浅析钻芯法在桩基检测中应用分析

杨宝红

摘要：随着我国建筑越来越多特别是高层建筑和超高层建筑，混凝土桩是目前使用最广泛的桩，这就对桩基础施工提出更高的要求，基桩质量的检测也相当重要，基桩检测方法手段也有很多种，每一种检测方法都有各自的优缺点，因钻芯法的适用性，本文中所涉及的混凝土桩为灌注混凝土桩.随着施工工艺的质量控制，我国也相距对基桩检测规范进行了相关修改，本文就钻芯法在桩基检测中的重点和难点进行一些探讨。

关键词：桩基检测；钻芯法；桩身完整性

一、钻芯法主要检测目的

钻芯法是桩基检测的重要手段之一，在混凝土灌注桩检测中越来越受到重视，钻芯法是检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度、判定或鉴别桩端持力层岩土性状及桩身完整性，主要有以下4个方面：

（一）检测桩身混凝土质量情况。

桩身混凝土胶结状况，混凝土芯样连续程度、完好程度、断口吻合程度以及骨料的分布，有无气孔、松散或断桩等，可对桩身完整性类别作出准确、客观的判定。

（二）桩身混凝土强度是否符合设计要求。

判定桩身混凝土强度。应依据现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081）执行，通过对芯样的抗压强度试验，可以判定桩身混凝土强度是否符合设计要求。

（三）桩底沉渣是否符合设计或规范的要求。

桩底沉渣厚度直接影响基桩承载力的重要因素之一，承载力直接关系到整体建筑的安全使用，特别端承桩，因此桩底沉渣厚度是否满足设计及规范要求，是基桩钻芯检测的主要目的之一。

（四）核对施工桩长。

在施工过程中有施工记录与实际桩长不一致的现象，钻芯检测可根据进尺进深度，准确核对桩基施工桩长。

二、钻芯法检测存在的优、缺点

（一）钻芯法的优点。

1、可以客观准确反映桩身混凝土强度、桩底沉渣、桩长及持力层的鉴别等其结果具有唯一性，为验证桩基设计要求及基桩质量提供了重要的参数，也为判定桩基是满足设计要求提供直接的依据。

2、也为验证动测法对桩身完整性判定的不确定性和多解性问题，特别是动测法对基桩桩身判定存在断桩、夹泥、离析等提供了更直观准确的验证，是桩基检测重要详查手段。

3、在桩身混凝土存在空洞、胶结较差、松散、离析等现象，可以利用钻芯孔对桩基进行高压灌浆增强、补强处理，使桩身完整性、混凝土强度得到提升。

（二）钻芯法的缺点：

1、在现场取样钻芯时间较长，对现场施工进度有一定影响，且检测费用及工程成本有一定的提高，钻芯数量有限，一定程度上影响了钻芯结果的全面性和代表性.

2、在桩基工程中的应用，通过分析不同的取样位置，取芯直径与取样方法对桩基质量评定的影响，其缺点是"以点代面"，易出现缺陷漏判的缺点，对于细长桩钻穿桩身困难而无法判定桩的类别。

3、在基桩的成孔垂直度及钻芯孔的垂直度很难控制，钻芯法容易偏出桩身，仅适用于钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔桩、复合地基等，对管桩、沉管桩等不适用，有一定的局限性。

三、钻芯法检测要点

（一）要求操作机长要有一定的从业经验且有较强责任心。

从事钻芯检测的操作机长大部分是原从事地质勘察的队伍，其与基桩检测钻芯现场取芯机操作要求还是有不同之处，钻芯法检测要求钻机的垂直度、取芯率、钻具等方面都高于地勘要求，要根据现场钻机的进尺速度变化发现问题并及时记录，所以在实际操作中要有一定的从业经验和较强的责任心。

（二）钻芯法检测设备要求

1、钻机要用配备牢固底座、機械性能良好的液压操纵高速钻机，设备参数满足：额定最高转速不低于790r/min；转速调节范围不少于4档；额定配用压力不低于1.5Mpa.不能选择使用立轴旷动过大的钻机。

