钻芯法在建筑桩基质量检测中应用研究

吴永亮

【摘要】 建筑樁基检测是通过对建筑物桩基的完整性与承载力的高低进行检测，以判定建筑桩基的质量。桩基的质量的高低直接关系到建筑的可靠性，因此，通过对桩基质量检测能够尽快地发现桩基中是否存在质量和安全问题，并及时采取有效的解决措施，以确保建筑桩基的质量和使用安全。本文结合笔者的实际工作经验，简要地介绍了钻芯法在桩基检测中的主要内容及特点，从中针对钻芯法在建筑桩基质量检测中应用进行了总结与分析，探讨了检测中存在的问题及注意事项，以供同行参考借鉴。

【关键词】建筑；桩基；钻芯法；质量检测；应用

随着我国经济的迅速发展和城市进程的不断加快，建筑业得到了空前的发展，一些大型的建筑物在基础建设过程中采用高承载力的大直径灌注桩进行施工。桩基施工具有一定的隐蔽性和施工难度大，因此为了确保桩基建设的质量与安全，需要对建筑基桩的质量进行检测。钻芯检测法作为建筑基础桩基检测中的主要检测方法，可以检测建筑桩身的完整性、长度和混凝土强度等方面是否满足设计要求。目前而言，我国建筑桩基检测方法主要包括静载法、钻芯法、高应变法、低应变法、声波透射法。下面主要就钻芯法在桩基检测中应用进行了论述。

1 钻芯法在桩基检测中的主要内容及特点

钻芯法作为建筑桩基检测方法之一，主要是从桩身和桩底岩土层分别钻取一定的芯样进行强度和性状检测。钻芯法检测的内容包括以下几个方面：第一，根据设计要求对桩身混凝土完整性和桩身混凝土强度进行检测；第二，根据设计或规范要求对桩底沉渣、桩端持力层的强度和厚度进行检测。钻芯法相对于其它检测方法来说，主要具有以下几种优点：一是场地条件要求不高；二是检测的结果准确性高；三是检测方式比较特殊。同时也存在以下缺点：一是桩身检测中存在着一些缺陷；二是只限制于检测桩身的完整性和混凝土强度，不能很快地确定基桩的承载力；三是检测时间较长，费用较多。

2 钻芯法在桩基检测中的应用分析

2.1水泥土桩检测

水泥土桩是一种刚性和柔性相互结合的桩，水泥土桩与混凝土相比，其弹性模量较小且压缩性较大。通过研究发现，桩体的侧摩阻力、轴力和变形主要位于桩距桩顶到临界桩长的深度内，当临界桩长小于深度时，桩体的侧摩阻力、轴力和变形将会随着外荷载的增加而变小。

某工业厂房，地基基础建设采用水泥土桩，长度为14.00m，直径500mm，布置形式采用梅花型，按照设计要求，单桩承载力和复合地基承载力特征值分别为90kN和120kPa。待施工龄期28d后才进行试验工作，采用单桩竖向静载试验所得单桩竖向抗压承载力特征值小于70kN，而采用平板载荷试验所得复合地基承载力特征值大于等于120kPa，满足了设计要求。经钻芯法检测发现桩身存在有淤泥层，主要位于5m～8m段，且桩身水泥土比较松散。

根据以上案例分析得知，水泥土桩主要位于软土地层中，根据混凝土桩的设计方法，会对水泥土桩的承载力进行高估，桩端阻力和桩下部侧摩阻力已被破坏。90d后通过钻芯法检测后发现，水泥土搅拌桩在软土地层还未成形，且其强度对于砂层中的芯样强度来说比较低，而对于砂层中芯样来说，其强度高，搅拌效果好。从中可以看出，水泥土桩与土层的含水量有关，含水量越大其搅拌效果就越好。

2.2混凝土灌注桩检测

混凝土灌注桩相对于预制桩而言具有更大的利用空间，如坚硬岩石持力层和坚硬夹层等。因此在近年来建筑地基建设中得到了广泛的使用，而钻芯法同样适用于混凝土灌注桩。

2.2.1钻芯法检测结果判定

某商业综合楼，桩基础采用冲孔灌注桩，桩的长度为21.00m～58.00m，桩的直径为0.8m～2.2m，单桩承载力设计值为700kN～1400kN，本文主要选用128根桩进行钻芯检测。

