钻芯法与低应变法区别及互补的重要性分析

李胜

（佛山市禅城区建设工程质量安全检测站，广东 佛山 528000）

基桩工程项目施工建设中，会受诸多因素影响而产生桩身缺陷，要想保证基桩质量达标，有必要系统检测基桩质量。本文将以某工程项目为例，检测基桩桩身完整性中，结合低应变法与钻芯法，现场检测结果比较后，对两种检测方法的问题展开讨论。钻芯法和低应变法联合应用于工程项目检测实践中，可互为补充与验证，一定程度上提高了检测结果的准确度。由此可见，深入研究并分析钻芯法与低应变法区别、互补重要性具有一定的现实意义。

1 钻芯法与低应变法原理阐释

1.1 钻芯法

钻芯法通过在桩身中钻取芯样，通过直观形式对桩身质量进行鉴定，同时，对施工与设计的桩长、桩身完整性、桩底沉渣厚度以及桩底持力层岩土性状进行检测，并通过对所抽桩身按标准要求抽取试件，进行加工处理后，试件满足标准要求后，方可进行抗压强度，从而对桩身强度进行判定。此方法在评判桩身完整性方面的作用十分关键。

1.2 低应变法

低应变法以一维应力波理论去研究桩土体系的动态响应，基本原理是利用相对较低能量低瞬间或稳态激振，使桩质点在弹性范围内作低幅振动，产生低应力波沿着桩身纵向传播，同时，利用波动和振动的理论，根据接收的振动波的变化规律，分析判断桩身缺陷性质和缺陷位置，最终对桩身进行完整性评价。如果应力波与孔洞、裂隙、蜂窝和夹泥等不连续的界面、桩底接触面相遇，就会形成向上传播的反射波。而通过放大处理所接收的反射信号，对反射波波动特性进行分析，在反射信息的辅助下对桩身完整性进行判定。但在实际应用中，施工工艺、地质条件和桩型等因素会严重干扰判读反射信号的效果，致使最终检测结果判断受影响。

2 钻芯法与低应变法优缺点分析

2.1 钻芯法

钻芯法一般应用于混凝土灌注桩成桩质量检测中，特别适用于大直径混凝土灌注桩的检测。钻芯法可以直观性方式对灌注桩完整性做出检测，同时还可对桩长和桩底沉渣厚度、桩底岩土层性状检测。

除此之外，在灌注桩桩身混凝土强度可靠性检测中的可靠性也相对明显。钻芯法在众多检测桩身完整性的方法中最直接，但在选取的部位有限，仅可对钻孔范围内小部分桩身质量进行反映，盲目性较大，很容易出现以点代面的情况，误判与漏判的情况十分常见。在大面积混凝土离析、疏松、孔洞和夹泥的检测中，钻芯法优势明显，但很难准确判断整桩的缺陷及缺陷程度。

2.2 低应变法

低应变法在桩身质量完整性检测中的优势明显，集中表现在设备轻便且用时少、经济性较强、操作方法快速，可对桩身完整性进行检测并对缺陷大概范围做出推断。但此方法在实际应用中，实际情况要比模型更复杂，就难对缺陷性质做出判断，也无法定量缺陷程度。在土阻力影响下，判定桩身深部缺陷的难度较大。桩身的长径比超过30时，则一般难以检测到桩底反射，无法对桩长做出判定，难以保证桩底沉渣厚度测定的准确性。

3 钻芯法与低应变法互补应用的重要性

以某建筑工程为例，项目总层数：3层，框架结构且桩基选择Φ800mm、Φ1000mm人工挖孔桩。根据设计要求，桩端需进入中风化凝灰岩不得低于0.5m。经低应变法检测后，判定桩身存在缺陷的数量较多，主要有桩底单一同相反射信号异常、桩身疑似缺陷信号。在和委托方进行沟通后，选用钻芯法对桩身质量进行验证。验证过程中，选择15号桩和4号桩作为代表，并通过钻芯法对桩身质量钻取芯样。其中，15号桩的桩长：12.40m，桩径：800mm，混凝土的强度：C35；4号桩的桩长：7.00m，桩径是800mm，混凝土强度：C35。

通过低应变检测桩身的波形如图1、图2所示。

图1 15号桩

图2 4号桩

根据图1可知，15号桩桩身完整性达标且缺陷不明显，具有同相桩底反射波。

根据图2可知，4号桩的起始波有异常，桩身曲线看似正常的异常，不存在桩底反射波。

15号桩的钻芯总进尺为13.20m，桩身混凝土进尺进尺为12.00m，即桩端的持力层进尺为1.20m。通过钻取混凝土芯样对表观特征进行观察，混凝土芯样连续、完整、胶结良好，表面光滑，粗细骨料分布均匀，混凝土芯样呈柱状，断口基本吻合，骨料均匀分布的桩底部位主要为含黏性土卵石，褐黄色和灰黄色。此外，所抽取岩石芯样单轴抗压强度与设计要求吻合，但桩端持力层没有根据设计要求进入中风化凝灰岩层内。该桩的实际长度为12.00m，因而被判定成Ⅲ类桩。

4号桩的钻芯总进尺为9.20m，桩身混凝土进尺为6.90m。通过钻取混凝土芯样对表观特征进行观察，部分混凝土芯样不完整且以颗粒状和块状呈现，断口不吻合也不连续，胶结紧密度较差。桩底6.90～7.90m内是含黏性土卵石，褐黄色和灰黄色；7.90～8.70m内是强风化凝灰岩，灰黄色，凝灰质结构，岩芯碎块状，岩质极软；8.70～9.20m为中风化凝灰岩，青灰褐，凝灰质结构，岩芯碎块状，岩质较软，且风化程度较严重，裂隙较发育。该桩所抽取桩身无法对混凝土抽取具有代表性芯样进行采集与制作，无法进行抗压强度试验。除此之外，桩端的持力层没有根据设计要求进入中风化凝灰岩层。该桩的实际桩长为6.90m，因而被判定成Ⅳ类桩。

4 结语

综上所述，在检测基桩桩身完整性方面，方法诸多，要想综合评价桩身的完整性，仍需联合使用多种方法。其中，低应变法在桩身完整性检测中效率高且费用低，但仅可对缺陷范围进行推定而无法将缺陷具体情况反映出来。钻芯法耗时较长且费用高，能够直观判断桩身完整性，但容易以局部带整体，漏判率较高。低应变法可用钻芯法确定桩长与桩底的功能进行运用，以实现对工程桩波速的推算，而且直观观察钻取芯样，可了解混凝土芯样状况与混凝土芯样抗压强度代表值，有利于桩身完整性判定准确性的提高，而钻芯法则可对低应变法检测结果进行运用，以此为参考选择钻芯桩号，对桩身完整性和缺陷做出判定。由此表明，检测混凝土灌注桩的过程中，可联合应用钻芯法与低应变法，以保证检测结果更准确。