钻芯法检测桩身混凝土强度的研究

钻芯法检测桩身混凝土强度的研究

李二龙

广东和协建设工程检测有限公司 523416

摘要：钻孔取芯法在检测灌注桩桩长、桩底沉渣厚度、判断或识别桩端岩土性质、判断桩身完整性类别等方面非常直观，往往能取得良好的检测效果。钻芯法检测桩身混凝土强度时，受钻进工艺、芯样试件制作方法以及尺寸等诸多因素的影响。

关键词：建筑工程；钻芯法；混凝土强度

引 言

目前，钻芯法较为普遍，是现场混凝土强度测量方法。钻芯法是不需要进行物理和强度转换的混凝土强度测量方法。检测过程更直接，检测结果更准确。

1 钻芯法的检测目的

对于建筑工程而言，建筑结构的安全在很大的程度上取决于混凝土的强度，而高质量的混凝土是保证建筑工程质量的基础。因此，在建筑工程施工过程中，加强混凝土强度的质量控制已经成为了保证建筑工程质量的重要手段。然而，在现场检测中，往往受到诸多因素的影响。比如：机械设备的安装、芯样零件选择不当、取样的操作过程、芯样加工、抗压试验等。本文对钻芯法检测混凝土强度进行了简要的研究。相比其他检测方法，钻芯法的检测性能更强，操作简单，检测结果准确度更高。因此，采用钻芯法检测建筑混凝土的强度，而钻芯法在检测过程中发挥了更大的作用。一般来说，钻孔桩的质量检验采用钻芯法。在建筑工程结构的混凝土强度试验中，钻芯法是判断混凝土桩是否具有较强的强度，以及混凝土桩的强度是否符合施工标准。

2 钻芯法的适用范围

钻芯法适用的范围如下：1）检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩身完整性、桩底沉渣厚度，判定或鉴别桩底持力层岩土性状；2）检测地下连续墙墙深、墙身混凝土强度、墙身完整性、墙底沉渣厚度，判定或鉴别墙底岩土性状；3）检测有粘结强度的复合地基増强体的桩长、桩身强度、身完整性，判定或鉴别桩底持力层岩土性状；4）检测水泥土墙墙深、墙身水泥土强度、墙身完整，判定墙底岩；5）检测岩石地基的岩石强度，判定或鉴别岩性及风化程度。

3 钻芯法检测混凝土强度的基本事项

钻孔取芯法检测灌注桩一般取芯龄期需达到28d（当受检桩的混凝土龄期未达到28d，而确实又需要提早进行钻芯检验的，其芯样试件必须放在室内养护至龄期不少于28d后方可进行抗压强度试验）。为了保证钻取芯样的真实性，钻芯设备应使用高转速和转速调节范围广的液压操纵机。

3.1钻机检测前准备工作

钻机使用前的检查要点：1）检查钻机安装是否正确平稳，各连接处是否牢固，操纵手把是否灵活可靠；2）检查变速箱的油面是否达到油标尺刻线位置，液压油箱内的油是否加满；3）检查卷扬机上的抱闸手把操纵是否灵活，在制动和松开状态下，松紧程度是否合适。并检查在闸带、转筒和支架表面是否有油，以免打滑；4）将摩擦离合器手把至于断开位置，然后再把两个变速手把放在抵挡的位置，联动手把放在接通立轴位置，转动立轴检查钻机各转动是否灵活。

3.2钻机设备的安装：1）钻芯钻机的安装必须稳固，精心调平，各部固定螺栓要拧紧。传动系统要相对对线，确保施工过程不发生倾斜、移位；2)钻机应安装稳固，底座应调平，并保证立轴锤直。钻机安装定位后，钻机的立轴中心、天车前沿切点与钻芯孔中心点必须在同一条铅垂线上；3）设备安装后必须进行试运转，在确认正常后方能开钻；4)应具备冲洗循环系统循环系统必须离钻机塔脚0.5m以上。

