建筑工程 Ｉ■ Ｃｈｉｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ 对钻芯法在建筑桩基检测中相关问题分析 金英杰 （江苏省地质矿产局第四地质大队２１５１２９） ［摘要］本文根据作者多年工作经验就钻芯法在建筑桩基检测中相关问题进行了简单的阐述。 ［关键词］钻芯法 建筑桩基检测；问题分析 中图分类号：Ｆ２８４ 文献标识码：Ａ 文章编号；１００９—９１４Ｘ（２０１４）１４—０１６８—０１ 一，钻芯法检测的内容和特点 钻芯法是直接从桩身钻取混凝土芯样和钻取一定深度的桩底岩土层芯样 进行状态和强度检验的检测方法。其检测的主要目的和内容有：（１）检测桩身混 凝土质量情况和桩身混凝土强度是否满足设计要求；（２）桩底沉渣、桩端持力层 的岩土性状（强度）和厚度、施工桩长等是否符合设计或规范要求。与其他检 测方法相比，钻芯法具有以下优点：（１）不受场地条件，（２）检测方法与结 果的可靠性、准确性和实用性高；（３）检测内容的特殊性是其他检测方法不可替 代的。其缺点是：（４）存在一定的检测盲区，（５）只能确定桩身完整性和混凝土的 强度，而不能直接确定基桩的承载力，只能采用钻芯法与低应变法等联合检测 桩身完整性，从多个侧面来分析判定其是否满足设计或规范的要求；（６）检测成 本高，周期长。 ＝ 钻芯法在桩基检测中相关问曩分析 ２．１水泥土桩检测 水泥土桩属于半刚半柔性桩，其弹性模量远小于混凝土，自身压缩性大。研 究结果表明：桩体的变形，轴力和侧摩阻力主要集中于桩距桩顶到临界桩长的 深度内，在深度大于临界桩长时，桩体的变形、轴力和侧摩阻力随外荷载的增加 变化均较小。 某金属制品厂房地基处理采用水泥土搅拌桩，桩径５００ｒａｍ，桩长１４．ＯＯｍ， 梅花型布置，设计单桩承载力特征值９馓Ｎ，复合地基承载力特征值１２０ｋＰａ。２８ｄ 后试验中，在单桩竖向静载检测时承载力不足７０ｋＮ，而该桩进行复合地基静载 检测满足设计要求（１２０ｋＰａ），经钻芯法抽芯发现桩身５ｍ ８ｍ段在淤泥层，桩 身水泥土尚未固结。 实例说明，水泥土桩在存在软土地层中，按混凝土桩的设计理论会高估其 水泥土桩的承载力，桩端阻力尚未发挥桩身已经破坏，甚至桩下部侧摩阻力尚 未发挥。本中心近几年的钻芯法检测发现９０ｄ后的水泥土搅拌、旋喷桩在软土 地层中成形仍较差，其强度大大低于黏土和砂层中的芯样强度，而以砂层中芯 样强度最好，颗粒越大，搅拌、旋喷效果好，强度高。水泥土桩除与土层颗粒大小 有关，还与土层的含水状态存在关联，含水量大的搅拌、旋喷效果较好。 水泥土桩在设计中应宜短、宜高、宜大的原则，即桩长宜短，置换率宜高，桩 径宜大。增加桩长并不能发挥桩下部侧摩阻力和端阻力的作用，造成浪费现象， 水泥土桩桩长随着工艺的改进目前已经超过２５ｍ，按桩径５００ｍｍ计算其长径比 达５ｏ，在钻芯过程中很容易偏出桩身，造成“短桩 现象。目前水泥土桩桩径从０． ４ｍ １．２ｍ不等，还有变径桩如丁型水泥土桩的运用，可以避免依靠增加桩长来 提高复合地基承载力，让水泥土桩在地基处理方法的作用更广泛。 ２．２灌注混凝土桩检测 混凝土桩是目前使用最广泛的桩，因钻芯法的适用性，本文中所涉及的混 凝土桩为灌注混凝土桩。随着施工工艺的质量控制，灌注桩比预制桩得到更大 空间的利用，如坚硬夹层、枯石场地或坚硬岩石持力层等。在灌注混凝土桩检测 中存在的问题包括以下几个方面： ２．２．Ｉ钻芯法检测结果判定 某商业楼，桩基础采用冲孔灌注桩，桩径０．８ｍ ２．２ｍ，桩长２Ｉ．００ｍ ５８． Ｏ０ｍ，无扩底，持力层为微风化石灰岩（２ ５．０ＭＰａ），单桩承载力设计值 ７００ｋＮ １４００ｋＮ钻芯检测１２８根，扩大检测２４根。 钻芯法检测后发现部分持力层存在溶洞或炭质灰岩夹层，夹层厚者达２． Ｏｍ多，对炭质灰岩夹层因岩性破碎无法取样，没能提供单轴抗压强度。后经过 研究，对该项目持力层有问题的桩不进行补强时进行静载试验，通过对５根 典型问题桩、可能存在问题最大的桩进行试验，试验结果发现其承载力均满足 设计要求。说明该桩桩侧摩阻力相对较大，基本可以满足设计单桩承载力要求。 后设计方考虑工程安全对持力层存在溶洞或夹层的桩进行注浆和压浆处理。 