桩基检测中钻芯取样法的应用

桩基检测中钻芯取样法的应用

黄明成

黄明成

清远市公路工程质量监理检测站广东清远511500

摘要：公路桥梁建设中，桩基础比较常见，因为其本身存在于地下，属于隐蔽性工程，在施工完成后并不能直观判断是否存在有质量问题，这就需要借助相应的方法和手段来对桩基进行检测。本文结合具体的工程实例，对公路桩基检测中钻芯取样法的应用进行了分析，希望能够为相似工程的桩基检测提供参考。

关键词：钻芯取样法；公路；桩基检测；应用

前言：新时期，我国的交通运输事业得到了前所未有的发展，公路桥梁等基础工程不断完善，在经济发展中发挥着不容忽视的作用。公路桥梁工程不仅关系着我国交通运输的整体效率，也关系着交通安全和人们的生命财产安全，对于施工质量有着相当严格的要求。桩基作为隐蔽性工程，对于质量的要求自然更高，通过有效的桩基检测技术，能够及时找出其中存在的问题和隐患，切实保证公路桥梁的使用安全。

1钻芯取样法概述

钻芯取样法本身的操作简单，在基桩上按规范选点钻孔取芯，对芯样进行现场初步拍照观测外表，再按桩的关键部位细取样品送实验室检测强度、性能。在当前的技术条件下，钻芯取样在很多工程项目桩基检测中有着广泛的适用性，对于技术人员而言，直接钻取芯样能验证设计施工中的很多疑问，相比于使用其余间接办法测得的成桩情况和桩身质量，钻芯取样法的结果更令人信服。同时，以目前检测技术来讲，钻取位置精确和准度不断提高，可减少因检测对桩身造成的破坏，为检测取样带来更高的有效性。

2钻芯取样法在公路桩基检测中的应用

某公路工程在穿越山区一段软土区域时，采用了桩基础的形式来提升基础承载能力和稳定性，桩基础选择的是灌注桩，长度30m。在桩基施工完成后，利用超声波无损检测技术对其进行了质量检测，但是因为存在一定的测试盲区，并不能对桩基全断面的质量进行准确判断，在这种情况下，技术人员决定采用钻芯取样法来对检测结果进行校验。

2.1基本要求

在进行钻芯取样前，需要首先明确场地和设备，对钻芯取样的机械进行合理选择，例如，在取样环节，应该保持钻机平稳，以平行于检测桩中轴线的方向作为最佳钻进角度，如果钻机在钻进的过程中，失去稳定性，则需要立即停止操作，以免方向控制不当引发的钻芯失败；其次应该明确相关要求。在钻芯取样的过程中，需要将芯样的直径和高度比控制在1.5左右，以水泥浆对断面进行补平处理，如果断面不平整，则需要进行加工处理，补平厚度不超过5mm，同时需要依照具体要求，做好轴线和断面垂直度的有效控制；然后，应该明确取样标准。钻芯取样过程中，应该依照工程的实际情况，对取样直径进行确定，可以参照混凝土检测的相关规范进行，将取样标准设定为集料最大粒径的3倍左右，通常为100mm或者150mm。虽然公路桩基粗集料的最大粒径可以达到37.5mm，但是如果将芯样的直径确定为120mm，则会导致取样难度的增大，因此在该工程中，将芯样直径确定为100mm；最后，当单孔混凝土芯样长度在10m以下时，每孔截取2组芯样，长度在10-30m之间时，每孔截取3组芯样，若其长度超过30m，则每孔截取的芯样不能少于4组。当钻芯孔为一个时，开孔位置应该设置在距离桩中心10-15cm的地方；当钻芯孔为两个或以上时，应该在距离桩中心0.15d-0.25d的区域内，进行均匀开孔。

2.2操作工艺

在做好必要的准备工作后，还应该做好相应的安全技术交底工作，确保作业人员能够明确钻芯取样法的具体操作流程，熟悉设备的操作步骤，做好相应的安全防护，以此来保证自身的生命安全。

2.2.1钻芯取样流程

可以借助金刚石钻头、硬质合金钻头进行钻孔钻进。用开孔（钻径110cm）管到混凝土内部150-200cm后，然后将钻具更换成SDB110单动双管钻具，以金刚石钻头继续深入，抵达桩体底部。桩基钻芯取样的基本流程包括：一是确定好每一根受检桩的钻芯数量和钻孔位置，并对其进行检查；二是安装钻机设备，确保设备安装的准确性和稳定性，钻芯垂直度偏差能够被控制在0.5%以内；三是如果桩顶面和钻机底座距离较大，需要安装孔口管；四是在进行芯样卸取时，应该拧卸钻头和扩孔器，不能对其进行敲打；五是每回次进尺应该被控制在1.5m以内，当钻进到桩底时，需要借助恰当的工艺对沉渣进行钻取；六是依照从上到下的顺序，将芯样依次放入芯样箱，做好标注，对其质量进行初步描述。