3.3钻探要求

钻芯孔位的确定：1）桩径小于1.2m的桩，不得少于1孔；桩径为 1.2~1.6m的桩，不得少于2孔；桩径大于1.6m 的桩，不得少于3孔；2）当钻芯孔为一个时，宜在距桩中心10~15cm的位置开孔；当钻芯孔为两个或两个以上时，开孔位置宜在距桩中心0.15d~0.25d内均匀对称布置；3）对桩底持力层的钻探，每根受检桩不得少于1孔，其钻探深度应满足设计要求，其他钻芯孔不得少于1.0m。对桩底持力层有夹层或岩溶的工程，每根受检桩的每个钻芯孔对桩底持力层的钻探深度应满足设计要求；当设计无明确要求时，桩底持力层的钻探深度不应小于3倍桩径，且不应少于3m。桩底持力层的钻探数量和深度可适当减少。

3.4钻芯作业要求

钻进时不得随意提动钻具，以防止混凝土芯堵塞，发现混凝土芯堵塞时必须立即提钻，不得继续钻进。在钻进过程中，钻孔内循环水流不得中断，水压应能保证充分排除孔内岩粉。在钻孔过程中，应保证钻孔倾斜率不得大于0.5%。钻孔时应适当控制回次进尺，每回次进尺应控制在1.5m以内；钻至桩底时，应采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定沉渣厚度。提钻卸取芯样时应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯。当芯样质量、沉渣厚度和持力层满足设计要求时，应采用水泥浆从钻芯孔孔底往上回灌封闭，灌浆压力不小于0.3MPa；否则应封存钻芯孔，留待处理。取样完毕，剩余的芯样应移交委托单位妥善保存。

3.5样品采集

混凝土抗压芯样试件采取应符合如下规定：1）当单孔的混凝土芯样长度小于10m时，每孔截取2组芯样；2）当其长度为10~30m时，每孔截取3组芯样；3）当其长度大于30m时，每孔截取芯样4组。上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或2m，下部芯样位置距桩底不宜大于1倍桩径或2m，中间芯样宜等间距截取。

缺陷位置能取样时，每个缺陷位置应截取一组芯样进行混凝土抗压试验。

如果同一受检桩的钻芯孔数大于一个，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。

采取芯样试件前应对有标明工程名称、钻芯桩号、钻孔号的标牌的全貌进行拍照。有明显缺陷的芯样表面应朝上，务求能反应芯样的真实情况。采取的芯样应用透明胶纸缠绕包紧，对于胶结差的芯样应尤其注意，以防止在取样、运输、加工过程中损坏，同时在透明胶纸上用不褪色油漆笔标写芯样编号。

3.6现场编录

编录的内容应包括混凝土的胶结情况、骨料的分布情况、混凝土芯样表面的光滑程度、气孔大小、蜂窝、夹泥、离析、桩底混凝土和桩底持力层的接触情况、有无沉渣、沉渣厚度以及桩端持力层的岩性特征。特别是钻进过程中出现异常情况，如钻进时塌孔或出现无法钻进的情况应进行详细描述。在截取芯样前，应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件截取位置、桩长、孔深、检测单位名称标志牌的全貌进行拍照。当芯样质量、沉渣厚度和持力层满足设计要求时，应采用水泥浆从钻芯孔孔底往上回灌封闭，灌浆压力不小于0.3MPa；负责应封存钻芯孔，留待处理。

4 钻芯法检测混凝土强度的实例

悦兴创意生活广场位于东莞市大朗镇，该项目的灌注桩桩径为800mm～1200mm，设计桩长为19m~22m，设计抗压承载力特征值为1800KN～3200KN，混凝土设计强度为C30，桩底持力层为强风化花岗岩。本次钻孔抽芯检测采用北京探矿机械厂生产的xy-1A型钻机3台，101mm单动双管金钢石钻具下面将列举3根检测桩进行介绍。检测桩的设计施工资料如下：

1#桩1号孔

8#桩1号孔

12#桩1号孔

将受检桩现场钻芯取样编录后，送至实验室进行加工，然后进行抗压试验，具体数据如下：

各桩抽芯检测主要情况一览表 表4

上述3根工程桩均为I类桩，满足设计要求。

结束语

混凝土因其自身的特点而具有不可替代性，混凝土的强度直接决定着工程的质量。为了保证岩心钻探检测的准确性，有必要充分了解检测条件、检测原理和检测过程。在检测的过程中，应该充分考虑各种因素的影响，规范操作，以确保检测结果的准确性。

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