2.1" 單純隨機抽樣法

簡單的隨機取樣方法是通過使用隨機數表格或隨機數產生軟件等獲得待選樣品的數據，進一步取樣。在數目不多的情況下，隨機點骰子是最常見的方法。在大量的抽樣總體中，隨機軟件產生隨機數方法是一種常見的方法。

2.2.2" 機械隨機抽樣法

機械隨機抽樣法的具體操作方法是，預先設置了第一個樣本的編號、空間或時間，然后在一定的距離、時間或空間中依次選擇第二個、第三個樣本。

2.2.3" 二次隨機抽取法

在實際操作中，有時會出現大量的抽樣問題，此時采用二次隨機抽樣法，可以更容易地進行抽樣。二次隨機抽樣法的具體實施步驟為：首先，將大量樣品分為幾個等份，再利用以上2種隨機抽樣的方法，從其中選出 n個等份；其次，利用以上2種抽樣方式，在第1階段從 n個樣品中隨機選擇所需的芯樣。

2.2.4" 分層隨機抽樣法

有時，為了使取樣結果能更好地反映出各層面的整體水準，必須使用分層隨機取樣。分層隨機抽樣的具體操作是：首先將樣本整體劃分為若干個不同的層級；然后按照需要，并按照一定的比例和方法，對各層進行取樣。該方法的最大優點是所選取的樣本能夠真實、合理地反映出整體的各層面的水平，從而使得抽樣具有較強的代表性。

3" 鉆芯法樁基檢測技術的要點分析

3.1" 鉆取芯樣要求

鉆孔取芯是鉆芯工藝中的一項關鍵技術，所選用的芯樣與試驗人員的檢測、評價工作緊密相連，如果取芯樣品與樁身整體差異過大，將會對檢測結果的準確性產生一定的影響。在鉆孔取芯的工作中，必須加強對鉆孔取芯的注意，這就需要有關工作人員進行下列工作。在確定鉆機的條件下，選擇合適的鉆頭裝置是影響鉆取芯樣的關鍵，所以選用鉆具時要嚴格遵循有關規定，選用轉速大、振動小、液壓操縱和大扭矩的高轉速鉆機。另外，在安裝鉆機設備的時候，鉆機安裝穩固，底座調平，并保證立軸垂直，防止鉆具運動，降低鉆頭質量，降低其工作壽命。鉆進過程中，鉆孔內循環水流不得中斷，水壓應能保證充分排除孔內巖粉。當鉆孔鉆至接近樁端的地基持力層時，應采取提鉆或其他措施，保證在一個回次中能反映樁端接觸帶的持力層性狀，觀察并記錄回水含砂量及顏色、鉆進的速度變化。當出現異常情況時，應記錄位置、程度和沉渣厚度等情況。鉆芯孔傾斜率不得大于0.5%，當出現鉆孔偏離樁時，應停機查找原因。采取芯樣試件前，對砼、巖芯全貌進行拍照。對混凝土的膠結情況、骨料的分布情況、混凝土芯樣表面的光滑程度、氣孔大小、蜂窩、夾泥、松散、樁與持力層的接觸情況，以及沉渣厚度、樁端持力層的巖土特征等，應清晰、準確地記錄。

3.2" 異常取樣中的處理

樁基施工中，由于不同的設計、施工規模不同，所需的樁基資料也有不同程度的差異。因此，在樁基檢驗過程中，經常會有不完全取樣的情況，而不完全的情況會對最后的取芯質量產生影響。對實際工程中出現的取芯缺陷進行了分析，主要是由于樁基前期的施工質量不過關，以及在澆筑過程中出現了夾渣、斷樁和分層等問題，導致芯樣完整性出現問題。此外，由于采樣時取芯人員的技術水平不高，導致采樣時產生了位移等問題，再加上連續的振動，從而導致采樣時產生了振動破裂，對后續的檢驗工作產生了很大的影響。因此，從整體抽樣數目和不完全樣本數的角度，對不完全樣本數進行綜合分析，若樣本數目不足，則可在不完全的基礎上增加抽樣次數，以保證后續評估結果的精確度與完備性。

此外，在具體的取樣操作中，也要重視提高操作人員的技術水平。一般而言，樁身強度較低，存在著樁身斷裂、縮頸、混凝土離析、樁底沉渣過厚和樁中膠結性能較差等問題。為了正確判斷樁身的質量和完整性，必須根據實際的取芯條件，采用適當增多鉆孔孔數、找準鉆孔位置等措施，以確保芯樣能反映出樁的真實狀況。

3.3" 進行抗壓強度試驗

在取芯工序結束后，由檢測人員對選定的芯樣進行強度抗壓試驗，以確定其強度滿足規定。然而，影響芯樣強度的因素除與混凝土材料有關，還與施工工藝、芯樣位置、試件數量和試樣位置有關。這就需要有關的檢測人員對試樣進行壓力強度試驗，要注意取樣點，一般僅對試樣中的一些試樣進行測試，因為在混凝土澆筑時，受多種因素的影響，各芯樣的強度也存在很大的差別，所以在選用時應盡可能選用最弱的芯樣進行抗壓強度試驗。完成抗壓強度試驗后，應根據工程實際，對其進行換算，從而保證對樁基的抗壓能力有一個更為直觀的了解。在混凝土芯樣強度的驗收與評價中，通常混凝土芯樣試件高度與直徑比為1∶1；鋸切后的芯樣試件不能滿足平整度及垂直度要求時，應在磨平機上磨平或用水泥砂漿、水泥凈漿等材料在專用補平裝置上補平。

