基樁鉆芯法檢測(cè)中若干問(wèn)題的探討

顧金順

1.福建省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，福建 福州 350108;2.福建省綠色建筑技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350108

0 引言

灌注樁作為承受上部荷載的主要構(gòu)件，其成樁質(zhì)量一直受到廣泛的關(guān)注。但在灌注樁的成樁過(guò)程中，由于施工原因不可避免地會(huì)出現(xiàn)縮頸、樁身夾泥、混凝土離析等情況影響灌注樁的樁身完整性［1］。此外，成樁過(guò)程對(duì)孔壁土體的擾動(dòng)，會(huì)形成樁底沉渣［2］，影響樁基的承載力。本文采用鉆芯法［3］檢測(cè)樁基的樁身混凝土強(qiáng)度、樁身完整性及樁底沉渣，結(jié)合混凝土試塊抗壓強(qiáng)度檢測(cè)值與單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)［4］的承載力極限值，對(duì)灌注樁質(zhì)量作出綜合評(píng)價(jià)，分析鉆芯法的優(yōu)勢(shì)與不足。

1 工程概況

擬建工程位于永泰縣葛嶺鎮(zhèn)高速連接線(xiàn)西側(cè)，用地面積為20660.00m2，總建筑面積約為18081.38m2。擬建物最大高度約為19.05m，地下室建筑高度為4.40m。擬建建筑的工程重要性等級(jí)為二級(jí)，場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)。

場(chǎng)地自東向西存在一條河溝，場(chǎng)地地形有一定起伏，場(chǎng)地屬于剝蝕殘山地貌。場(chǎng)地內(nèi)覆蓋層主要為第四系不同成因類(lèi)型的巖土層，成因類(lèi)型分別為人工堆填、坡積等，基底為不同風(fēng)化程度的凝灰?guī)r和輝綠巖。場(chǎng)地各土層厚度及特征見(jiàn)表1。

表1 土層分布情況 m

2 檢測(cè)方法

2.1 基樁鉆芯法簡(jiǎn)介

基樁鉆芯法是利用專(zhuān)用鉆機(jī)在基樁中鉆取芯樣的方法。由于它對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土造成局部損傷，因此是一種半破損的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)手段。適用于混凝土灌注樁的樁長(zhǎng)、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度及樁身完整性的檢測(cè)，能對(duì)基樁質(zhì)量作出全面判斷。鉆芯法的設(shè)備主要包括：液壓高速鉆機(jī)，水泵、孔口管、擴(kuò)孔器、卡簧、扶正穩(wěn)定器和可撈取松軟渣樣的鉆具。本工程中灌注樁的樁徑為800mm，故鉆孔數(shù)量可為1～2 個(gè)孔，當(dāng)開(kāi)孔數(shù)量為2個(gè)時(shí)，開(kāi)孔位置宜在距樁中心0.15D～0.25D 范圍內(nèi)均勻?qū)ΨQ(chēng)布置，鉆芯孔垂直度偏差≯0.5%。

2.2 基樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)簡(jiǎn)介

基樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)是模擬工程實(shí)際載荷情況，通過(guò)在樁頂部逐級(jí)施加豎向壓力，觀(guān)測(cè)樁頂部隨時(shí)間產(chǎn)生的沉降，以確定相應(yīng)的單樁豎向抗壓承載力的試驗(yàn)方法。試驗(yàn)加載設(shè)備宜選用液壓千斤頂，加載反力裝置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇壓重平臺(tái)反力裝置，加載反力裝置能提供的反力不得小于最大加載量的1.2倍且應(yīng)滿(mǎn)足承載力和變形的要求。

3 檢測(cè)結(jié)果

3.1 混凝土抗壓強(qiáng)度

混凝土抗壓強(qiáng)度是混凝土灌注樁工程質(zhì)量控制過(guò)程中最重要的指標(biāo)之一。首先對(duì)工程中左11-1#、左11-2#、右11-1#、右11-2#4 根樁的預(yù)留試塊進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)抗壓強(qiáng)度值均不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；隨后采用鉆芯法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)值滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。兩種方法的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)值 MPa

由上表中的檢測(cè)結(jié)果可知，預(yù)留試塊的混凝土抗壓強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但通過(guò)鉆芯法鉆取的芯樣進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)，其強(qiáng)度值滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。因此，當(dāng)預(yù)留試塊的混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)值不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)，還應(yīng)對(duì)灌注樁進(jìn)行鉆芯法檢測(cè)，使用鉆芯法能夠直接地檢測(cè)出樁基的樁身混凝土抗壓強(qiáng)度，排除凝土預(yù)留試塊強(qiáng)度與實(shí)際樁身混凝土強(qiáng)度存在差異所帶來(lái)的影響。

