基樁鉆芯法檢測質(zhì)量控制探討

鄧曄

摘要：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程中，由于施工原因不可避免地會出現(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。此外，成樁過程對孔壁土體的擾動，會形成樁底沉渣，影響樁基的承載力。

關(guān)鍵詞：鉆芯法;混凝土強(qiáng)度;樁底沉渣;樁身完整性

引言

建筑材料隨著人們對建筑結(jié)構(gòu)需求提高發(fā)展，從原始泥土發(fā)展到鋼混材料，新型建材伴隨人們對建筑結(jié)構(gòu)要求提高。目前使用建材中混凝土比石材各方面材料性能優(yōu)勢明顯，新型建材由于應(yīng)用技術(shù)不成熟，混凝土材料在世界建筑中應(yīng)用最廣。我國處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)期，各行業(yè)蓬勃發(fā)展，建筑業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要地位，我國建筑結(jié)構(gòu)使用主要建材是混凝土，不同建筑需要不同結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)對強(qiáng)度等級要求不同。由于施工環(huán)境差異造成養(yǎng)護(hù)效果不同，使得工程質(zhì)量存在隱患，對混凝土強(qiáng)度質(zhì)量評定尤為重要，可以對建筑物質(zhì)量有效控制，對其進(jìn)行可靠評估。

1 鉆芯法分析

鉆芯法主要是通過人造金剛石薄壁鉆頭直接從混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件實(shí)體上鉆取若干個(gè)混凝土芯樣本，經(jīng)過雙刀切割機(jī)加工、自然養(yǎng)護(hù)并達(dá)到規(guī)定齡期后，通過壓力機(jī)對混凝土的抗壓性能進(jìn)行評價(jià)。對于混凝土的強(qiáng)度檢測，鉆芯法因?yàn)榫哂兄庇^、便捷、可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，成為判斷混凝土結(jié)構(gòu)性能的有效方法。目前，我國公路、水利、建筑等行業(yè)根據(jù)本行業(yè)特征出臺了相應(yīng)的鉆芯法標(biāo)準(zhǔn)，如 GB/T 50107—2010《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》等。在混凝土結(jié)構(gòu)檢測中，由于薄壁混凝土構(gòu)件鋼筋間距不斷減小，在鉆取 100mm 的芯樣時(shí)可能傷及配筋、主筋等，因此，在高徑比為 1∶1～2∶1 的情況下鉆取困難。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，要求鉆芯法不斷減小混凝土芯樣的直徑，并按照行業(yè)的評判標(biāo)準(zhǔn)，采用多種方法優(yōu)化鉆芯取樣過程，以避免質(zhì)量問題，滿足建筑工程項(xiàng)目的混凝土施工要求。從技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀看，鉆芯法可用于測量混凝土的抗折強(qiáng)度、耐久性等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，與其他技術(shù)相比，在混凝土性能檢測中展現(xiàn)出其良好的靈活性，所呈現(xiàn)的信息全面，能夠?yàn)橄嚓P(guān)方提供完整的數(shù)據(jù)參數(shù)支持。

2 鉆芯法檢測要素

2.1 樁身完整性

樁身混凝土質(zhì)量缺陷直接影響（并非唯一）的是樁身（結(jié)構(gòu)）承載力，進(jìn)一步影響樁的豎向抗壓、抗拔及水平承載力。鉆芯法評價(jià)樁身完整性主要是對樁身混凝土密實(shí)性和連續(xù)性的綜合判斷，而對樁身截面尺寸變化無法準(zhǔn)確評價(jià)。在樁身完整性評價(jià)方面鉆芯法檢測存在局限性，所以在檢測過程中使得鉆芯孔要具有代表性。首先開孔的數(shù)量位置要滿足規(guī)范要求，對于大直徑灌注樁，遇到異常情況可以增加鉆孔。對于無損不評定樁，需要結(jié)合無損報(bào)告，在懷疑有缺陷位置的上方開孔，使得鉆芯孔更能反映樁基真實(shí)情況。使用單動雙管金剛石鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，對于異常情況及時(shí)記錄、分析，控制回次進(jìn)尺。卸載芯樣應(yīng)按規(guī)范要求，嚴(yán)禁隨意敲打，暴力取芯?，F(xiàn)場編錄時(shí)對每回次的拼接性、表面光滑程度、粗細(xì)骨料的均勻度、缺陷位置的表觀特征、范圍都需要進(jìn)行詳細(xì)紀(jì)錄。對樁身完整性嚴(yán)重影響到樁基承載力的缺陷位置應(yīng)取樣試驗(yàn)。