钻芯法的对持力层存在问题的桩所定结论一律为不满足设计要求，对一些 持力层中夹层厚度较薄的也定为不满足设计要求，这虽然发现了问题，但较大 的放大了工程危险性，其结论应接合静载试验结果综合判定为宜，盲目的扩大 检测比例不适宜该问题的解决，反而使工程工期拖长，投资成本更大。 ２．２．２细长桩不宜采用钻芯法检测 １６８ ｌ科技博览 某商业广场，基桩采用冲孔灌注桩，桩长２８．００ｍ ３６．００ｍ，桩径０．８ｍ ２． ０ｍ，无扩底，桩底硬持力层为微风化花岗岩。抽芯检测ｌ２根桩。 钻芯法检测中，对两根桩径０．８ｍ（一孔）的桩钻芯一孔，钻至２８．００ｍ深度 均遇到钢筋而偏出桩身，后换为桩径１．０ｍ的桩钻芯，其中一桩也在３１．００ｍ处 偏出桩身，对桩径１．２Ｏｍ（两孔）的桩进行钻芯部分也存在一孔偏出桩身现象， 偏出深度在３０．００ｍ＇３３．００ｍ，换为桩径１．４ｍ和１．５ｍ的桩进行钻芯才能有 效钻至桩底同样桩径１．６ｍ（三孔）也出现了一孔偏出桩身现象，而１．８ｍ和 ２．０ｒｎ的钻至桩底效果较好。 ２．２．３钻芯法在声测试验中存在局限性 某塑料制品厂房（两层）工程桩采用冲孔灌注桩，桩径１．０ｍ，桩长１３． ｔ￣ｎ－２１．０ｏｍ设计持力层为微风化砂砾岩。低应变检测中发现一根桩桩底出现 明显同向应力波反射，用钻芯法在该桩钻一孔，发现桩身混凝土完好，桩底持力 层与桩身完整吻合接触，持力层为微风化岩。该例说明钻芯法对低应变检测的 验证并不能有效验证。在较多低应变检测用钻芯法验证发现，钻芯法对低应变 曲线异常深度的位置也存在较大误差 超声透射波检测在运用钻芯验证时应以超声透射波的结果进行钻芯孔布 置，我们可以从声测管的布置和钻芯孔的布置看出，超声透射波的检测桩截面 范围要较抽芯大很多，超声透射波检测对缺陷类型不能定性，但可以对缺陷范 围定量，钻芯法检测在验证是可以直观查明缺陷情况，但对定量是有局限性的。 对桩身存在缺陷如蜂窝沟槽、破碎、离析和夹泥等情况，钻芯法对缺陷范围的判 断还是以孔判整桩，不能客观地反映缺陷的空间分布。 ２．２．４钻芯法在单桩桩身检测中强度存在差异 混凝土桩抽芯芯样试件是以桩横截面的平均强度为评价对象，对两孔或两 孔以上的，对缺陷部位也是按横截面的平均强度进行评价，而未考虑所要平均 的强度差异。 广州番禺某快速路桥桩，桩径１．４ｍ，桩长４１．０ｏｒｎ，设计混凝士强度Ｃ３０ 抽芯两孔，发现一孔在桩身２４．ＯＯｍ处混凝土有近１．Ｏｍ的颜色变化，芯样完好， 侧面有轻微麻面，在该段取芯样，抗压结果１３．１ＭＰａ，另一孑Ｌ同深度芯样强度为 ４６．５ＭＰａ，按平均强度算为２９．８ＭＰａ，不满足设计要求，考虑到芯样的特殊性， 在该桩加抽一孔验证缺陷程度，加抽孔无异常，缺陷同等深度芯样强度５１． ２ＭＰａ，按三孔的同深度芯样强度平均后，该桩强度满足设计要求，最后判定为 Ⅱ类桩。后经分析，粗骨料分布均匀，芯样完整，为该缺陷部位水泥存在问题，导 致胶结力差，强度明显偏低。 本例表明两孔芯样强度偏差较大，简单地按平均强度进行评价会产生争 议 如果缺陷样强度稍微高一点，平均后强度满足设计要求，是否可以直接判定 为Ｉ桩或Ⅱ桩？为了对桩身缺陷情况有更好的了解，不通过加孔验证，我们就不 了解缺陷分布范围情况，此桩加孔验证孔数也存在争议，而且其加孔位置布置 也可能直接导致结论的差异。 ２．２．５钻芯法在持力层岩检测中抗压强度存在偏差 钻芯法检测钻径（外径）要求不宜小于１００ｍｍ，对单动双管钻具按１００ｍｍ 的外径，芯样径长约８２ｍｍ。不同外径的芯样不同，这样芯样的抗压强度会存在 一个尺寸换算关系，目前检测规范未提供相关修正换算关系，这导致实际的岩 芯样强度出现偏差。 对非标准高径比芯样的抗压强度值按照规程ｓＬ２６４—２００１中的公式换算成 高径比为２：１的标准抗压强度值。 三．结束语 总而言之，钻芯法在水泥土桩和灌注混凝土桩检测中存在着一些不足和问 题，因此，要结合工程实践和总结，尽量避免类似问题的发生。在工作中应结合 声测检测方法和静载检测方法综合判定，采用合适的扩大抽检方式，尽可能地 不出现漏判现象，也不能放大质量问题。 参考文献 …ＤＢＪ １５－６０－２００８建筑地基基础检测规范【ｓ］． ［２】广州市建筑科学研究院．基桩和地下连续墙钻芯检验技术规程（ＤＢＪ１５ ２８－２００１）．
