钻芯检测技术在基桩工程中的应用(2)

某花园住宅楼位于江门市港口路,上部为2 座29号框架剪力墙结构建筑,设2层地下室,深约9m,基础采用钻孔灌注桩,桩身采用C35 混凝土,持力层为中风化岩。为检测基桩质量,抽选2 根桩进行钻芯法检测,桩的施工概况及钻芯结果见表1。本次钻芯检测采用XY- 2B(300 型)油压钻机,配外径 129单动双管金刚石钻头。为保证钻芯质量, 建议在开挖到基坑底后,砍去桩头9m 左右,把钻机安装稳固,再进行取芯。钻进过程中现场对立轴的垂直度不断检查,控制每回次进尺1.5m,用卡簧卡取芯样,最终取到桩底及持力层岩芯。钻取的混凝土芯样表面平整光滑,芯样质量指标>99%。抗压试件的直径为100mm,高径比为1,石子最大粒径40mm。图1为12# 桩的桩身混凝土芯样,其中最后1m为持力层中风化岩样。

3、抗压试件的选取

芯样采取之后,除了通过外观及桩底岩土性状对基桩进行评价外, 还要选取芯样制备试件进行抗压试验, 以对桩身混凝土强度进行评价。影响混凝土强度的因素很多, 包括试件的尺寸及数量方面, 因此选择具有代表性的试件是评定桩身混凝土的关键。

在实际工程应用中试件的直径一般为59～100mm,不难判别,较大直径混凝土试件所包含的骨料颗粒的组份较接近设计的配合比,而试件越小,则可能造成试验结果离散性越大。根据混凝土抗压试验的尺寸效应,小直径的试件的抗压强度要大于大直径的。根据国内外的一些试验证明,高度与直径均为100mm或150mm试件强度值与同条件的边长为150mm立方体试块强度值是非常接近的, 因此试件的直径在实际工程应用中采用100mm。试件的高度对抗压强度也有较大的影响, 试件高径比在中国工程建设标准化委员会颁布了《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03:88)中要求1～2,不同高径比的选用不同的换算系数计算混凝土强度。在《08规范》中则明确试件高径比宜为1,经端面补平后不小于0.95,且不大于1.05,这样得到的抗压强度直接进行评价。

由于影响混凝土灌注桩质量的因素较多,评定混凝土抗压强度可靠性与试件数量的多少有关,试件数量越多,越能真实反应混凝土的强度特性,但考虑到经济情况,以往一般每根桩选取3～6个试件,数量少,代表性差,特别是当桩长较长时,对工程质量造成误判的可能性较大,因而失去评定的意义。在《99 规程》颁布之后,对于桩长小于30m的取9块,当桩长增加时,就要增加试件数量。

限于篇幅,表2 列举7根桩的试件抗压结果,包括不同试件数量、直径、高径比的情况。从表中可以表明,试件的数量越多,离散性越小,试件直径越大,高径比越接近1,离散性也越小。上述结果说明,芯样直径大、数量多,虽然成本提高,但能获得有较好的成果。也说明《08规范》对混凝土芯样直径、高径比和数量要求更趋合理。

4、钻芯法和反射波法动测的配合

钻芯法和反射波法是目前检测桩身完整性比较常用的两种方法,各有优缺点,将两种方法结果配合使用,可以取长补短,互相验证,提高检测结果的准确性。钻芯法和反射波法相比存在时间长,费用高等不足,钻芯法检测桩的数量也不宜过多。反射波法检测周期短,可以进行普测,但对检测人员的技术要求较高。也正因为钻芯法具有直观性,因此如果在动测基础上对有疑议的桩采用钻芯法复检,则能做到准确判断,也可以积累对比资料,提高动测的分析能力。对于超长桩的检则, 二者则都有一定的难度。

5、钻芯法检测的局限性

钻芯法检测通过钻取基桩的混凝土芯样以及桩端岩土芯样、钻芯过程的现象、以及芯样的抗压试验能比较全面、直观地反映桩身完整性、桩端持力层性状、沉渣或虚土厚度、桩长以及混凝土强度等级,但也有其局限性,主要存在以下几个方面。

1)取芯法检测的基桩的桩径一般≥800mm,而钻取的芯样直径一般为100mm,因此检测的面积与桩身截面积之比≤1/ 64。对于桩身缩径、局部离析或局部夹泥的情况,当钻芯未钻到该缺陷位置时,无法进行判定。当钻芯过程造成芯样破碎对桩身离析程度的准确判定也会有影响。

2)对于桩底沉渣或虚土的厚度和准确判定有一定的误差,一般情况下,根据丈量钻杆余尺计算的沉渣或虚土的厚度比实际厚度要小。

3)对于超长桩,由于桩身和钻孔的倾斜,可能造成钻到桩底前偏出桩身,对基桩的评定就不完整。

4)根据抗压强度试验对试件要求: 试件有裂缝或其它较大缺陷的不可采用,因此采集的混凝土芯样试件一般为钻取出芯样中较好的芯样,且选取芯样块数有限,代表性不够理想。

6、结论和建议

1)钻机、钻具的选择及钻探技术对芯样质量的影响很大,一定要选择动力性能好的钻机,并采取严格的防振措施。

2)混凝土芯样直径不宜小于100mm,抗压强度试验的芯样的高径比宜在0.95～1.05 之间。

3)钻芯法检测具有直观的特点,但也有局限性,和其他检测手段如低应变动力检测方法配合使用,能提高检测的准确性。

4)对抗压试验的结果,可能存在有的数据比其余的测定值明显地偏大或偏小,应采用统计的方法判断是否为异常值而进行舍弃。而《99 规程》中尚未建立数据异常的检验方法,建议进行进一步的研究,完善混凝土芯样抗压强度的评定部份的内容。

参考文献

[1] 广东省行业标准《建筑地基基础检测规范》(DBJ15-60-2008)

转载请注明来自：http://www.uuqikan.com/jianzhushejilw/6109.html