2、钻具一定要选用单动双管钻具，严禁使用单动单管钻具，单动双管能保证和提高钻取桩身混凝土芯样的完整性，钻取芯样的真实程度与选用的是单管还是双管钻具有很大的关系，直接影响桩身完整性类别及桩底沉渣厚度的判定。

3、钻头必须一般可采用101mm或110mm金刚石钻头，金刚石钻头与扩孔器、卡簧的配合和使用尤为重要，金刚石钻头与岩芯管之间必须安有扩孔器，用以修正孔壁，扩孔器外径要比钻头外径大0.3-0.5mm，卡簧内径应比钻头内径小0.3mm左右，金刚石钻头和扩孔器应按外径先大后小的排列顺序使用，同时考虑钻头内径小的先用，内径大的后用。

四、钻芯检测注意事项

（一）钻机设备的垂直度对这个钻探成功与否至关重要。在安装时必须周正、稳固、底座水平。钻芯孔垂直度偏差不得大于0.5%，钻机立轴中心、天轮中芯与孔口中心必须在同一铅垂线上，当在钻进中钻芯孔与桩体偏离时，应立即停机记录，并对钻孔垂直度进行校准。

（二）钻进过程中可根据回水含沙量及颜色，判断是否钻至桩端持力层，钻到桩底时，为检验桩底沉渣或虚土厚度，这时应减压、慢速钻进，必要时应更换钻头，若遇钻具突降，应立即停止钻进，及时测量机上余尺，准确记录孔深及有关情况。

（三）当持力层为中、微风化岩石时，应将桩底0.5m左右的混凝土芯样、0.5m左右的持力层以及桩底沉渣纳入同一回次，当持力层为强风化或土层时，应采用合金刚石钻干钻等适合的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定其厚度。对中、微风化的桩端持力层，应钻至3倍的桩径，检验是否有夹层、软弱层等。对强风化或土层岩层或土层，可采用动力触探、标准贯入试验等方法鉴别，试验宜在距桩底1m内进行。

（四）钻芯法钻取芯样时，有整桩穿透和不穿透两种情况，具体操作视需要确定。为检测混凝土灌注桩桩身中、上部的混凝土质量，钻芯法检测可不受桩径和长径比的限制。例如：桩身中、上部某一范围施工时发现异常，钻孔取芯至缺陷部分以下50cm，查明缺陷程度、位置和范围。

五、芯样的取样与加工

（一）由于桩基施工的特殊性，评价单根受检桩的混凝土强度比评价整个桩基工程的混凝土强度更合理。所以芯样的取样与加工尤为重要，它直接影响到桩身混凝土强度的评价，原则上规定桩长小于10米时，上、下各截取芯样试件1组共2组，当桩长10-30米时，上、中、下各截取芯样试件1组共3组，当桩长大于30米时，截取芯样试件不少于4组，当持力层为中、微风化岩时，应在接近桩底1米内截取岩芯样试件1组。

（二）芯样中最常见的是蜂窝麻面、沟槽、空洞、离析等现象，这些部位较正常胶结的混凝土芯样强度低，但这些缺陷位置能取样试验时，都必须要截取一组芯样进行混凝土抗压试验。难度在于对这些缺陷部位芯样的加工。芯样加工后的平整度、垂直度、端面处理等都对芯样强度构成很大影响，这在实践中是个较大的难点。

六、结语：

钻芯法检测尽管在混凝土灌注桩检测中广泛应用，但其方法有它的优势，也有它的不足，在实际工作中想达到比较好的检测效果，应结合声波透视法综合判定，以上是工作中的一点体会，希望能与其他同仁共同探讨，让钻芯法在实际工作中得到更合理的运用。

参考文献：

[1]李英杰. 浅谈钻芯法检测桩基质量. 科技信息. 2012，13.

[2]JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范[s].