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1、浅谈灌注桩钻芯法检测的应用摘要：本文阐述了钻芯法的检测要求、检测过程、用途及它与无损检测法相比的优点和缺点，希望为相关人员提供一些参考。关键词：钻芯法；垂直度；沉渣厚度；芯样；桩身完整性1、工程概况扬中奥体中心项目位于江苏省扬中市，北侧为外环南路，东侧为规划新扬路，且与规划扬中市高级中学毗邻，分体育场、景观塔、游泳馆、综合健身馆、通港路与新扬路、体育馆五个单体，总建筑面积76659平方米，其中地上70568平方米，地下6091平方米。整个用地东西约500米，南北长约320米，呈L形，建设用地面积118688平方米，场地内地势平坦。体育馆处于奥体中心的最东面部分，总建筑面积为21495.63，建
2、筑高度23.35m（室外地坪至屋面结构面面层），地上共四层，建筑等级为乙级，可举办地区性和全国性的单项比赛。主体及看台采用钢筋混凝土框架结构，屋面采用网架钢结构体系，基础采用钻孔灌注桩，强度等级为C30，桩径600，桩长为36米。预留混凝土试件强度检验方法是现行标准规定的混凝土强度验收方法，现场混凝土的无损检测方法不能替代该方法。当混凝土试件强度评定不合格或对试件的代表性有怀疑时，可采用钻芯法推定桩身混凝土的强度，检测结果符合设计要求可按合格验收。奥体中心体育馆桩基进行了钻芯法检测，体育馆4-10-C-2桩设计等级为C30，由于标养试块强度25.4Mpa而不合格，因此后面按监理要求进行了钻芯法
3、检测。2、工艺特点采用岩芯钻探技术和施工工艺，在桩身上沿长度方向钻取混凝土芯样及桩端岩土芯样，通过对芯样的观察和测试，用以评价成桩质量的检测方法称为钻孔取芯法，简称钻芯法。本方法适用于检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性，判定或鉴别桩端持力层岩土性状。3、检测要求钻芯取样方法分为三大类：钢粒钻进、硬质合金钻进和金刚石钻进。钢粒钻进与硬质合金钻进因存在芯样直径小，易破碎，磨损大或适用于较低硬度岩石等缺点而不适用于基桩钻芯法检测。金刚石钻头切削刀细、破碎岩石平稳、钻具孔壁间隙小、破碎孔底环状面积小，且由于金刚石较硬、研磨性较强，高速钻进时、芯样受钻具磨损时间短，容易获得
4、比较真实的芯样，是取得第一手真实资料的好办法，因此钻芯法检测应采用金刚石钻进。钻芯法钻孔垂直度允许有一定的偏差，但偏差不能大于0.5%；另外，灌注桩垂直度允许偏差为不大于1%。由于钻芯孔及灌注桩垂直度均有一定的偏差，当桩径过小时，钻孔就容易偏出桩外。在具体布置钻孔位置时，也应考虑上述偏差。每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置宜符合下列规定： 桩径小于1.2米的桩钻1孔，桩径为1.2米1.6米的桩钻2孔，桩径大于1.6米的桩钻3孔。当钻芯孔为一个时，宜在距桩中心1015cm的位置开孔；当钻芯孔位2个或两个以上时，开孔位置宜在距桩中心0.150.25D内均匀对称布置。对桩端持力层的钻探，每根受检桩不应少
5、于1孔，且钻探深度应满足设计要求。4、检测方法钻芯过程中需要注意：钻机设备安装必须周正、稳固、底座水平。钻机立轴中心、天轮中心（天车前沿切点）与孔口中心必须在同一铅垂线上。应确保钻机在钻芯过程中不发生倾斜、位移，钻芯孔垂直度偏差不大于0.5%。当桩顶面与钻机底座的距离较大时，应安装孔口管，孔口管应垂直且牢固。钻进过程中，钻孔内循环水流不得中断，应根据回水含沙量及颜色调整钻进速度。提钻卸取样芯时，应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯。每次回进尺宜控制在1.5米内；钻至桩底时，宜采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定沉渣厚度，并采用适宜的方法对桩端持力层岩土性状进行鉴别。钻取的芯样应由上而下按回次顺序
6、放进芯样箱中，芯样侧面上应清晰标明回次数、块号、本回次总块数，并及时记录钻进情况和异常情况，对芯样质量进行初步描述。对桩底沉渣以及桩端持力层要详细编录。钻芯结束后，应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称的标识牌的全貌进行拍照。当单桩质量评价满足设计要求时，应采用0.51MPa压力，从钻芯孔孔底往上用水泥浆回灌封闭；否则应封存钻芯孔，留待处理。芯样试件截取与加工：当桩长为1030米时，每孔截取3组芯样；当桩长小于10米时，可取2组，当桩长大于30米时，不少于4组。上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或1米，下部芯样位置距桩底不宜大于1倍桩径或1米