2.2.2桩头钻进

在桩头的钻进处理中，同样可以采用无泵孔底反循环工艺，借助硬质合金钻头钻进。考虑到桩头包含了水泥砂浆和浮浆，表面存在软硬不均匀的情况，需要做好钻头防斜处理。刚刚与桩头接触时，应该保持较低转速，也不能进行加压处理，必须等到钻头完全进入混凝土后，才能进行加压，不过同样需要将转速控制在较低的范围内（169r/min），压力控制在2kN。钻进深度达到200-300mm后，可以更换为无泵孔底反循环，对钻具进行导正，然后就想钻进100-200mm，下入套管护壁后，更换SDB110单动双管钻具继续钻进操作。

2.2.3桩体钻进

在桩体混凝土中的钻进应该尽可能做到认真细致，多观察，不能盲目钻进。如果发现混凝土芯异常的情况，需要立即提钻，对问题产生的原因进行分析，采取有效措施将问题排除后，才能继续进行作业。如果在施工过程中，观察到冲洗液返出，同时表现为泥浆水又或者携带有砂石，则表明可能遇到断桩、夹泥或者混凝土离析等问题，需要停止钻进，对钻孔深度进行测量，做好记录工作并查明原因，通知业主、监理、施工及时进行处理。待混凝土芯完全取出后，需要做好断口保护工作，结合断口的形状，从上往下以此放置岩心箱，确保放置顺序正确，不能出现颠倒的情况，而且应该依次填写岩心牌。对于存在有断桩、夹泥或者混凝土离析层的位置，在取出岩心管后，应该立即以塑料袋密封，避免用水冲洗或者随意敲打。

2.3抗压强度实验

在抗压强度实验中，需要关注两个方面的问题，一是取样位置对于试验结果的影响。虽然从目前来看，在相关试验标准中，并没有就取样位置做出明确规定，但是不可否认，不同位置取得的样品边会带来不同的实验结果。如果从桩基质量的角度分析，需要做好最差位置芯样强度的分析和评价，而如果在桩基中存在有质量缺陷，如混凝土离析、存在胶结差等，则不能将相应最为作为桩基强度的代表。在这种情况下，如何选择更具代表性的芯样进行试验，就成为技术人员需要关注的一个核心问题；二是芯样抗压强度换算。在相关施工规范中跳出，混凝土强度验收和评定的标准应该选择边长在15cm左右的立方体进行试验，芯样的强度同样需要对直径比和高径比进行转换，以此来完成对试块强度的有效控制。相应的转换体现在三个方面，一是不同直径芯样强度的转换，应该统一换算成15cm的强度；二是需要对芯样试件的直径比和长度进行换算；三是对于圆柱体试件，应该将强度换算为标准立方体试件的强度。例如，当某个芯样的长度为100mm，直径同样为100mm时，抗压强度保持在28MPa，经过相应的换算，可以达到其实际抗压强度为30.8MPa。依照《钻芯法检测混凝土强度技术规程》的相关要求分析，对于直径为100mm或者150mm的芯样试件，抗压强度可以直接看做是混凝土的强度换算值，依照上述粉熊，抗压强度为28MPa，虽然无法进行换算，但是可以将其直接看作换算值。

2.4检测结果分析

依照相应的检测结果分析，公路桩基混凝土进尺为30.34m，芯样采取率达到了99.44%，混凝土呈现为灰色和浅灰色，与斑状结构类似。在对芯样进行初步处理后，其表面更加平整，粗细骨料和气孔的分布更加均匀，也具备较好的胶结性。选择4组12个混凝土芯样开展前度抗压实验，并对实验结果进行对比，发现抗压强度的最大值和最小值分别为44.5MPa和37.4MPa，能够满足相关标准的要求。

3结语

总而言之，作为公路桩基检测中一种比较常用的方法，钻芯取样法的可靠性和精度高，直观性强，能够为无损检测防范提供可供参考的依据。不过也必须认识到，钻芯取样法同样存在缺陷和问题，如钻芯抽取数量较少，其原理也是以部分样本来给桩群下定论，其代表性较差，而且会对被检测桩基造成破坏，影响其正常使用，同时检测难度较大，无法全面推广。因此，在实际应用中，可以将钻芯取样法和其他检测方法联合使用，以保证检测结果的有效性。

参考文献：

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