通过钻芯法检测分析得知，本工程有一部分持力层存在2.0m厚灰岩夹层和溶洞，而由于灰岩夹层存在着破碎现象，因此不能对其进行取样，单轴抗压强度未能提供。而经过研究发现，可以对有问题的桩进行静载试验，取样5根进行静载试验，通过试验结果表明，这些冲孔灌注桩桩侧摩阻力相对较大，其承载力基本可以满足设计要求。

2.2.2 钻芯法在声测试验中存在局限性

某2层塑料厂，桩基采用冲孔灌注桩，桩的长度为13.00m～21.00m，桩的直径为1.0m。在低应变检测过程中，一根桩桩底明显出现了同向应力波反射，而采用钻芯法对该桩进行检测发现，其混凝土桩身比较完整，桩底持力层与桩身比较吻合，为微风化岩持力层。本案例证实了钻芯法对低应变检测的验证效果不理想。经过多次论证发现，钻芯法在低应变检测中存在较大的误差。

在运用钻芯法对声波透射法进行验证过程中，应根据超声透射波的结果布置钻芯孔，从钻芯孔的布置情况可以看出，在声波透射法的检测中，桩截面的范围要大于抽芯范围，声波透射法检测不能确定缺陷类型，但能够定量缺陷范围，钻芯法检测可以及时发现缺陷情况，便在定量上仍然存在着一定的局限性。同时，钻芯法可以对桩身存在的缺陷（如破碎、离析和夹泥等情况）范围进行判断时，还是以孔判整桩，这样不能很好的表达出缺陷的空间分布。

2.2.3 细长桩不宜采用钻芯法检测

某商业广场，基桩采用冲孔灌注桩，桩的长度为28.00m～36.00m，桩的直径为0.8m～2.0m。本文主要选用12根桩进行钻芯检测。

在钻芯法检测中发现，对两根桩径为0.8m的桩进行钻孔，当钻孔到深28.00m时碰到钢筋出现偏出桩身现象，最后决定改用桩径为1.0m 的桩进行钻芯，结果发现有一孔在深度在31.00m同样出现偏出桩身现象；而采用桩径为1.20m的桩进行钻芯，中结果还是发现有一部分还是存在一孔偏出桩身现象，再改换为桩径1.4m的桩进行钻芯，这样才能达到钻至桩底的目的；同样桩径 1.6m的桩也同样出现了一孔偏出桩身现象，而1.8m的更加容易钻至桩底。

2.2.4 钻芯法在单桩检测中强度存在差异

某城市快速路桥桩，桩的长度为41.00m，桩的直径为1.4m，设计混凝土强度为C30，本工程选用两孔进行抽芯，结果发现一孔在桩身24.00m处混凝土出现了颜色变化，侧面出现一些轻微麻面，抗压强度为13.1MPa，另一孔的抽芯强度为46.5MPa，如果按照平均强度29.8MPa计算，不能满足设计要求。因此，需要对该桩缺陷程度进行验证，结果发现缺陷同等深度芯样强度为51.2MPa，按照三孔的深度芯样强度进行平均计算，发现该桩强度满足设计要求，从而判定该桩为Ⅱ类。最后通过分析研究，主要是由于缺陷部位水泥存在的问题，从而导致胶结力差，强度明显偏低。

根据本项目论证发现，如果缺陷强度比较高，平均后强度满足设计要求，能否判定为Ⅰ类桩或Ⅱ类桩？为了充分掌握到桩身缺陷情况，就需要通过加孔验证，以了解缺陷分布情况，这种做法同样存在着争议，而且也会引起加孔位置布置的差异。

3 结束语

近年来，钻芯法在建筑桩基检测中得到了广泛的应用，但同时在应用中也存在着一些问题，例如，本文中阐述的水泥土桩和灌注混凝土桩检测方面的问题。因此，我们需要通过工程实践，不断地总结出问题的原因，并及时采用有效的解决措施，以避免类似问题的发生。

【参考文献】

[1]《建筑地基基础检测规范》（DBJ 15-60-2008）

[2]《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）

[3]《基桩和地下连续墙钻芯检验技术规程》（DBJ1528-2001）