7、，中间芯样宜等间距截取。缺陷位置能取样时，应截取一组芯样进行混凝土抗压试验。当同一基桩的钻芯孔数大于1个，其中一孔在某深度存在缺陷时，应在其他孔的该深度处截取芯样进行混凝土抗压试验。当桩端持力层为中、微风化岩层且岩心可制作成试件时，应在接近桩底部位截取一组岩石芯样；遇分层岩性时宜在各层取样。每组芯样应制作三个芯样抗压试件芯样强度检验：取一组三块试件强度值的平均值为该组混凝土芯样试件抗压强度代表值。同一受检桩同一深度部位有两组或两组以上混凝土芯样试件抗压强度代表值时，取其平均值为该桩该深度处混凝土芯样试件抗压强度代表值。受检桩中不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度代表值中的最小值为该桩混凝土芯样
8、试件抗压强度代表值。桩端持力层性状应根据芯样特征、岩石芯样单轴抗压强度试验、动力触探或标准贯入试验结果、综合判定桩端持力层岩土性状。桩身完整性类别应结合钻芯孔数、现场混凝土芯样特征、芯样单轴抗压强度实验结果，按下表进行综合判定：桩身完整性分类表桩身完整性判定成桩质量评价应按单桩进行。出现下列情况之一时，应判定该受检桩不满足设计要求：桩身完整性类别为4类的桩。受检桩身混凝土芯样试件抗压强度代表值小于混凝土强度设计等级的桩。桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩。桩端持力层岩土性状（强度）或厚度未达到设计或规范要求的桩。钻芯孔偏出桩外时，仅对钻取芯样部分进行评价。5、钻芯法与无损检测方法的关系
9、当采用低应变法或超声波法测出某根大直径桩在较深部位有严重缺陷时，往往采取钻芯法验证。然而，不同检测方法有时会出现不一致的结果这可能是由于无损检测方法误判造成的，更有可能是两种方法各自的局限性而造成的矛盾。由于低应变法的测试结果反映的是桩身某个截面的集总特征，对桩的局部严重缺陷并不能准确定位；而钻芯法只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量。所以，对于低应变法测出的局部缺陷采用钻芯法验证时，往往难以抽中缺陷。这时，只有增加钻孔的数量方能准确判定。这种情况在钻孔灌注桩中常见。低应变法与钻芯法发生矛盾的另一种情况是由低应变法的局限性所致。当桩身存在严重的破碎带、蜂窝及离析等时，低应变法所检测到的波形与桩
10、身存在的施工缝所检测到的波形并没有很明显区别的，但二者的性质却又完全不同。严重破碎带等对抗压的承载力将产生严重影响，采用钻芯法验证时，钻芯结果与低应变法检测结果会完全一致；但施工缝对承载力几乎没有影响，钻芯结果也正常。这种情况最为钻芯验证尤为必要。上述情况多发生在挖孔灌注桩中。超声波虽能确定局部缺陷的位置，但采用钻芯验证时，有时也会出现相互不一致的结果。原因有以下三点：钻芯法中钻孔存在一定的偏斜，当缺陷位置较深时，钻孔就可能偏离缺陷区。超声波法只能确定缺陷与声测管的相对位置，当声测管不垂直，使得桩顶声测管平面位置与缺陷处声测管的平面位置不同时，会使得钻孔定位不准。对于靠近钢筋笼附近的局部缺陷，
11、因钻孔可能出现偏斜使得钻孔定位不能靠近钢筋笼，也可能出现验证不符的情况。6、结论钻芯法是检测现浇混凝土灌注桩的成桩质量的一种有效手段，不受场地条件的限制，特别适用于大直径混凝土灌注桩。钻芯法不仅可以直接观测灌注桩的完整性，而且能够检测桩长、桩底沉渣厚度以及桩底岩土层的性状，钻芯法还是检验灌注桩桩身混凝土强度的可靠方法，这些检测内容是其他方法无法替代的。在多种的桩身完整性检测方法中，钻芯法最为直观可靠。但该法的取样部位有局限性，只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量，存在较大的盲区，容易以点代面造成误判或漏判。钻芯法对查明大面积的混凝土疏松、离析、夹泥、孔洞等比较有效，而对局部缺陷和水平裂缝等判断就不一定十分准确。另外，钻芯法还存在设备庞大、费工费时、价格昂贵的缺点。因此，钻芯法不宜用于大批量检测，而只能用于抽样检查，或作为对无损检测结果的验证手段。实践经验表明，采用钻芯法与超声波法联合检测、综合判定的办法评定大直径灌注桩的质量，是十分有效的办法。本工程地处长江中冲积平原上，属于公共设施项目，本工程对钻芯法检测的应用可以为相关检测方面提供参考。
