试论钻芯法检测混凝土灌注桩的必要性

试论钻芯法检测混凝土灌注桩的必要性

孙维

广东华路交通科技有限公司广东广州510080

摘要：混凝土是各类工程建设最主要的材料，其强度是混凝土质量的关键指标。工程质量监督中，需采用各类检测方法对混凝土强度进行抽查检测，钻芯法为常用的检测方法之一，其检测结果精确、直观，可以真实的反映混凝土整体强度，该技术适用领域广，在工程质量监督中得到了广泛的运用。

关键词：质量监督；钻芯法；混凝土；强度检测

前言

钻芯法是一种用于测试结构实体质量的微破损检测方法。最普遍的应用是检测结构混凝土强度，即利用专用钻机从结构或构件混凝土中钻取芯样进行抗压试验，除了进行必要的形状修正外，无需进行某种物理量与强度之间的换算。因此，普遍认为这是一种较为直观、可靠、精度高的检测手段。既能够单独使用，也作为回弹法和超声回弹综合法等简接方法测试结果进行修正的依据。各行业根据各自行业特点对钻芯法检测混凝土强度做出了相应的规定。如CECS03：2007《钻芯法检测混凝土强度技术规程》、DL/T5150-2001《水工混凝土试验规程》、JTGE30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》、SL352-2006《水工混凝土试验规程》、JTS239-2015《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》、JGJ/T384-2016《钻芯法检测混凝土强度技术规程》均就芯样直径、芯样的端面修整、样品养护、加荷速率、数据处理等作了不同的规定。钻芯法除检测结构混凝土抗压强度外尚有较多的应用，如混凝土缺陷的直观检查，现浇板厚度、路面厚度等结构尺寸的检测等等。钻芯法与标准试验方法结合可以对结构实体的抗拉强度、抗冻性能、抗渗性能、抗冲磨性能等进行检测。

1钻芯法及其特点分析

1.1混凝土强度

在国内外工程建设中，作为一种现代工业产物，混凝土因其施工简便、强度高、适用性强等优点，被广泛运用在工程建设的各个行业领域，如房屋建筑、水电站、大坝、铁路工程、交通设施以及核电站等等。随着科学技术的发展，自流平混凝土、超强度混凝土以及绿色混凝土技术的应用，混凝土的应用范围将会越来越广。可以说，混凝土的质量是工程质量的重要因素，甚至是关键性因素，混凝土的质量决定着很多工程的质量性能与等级。在我国现行的工程规范中，混凝土的强度是指其抗压强度，用fcu，表示，它是通过标准养护28天后的15×15×15cm立方体混凝土试块进行试验得出的极限抗压强度，单位是MPa。

1.2混凝土强度检测方法

由于混凝土的质量在工程质量中起到的关键性作用，工程质量监督必须严格把控混凝土的施工质量，确保混凝土强度达到设计的标准。为此，选择合适的混凝土强度检测方法，并加以合理运用，是工程质量监督中每一位质监人员所必须要面对的问题。

1.3钻芯法及其特点分析

与其他混凝土强度的检测方法不同，钻芯法属于对混凝土构件部分性破坏检测技术。其他检测的方法一般不破坏混凝土的结构，一般只在混凝土表面进行少些许的损伤，其检测无法深入到混凝土的内部，容易造成混凝土强度检测结果的不精确性。钻芯法则是在混凝土工程结构中直接钻出芯样，经过一定处理后，对芯样进行抗压强度检测，以确定混凝土强度的一种技术方法。分析钻芯法检测混凝土强度的特点如下：

