大直径灌注桩孔底沉渣厚度检测方法应用分析

大直径灌注桩孔底沉渣厚度检测方法应用分析

黄强

广东南粤勘察设计有限公司 广东省 广州市 5 11453

【摘要】伴随经济的增长，建筑行业也获得了长足的发展。在这样的背景下，灌注桩特别是大直径灌注桩以其明显的优势获得了十分广泛的应用。但是，大直径灌注桩施工难度大，工艺技术复杂多变，所以在施工环节需要监测质量。为了严格监控桩基础质量，灵活地调整施工工艺，就应及时监测基桩参数，尤其是孔底沉渣的具体厚度，以控制成孔质量。基于此，本文从大直径灌注桩出发，分析了检测孔底部位沉渣厚度有关方法的应用情况。

【关键词】孔底沉渣；大直径灌注桩；厚度检测

近些年来，伴随城市化水平的稳步提升，国内兴建了越来越多的超高层建筑。其中的基础一般采用的都是超长大直径灌注桩，但是，基坑深度却大多在20m以上，以至于检测工作通常在基坑底部实施。所以如果遇到质量事故，就需要大量消耗物力、人力、时间等，来处理，且操作难度也很大。考虑到孔底沉渣的不当厚度，会影响桩基性能，所以通过合理的检测方法，来检测孔底沉渣的有关厚度，来判断基桩质量便显得很有必要。

一、大直径灌注桩的概述

大直径灌注桩指的就是通过钻孔的方法来成孔，并向下安放钢筋笼，再统一灌注混凝土，而制作而成的大直径桩。一般的灌注桩直径为在800-1500mm，而大直径灌注桩则高达2500mm，最深可以约钻孔50m。这种大直径灌注桩具有很多的优点，如较少影响现场环境、落后变化桩长及其直径、单桩强度高、可深入各式各样的土层等。但是，同时这种灌注桩也具有一定的缺点，如成孔复杂、操作难度高、易引起质量事故、不可立刻承受荷载、冬季难以施工、桩身施工难度大、设备要求高、浇筑量大、钢筋笼刚度及稳定性不好、清渣难度高等。同时，在建筑行业，还对这种桩基的孔底沉渣规定了标准的控制要求，需要通过相应的检测方法，来予以有效控制。

二、工程概况

某高层建筑位于A市，其中的试验桩用的是冲孔灌注桩，一共测试了两根试验桩的沉渣厚度。桩径1000mm，桩长66m左右，桩端以中风化花岗岩为持力层。针对以上两根试验，在一次、二次清孔后分别检测桩孔底部的沉渣厚。在首次清孔后，通过探针法来检测沉渣厚。在完成二次清孔后，通过电阻率法，检测沉渣厚。在成桩且达到混凝土龄期时，通过竖向单桩静载抗压试验，来判断沉渣厚影响单桩抗压力的具体情况。

三、试验分析

1、探针法

在探针法检测沉渣厚度时，所用检测仪为TS-100CZ(A)型，且原理如下：在孔内放置的传感器底，装设了一个机械探针。基于电脑控制，能垂直前进或后退该机械探针，其中基于沉渣层不同于原土层硬度的特性来分析。在钻孔底部存在的沉渣往往很松散，能自由进入机械探针。但机械探针一旦到达底部，因为井下传感器具有有限的自重，以至于机械探针难以进入较硬的原土层，并迫使井下传感器倾斜。通过倾斜角的急剧变化，可以显示出沉渣层过渡原土层的具体位置。在探针前进中，通过地面检测仪器，可以实时记录井下传感器具体的倾斜角，其中前进距离至多235mm。所以，检测中探针突然提升压力、探头倾角时，对应的伸长度就是沉渣厚。

为了准确测得沉渣厚，则在测试中不可以使用方过大的初始倾角。初始倾角一旦过大，就表示测试中的传感器已经倾倒。而在测试中很可能不会倾倒传感器，而迫使最终测得的沉渣厚偏大。这种检测仪具有众多优点：测得曲线方便判断、直观，如果曲线特征显著，则分析得到的沉渣厚误差不大，为±5mm左右。据测试曲线结果可知：两根试验桩孔，均具有显著的判定特征，都存在倾角、压力突增点，可通过探针伸出对应的长度，得出沉渣厚。所以，一次清孔后，两根试验桩孔各具97mm、99mm的沉渣厚。

这种检测仪器具有的缺点有：传感器在井下偏大，浇灌混凝土的一般导管内径250mm左右。井下传感器具有的外径、托盘尺寸170mm、250mm。在二次清孔中，要以导管为通道，来检测沉渣。其中的传感器太大，难以下放或提拉。所以，应改造井下传感器，可设计有助于二清检测所需的辅助装置，如辅助提升的斗笠状帽等。在本项目中进度急，所以在二次清孔时，没有引入改造后的辅助器，所以选用电阻率法来检测孔底沉渣厚。

2、电阻率法

在电阻率法检测沉渣厚时，所用仪器为JL-DST(B) 型号，具体步骤如下：向孔底放置测定仪探头，并观察电阻率值的范围，适当选择放大倍数或测量量程。再上提1～2m测定仪探头，并自由下探头落，以透过沉渣层并进入原土层。匀速缓慢提高探头地，自动记录下来孔底深度各异的泥浆视电阻率，并得出曲线“电阻率-深度”。一直至将提高探头到与孔底约相距2m时停下来。通过曲线判定得出沉渣厚：曲线拐点以下的数字，可得出沉渣，并经由深度坐标来量取厚度。

该方法的优点：探头的长、直径、重量分别是1m、45mm、8.0kg。在工况设计中，有一起考虑一清、二清完成后的测试。探头截面积不大，与探接触式针测定仪相比，更容易沿导管向孔底下放。缺点：金属介质容易引起干扰。如果试桩直径小，也会影响测试效果。在测试中宜提升导管底部到孔底至少1m，以防导管干扰测试结果。据测试曲线可知：两条电阻率-深度曲线，具有的拐点位置下面的深度依次是50mm、40mm。而在拐点上面的电阻率也不是恒定的，且渐渐向恒定靠近。在泥浆泵关上后，从桩底至上，泥浆比重越来越轻。根据沉渣厚的不对标准，可知两根试验桩，二次清孔的沉渣厚50mm、40mm，都没有超出规范要求。相较于一次清孔结果，得到的二次清孔沉渣厚明显小些。主要就是完成成孔至一清后，间隔较长的检测时间（提钻历时），在具体成孔中没有及时清理孔口存在的石渣、土砂、在泥浆或孔中水内飘浮的微细颗粒此时均沉淀到了孔底并形成沉渣。但所做的二清后检测，则在泥浆泵关上后便可展开。

3、抗压静载测试

按规范要求在成桩28d后，通过竖向单桩抗压静载试验，测试了两根试验桩。在试验中荷载最大都是10000kN，据两根试桩的测试曲线结果图可知：两根试验桩最终的静载试验值都有上升至委托试验荷载的最大值。在整个试验过程，都没有发生异常现象，在桩顶部位的总沉降量都在40mm以下。所以，可以确定两根试验桩都具有10000kN的竖向单桩极限抗拔承载力。所以，检测得到的沉渣厚都准确正常，这种水平的沉渣厚，并不会影响到基桩的实际抗压承载力大小。

四、结语

综上所述，在应用大直径灌注桩时，检测孔底沉渣厚度的工作，在控制成孔质量、灌注桩施工质量中，发挥着很关键的作用。除了可以准确地体现成孔情况外，还能提供有效的设计参考依据。但是，还应视具体情况，来选用合适的检测方法，以控制工程质量。

参考文献

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