3.2 樁身完整性及承載力

對(duì)本工程綜合樓部分灌注樁進(jìn)行鉆芯法檢測(cè)其樁身完整性與樁底沉渣，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。檢測(cè)結(jié)果中破碎長(zhǎng)度＞10cm、樁底沉渣過(guò)厚的情況見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 1-67#試樁芯樣（破碎長(zhǎng)度＞10cm）

圖2 3-11#試樁A 孔芯樣（沉渣過(guò)厚）

表3 鉆芯法檢測(cè)結(jié)果

鉆芯法檢測(cè)結(jié)果中有3 根芯樣存在樁底沉渣過(guò)厚的情況；1根芯樣局部混泥土芯樣破碎長(zhǎng)度＞10cm。為準(zhǔn)確判定灌注樁樁身完整性及樁底沉渣情況進(jìn)而保證工程質(zhì)量，應(yīng)擴(kuò)大檢測(cè)數(shù)量，對(duì)12 根灌注樁進(jìn)行鉆芯法檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。

本工程綜合樓一共對(duì)17 根樁進(jìn)行鉆芯法檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果中有6 根樁存在樁底沉渣過(guò)厚的情況，占比35.3%；1 根芯樣局部混泥土芯樣破碎長(zhǎng)度大于10cm；1 根樁的樁身嚴(yán)重離析。因此，沉渣過(guò)厚的情況較為普遍。為驗(yàn)證沉渣過(guò)厚的樁基的豎向抗壓承載力，對(duì)6 根存在樁底沉渣過(guò)厚的樁基進(jìn)行豎向抗壓靜載試驗(yàn)。

對(duì)6 根沉渣過(guò)厚的灌注樁進(jìn)行了單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，6 根樁的抗壓承載力均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。此外，對(duì)3-11#試樁取另一B 孔進(jìn)行鉆芯取樣，發(fā)現(xiàn)沉渣厚度為0.30m，小于A(yíng) 孔的0.72m，芯樣見(jiàn)圖3。因此，在工程檢測(cè)中鉆芯法存在不足，其鉆孔僅能反應(yīng)該鉆孔區(qū)域的情況，對(duì)沉渣分布不均勻的情況需要采用多個(gè)鉆孔進(jìn)行綜合分析；鉆芯法是一種完整性檢測(cè)方法，沉渣厚度與承載力無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要準(zhǔn)確判定承載力時(shí)還應(yīng)結(jié)合豎向抗壓靜載試驗(yàn)。雖然靜載試驗(yàn)結(jié)果表明沉渣過(guò)厚的灌注樁的豎向抗壓承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但為了工程的可靠性和安全性，建議采用高壓注漿等技術(shù)［5］對(duì)這些樁進(jìn)行沉渣處理。

表4 擴(kuò)大檢測(cè)鉆芯法結(jié)果

圖3 3-11#試樁B 孔芯樣（沉渣過(guò)厚）

4 結(jié)論

本文通過(guò)鉆芯法及豎向抗壓靜載試驗(yàn)對(duì)灌注樁的混凝土抗壓強(qiáng)度、樁身完整性、樁底沉渣厚度、豎向抗壓承載力進(jìn)行檢測(cè)，得到結(jié)論如下：

（1）鉆芯法的芯樣能直接體現(xiàn)樁身的混凝土灌注后的實(shí)際抗壓強(qiáng)度，灌注樁的混凝土抗壓強(qiáng)度不能僅根據(jù)預(yù)留試塊的混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行判斷，應(yīng)結(jié)合鉆芯法進(jìn)行判斷；

（2）在工程檢測(cè)中鉆芯法的鉆孔僅能反應(yīng)該鉆孔區(qū)域的情況，對(duì)沉渣分布不均勻的情況需要采用多個(gè)鉆孔進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；

（3）鉆芯法是一種直接的完整性檢測(cè)方法，檢測(cè)的沉渣厚度與承載力的對(duì)應(yīng)關(guān)系尚應(yīng)考慮沉渣性狀，需要對(duì)承載力進(jìn)行評(píng)判時(shí)，還需要結(jié)合其他檢測(cè)方法進(jìn)行綜合判定。