2.2 在混凝土檢測中的應(yīng)用

回彈法是通過檢測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土的回彈值和碳化深度值來推測出抗壓強(qiáng)度的有效措施。鉆芯法是在該基礎(chǔ)上按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行加工，然后加工成合格的芯樣試件，在這個(gè)過程中可以通過增強(qiáng)作用力來檢測混凝土的強(qiáng)度。鉆芯修正回彈法是非常有效且使用的混凝土檢測方法之一，它是將回彈法與鉆芯法進(jìn)行科學(xué)合理的結(jié)合起來，應(yīng)用到檢測混凝土強(qiáng)度中。 在混凝土強(qiáng)度檢測中，鉆芯修正回彈法作為一種全新的檢測方法，結(jié)合了回彈法、鉆芯法兩種方法的優(yōu)勢，提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。鉆芯法修正回彈法把鉆芯法和回彈法結(jié)合使用，相互校核驗(yàn)證，提高檢測精度，具有實(shí)際意義。鉆芯修正回彈法檢測步驟為根據(jù)回彈法要求檢測計(jì)算構(gòu)件測區(qū)換算后混凝土強(qiáng)度值，記錄鉆芯有代表性的位置試件最小受力點(diǎn)強(qiáng)度值。選取經(jīng)回彈檢測構(gòu)件在對應(yīng)范圍按取樣要求鉆芯，推算芯樣樣本強(qiáng)度值。“鉆芯修正回彈法”是利用芯樣抗壓試驗(yàn)從而得出混凝土的抗壓強(qiáng)度，從而進(jìn)一步檢測出混凝土的內(nèi)部質(zhì)量，利用回彈法換算強(qiáng)度判定混凝土的勻質(zhì)性，從而能夠更加有效的展示出混凝土的質(zhì)量，目的為了提高混凝土強(qiáng)度檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，是一種非常普遍且實(shí)用的檢測方法之一。

2.3 芯樣的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

試驗(yàn)中，相關(guān)人員需要重點(diǎn)關(guān)注以下問題。1）檢查芯樣的外觀以及相關(guān)尺寸要求，在試驗(yàn)檢測期間，可用磨平機(jī)對芯樣做抹平處理后，再用砂漿、泥漿做養(yǎng)護(hù)，避免芯樣出現(xiàn)裂縫、縮頸等問題，以致不符合混凝土的最終測試結(jié)果。2）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作環(huán)境比較潮濕，需要確定潮濕狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度時(shí)，芯樣試件宜在（20±5℃）的清水中浸泡 40～48h，從水中取出后立即進(jìn)行試驗(yàn)。3）在測試期間，要連續(xù)獲得 3 個(gè)測試值，以測試的最小值為最終結(jié)果。針對高徑比不小于 2.00 的軸心抗壓強(qiáng)度，在數(shù)據(jù)處理過程中可將其換算為高徑比為 1.00 的試件強(qiáng)度，并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做系數(shù)換算。

2.4 樁底沉渣厚度

樁底沉渣對樁基承載力有顯著影響。樁底沉渣厚度過厚，不但影響樁端阻力的發(fā)揮，也會影響樁基側(cè)摩阻力的發(fā)揮，造成樁基承載力不夠或者沉降過大?！督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）對端承樁底沉渣厚度的要求是不大于 5cm，摩擦樁沉渣厚度要求不大于 10㎝，抗拔或水平樁不大于 20cm?！豆窐蚝┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》（JTG/T 3650-2020）中規(guī)定：摩擦樁沉淀厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，設(shè)計(jì)無要求時(shí)，對于直徑≤1.5m 的樁，≤200mm;對樁徑>1.5m 或樁長>40m 或土質(zhì)較差時(shí)，≤300mm。端承樁的沉渣厚度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定，無設(shè)計(jì)要求時(shí)小于等于 50mm。鉆芯法檢測沉渣厚度，關(guān)鍵在于穿樁回次的控制，樁基抽芯到樁底時(shí)，要控制好最后一個(gè)回次的下鉆和起鉆，并測量好孔深，穿樁過程中密切關(guān)注回流水狀況，出現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)低轉(zhuǎn)速，調(diào)低水泵，縮短本回次進(jìn)尺，提鉆卸樣后及時(shí)編錄描述，并計(jì)算沉渣厚度。沉渣的采取率一直不高，實(shí)際的檢測工作中經(jīng)常發(fā)生爭議，一方面需要控制好穿樁回次的見證紀(jì)錄，一方面在出現(xiàn)爭議的時(shí)候可以使用高清孔內(nèi)電視進(jìn)行復(fù)核。

結(jié)束語

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;在工程檢測中鉆芯法的鉆孔僅能反應(yīng)該鉆孔區(qū)域的情況，對沉渣分布不均勻的情況需要采用多個(gè)鉆孔進(jìn)行綜合評價(jià);鉆芯法是一種直接的完整性檢測方法，檢測的沉渣厚度與承載力的對應(yīng)關(guān)系尚應(yīng)考慮沉渣性狀，需要對承載力進(jìn)行評判時(shí)，還需要結(jié)合其他檢測方法進(jìn)行綜合判定。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳小力.淺談回彈法和鉆芯法在結(jié)構(gòu)混凝土檢測中的應(yīng)用[J].江西建材，2018（9）：51-52，55.

[2] 王笑天.回彈法和鉆芯法在混凝土強(qiáng)度檢測中的應(yīng)用[J].四川建材，2019，45（05）：32-33.

[3] 王詩東.聲波透射法與鉆芯法在基樁檢測中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2020，17（13）：22-23，25.

沈陽煤層甲烷氣開發(fā)有限公司 遼寧沈陽 110000