3.4" 檢測結果分析

對芯樣的外觀進行檢驗，判斷其是否具有完整性和連續性，裂紋、斷裂、離析、氣孔、夾泥等缺陷的大小和長度，可以作出樁身完整類別判斷；對鉆孔中的芯樣進行抗壓強度測試，判斷芯樣混凝土的強度，如果達到設計強度要求，則可以認為滿足設計要求。對于樁，由于沒有具體的要求，在現行的檢測技術規范中，取樣位置的差異會導致檢測結果有差異，需要監理、設計和檢測等相關專業技術人員進行科學的選擇，以確保檢測結果的準確性和真實性。

4" 鉆芯法在樁基檢測中的實際應用

4.1" 項目概況

對某項目的基樁進行鉆芯法檢測。檢測的目的是檢測基樁的樁身完整性、樁身混凝土強度是否滿足設計要求；樁底沉渣厚度是否符合設計及施工規范要求；樁端持力層巖土性狀是否符合設計要求；施工記錄樁長是否屬實。根據國家、省的有關規定，并考慮到本工程的具體情況，確定本次檢測1根樁。

4.2" 鉆孔取芯施工技術

在正式實施鉆孔取芯前，必須按樁直徑來確定鉆心孔的數量和位置，由表1可知，不同直徑的鉆孔孔數和孔的位置。

4.3" 檢測樁的質量評判依據

質量評價按單根受檢樁進行。當出現下列情況之一時，應判定該受檢樁不滿足設計要求。

1）樁身完整性類別為Ⅳ類的樁。

2）受檢樁混凝土芯樣試件抗壓強度代表值小于混凝土設計強度等級的樁。

3）樁長、樁底沉渣厚度不滿足設計或規范要求的樁。

4）樁端持力層巖土性狀（強度）或厚度未達到設計或規范要求的樁。

4.4" 成樁情況

根據設計及施工資料，檢測樁的有關情況見表2。

4.5" 檢測結果

186#樁（樁徑：1 200 mm，施工記錄樁長：26.60 m）按要求于該樁內鉆孔抽芯1個孔，檢測結果如下。

1）砼芯樣特征及抗壓強度。孔深0.00～26.65 m段為混凝土：砼芯斷面呈青灰色，芯樣呈長柱狀，斷口吻合；芯樣連續、完整、膠結好；粗細骨料分布基本均勻；芯樣側面表面光滑。按規范要求，在本孔樁身的1.10～1.50 m、12.95～13.35 m、26.20～26.60 m各取1組砼芯樣，測得其天然抗壓強度代表值分別為69.5、80.4、72.4 MPa。

2）沉渣情況：樁底無沉渣。

3）持力層芯樣特征及抗壓強度。孔深26.65～27.05 m段為微風化泥質粉砂巖：灰褐色、泥質結構，層狀構造，節理裂隙較發育，巖芯呈短柱狀。

綜合上述，本樁的樁身完整性判定為Ⅰ類；砼芯抗壓強度代表值為69.5 MPa，達到設計要求；檢測樁長與施工樁長基本相符；沉渣厚度滿足設計要求；持力層巖土性狀滿足設計要求。檢測結果見表3。

5" 結束語

綜上所述，當前我國工程建設數量不斷增加，在各個領域不斷發展完善，樁基礎作為工程結構的基礎，應充分發揮鉆孔抽芯技術優勢，對樁身的質量進行全方位的檢測與評定，得出更加精準的檢測結果，從而使工程質量得到切實保障，促進工程建筑的可持續發展。

參考文獻：

[1] 馬允發.鉆芯法在樁基檢測中的應用分析[J].廣東建材，2018，34（5）：30-31.

[2] 鄧衛勝.關于鉆芯法在樁基檢測中的應用分析[J].城市建筑，2017（5）：192.

[3] 陳耀明.關于鉆芯法在樁基檢測中的應用分析[J].工程建設與設計，2018（7）：129-131.

[4] 黃薇莎.鉆芯法在樁基檢測中的應用研究[J].城市建筑，2016（23）：193.

[5] 楊寶紅.淺析鉆芯法在樁基檢測中應用分析[J].中國房地產業，2019（17）：55.

[6] 龍國鳳，陳居莊，蔡小華.淺談深圳地區基樁質量鉆芯法檢測[J].城市勘測，2019（2）：43-47.

[7] 蔡小華，李歌華.建筑基樁質量鉆芯法檢測幾個問題的探討[J].工程勘察，2005（4）：31-35.

[8] 田建平.鉆芯法檢測基樁質量施工中的若干問題[J].福建建筑高等專科學校學報，２００２（３）：２９－３１．

[9] 馮志豪.建筑工程施工中深基坑支護的施工技術管理[J].城市建設理論研究（電子版），２０１２（３）．