1.3.1检测结果精确

由于钻芯获得的芯样直接来自于混凝土结构内部的深层，使得混凝土内部的强度检测更加具有可靠性，更加全面反映混凝土的强度性能，检测结果更为精确。

1.3.2检测结果直观

通过钻芯，可以观察到混凝土内部的结构组成，及时发现混凝土内部存在的质量缺陷，了解混凝土内部裂纹的深度、疏松和孔洞情况，这确保了检测结果的直观性。

1.3.3检测技术适用领域广

钻芯法除了可以检测混凝土的抗压强度外，还能够检测混凝土的抗劈强度、抗渗性，并且可以检测出混凝土的抗冻性能、容重和吸水性等，其适用的领域极为广泛。

2钻孔灌注桩桩基的检测控制方法

2.1高应变检测

高应变检测是利用重锤的高压力和冲击力，通过重击桩基的顶部，对桩基周围的多余土壤清除，留下具有高阻力的土体结构，并通过模拟实验检测出桩基的垂直承载力，对桩基的承压质量进行检测，在测试时要使用弹塑性模型。例如，以北京高速中线的某座大桥为例。检测时，砂土7d、粉土10d、饱和性和非饱和性黏土分别为25d和15d。在检测前对桩头的平整等方面进行了确定检查和加固，然后安装传感器利用激震的形式对实测桩的单击灌入力推算，得出2～6mm是最佳范围，检测桩的锤击次数为2～3次。

2.2小应变检测

小应变检测是通过小应变应力反应波发射进行检验，这种方式使用起来比较方便，对桩的整体直径改变、混凝土结构改变等情况都能够快速的判断。施工人员在使用时，要保证桩基的平滑坚硬和垂直，并且对地质情况和相关资料统一结合，做好钻孔灌桩的记录，同时现场必须要有专业的负责人员和监理负责人，保证工程现场施工的管理和安全。例如，以某一个高速公路的10孔大桥进行测试。第一步，将桩头上的浮浆清除，露出混凝土，然后安装接收器，一般使用胶水和橡皮凡士林，安装距离为四分之三的桩中心；第二步是开始测试，确保线路的连接无误，打开采样机器和计算机器，对桩基进行重击，将波形收藏和分析。

2.3静载荷测试

这种检测方法主要是对桩基的竖向承载力检测，具体的实验步骤和数据要根据实际的桩点参数进行设计。可以得出试点一的设置面积是6400cm2的压板，试点二则是6800cm2，试点三是7600cm2。然后要将重力承载的反力装置安装在上面，分级别的逐次增加75kPa的压力，加到八级为止。另外，要对桩基的沉降性检测，把数值调整到0.01mm，分为九次依次移除，借此来绘制桩基的变化情况。

3钻芯法检测技术的应用方法分析

3.1选择合适的混凝土结构钻芯部位

运用钻芯法检测混凝土强度时，一般是选择结构受力较小、混凝土强度具有代表性的部位进行钻芯，同时，该部位应适合于钻芯机的操作。钻芯取样时，钻芯机操作要由有经验的技师操作，保持平稳钻芯；芯样的直径一般要在混凝土骨料最大粒径3倍以上，最少不得低于2倍。钻取的芯样高度应比其直径稍大，便于后续的加工。取出的芯样一般不能含有钢筋。

取出的芯样还应该进行加工，以保证其规范的尺寸要求，即加工后的芯样高度与直径尺寸为1：1。在加工过程中使用锯切机时，要牢靠固定住芯样，并确保芯样轴线垂直于锯切平面。遇到过热现象，应利用水冷等措施来冷却锯片和芯样。芯样经过锯切后还要处理其端面，可用磨平机磨平其端面。

3.2加工后的芯样检测

对加工好的芯样进行检测，包括检测其平均直径、垂直度、高度和平整度，确保其符合规范的要求。如芯样的高度与直径比应保持在1：1，误差不得超过5%。芯样端面的不平整度在100mm内不能大于0.1mm。芯样轴线和端面的垂直度偏差不能大于1°。如果芯样检测中发现有较大缺陷或者裂缝时，也不能予以使用。

4结束语

总之，钻孔灌注桩桩基检测的质量和技术对逐年增加的房屋建筑有着积极作用，科学有效的检测方法能够保证建筑的稳定和安全性。钻芯法是在混凝土工程结构中直接钻出芯样，并对芯样进行检测，以确定混凝土强度的一种技术方法。

参考文献：

[1]胡新发.山地和岩溶地区大直径端承灌注桩质量与缺陷处理效果检测研究[D]中南大学，2012.

[2]朴春德，施斌，朱友群，卢毅.灌注桩检测中BOTDR温度补偿试验研究[J]防灾减灾工程学报，2009，29（02）：161-164.