钻芯法检测混凝土灌注桩若干问题的探讨

何秀忠

深圳市宝安区住房和建设事务中心 广东深圳 518101

摘 要： 本文就基桩钻芯检测工作中常见问题进行了总结、分析，并对检测

的各要素、各环节提出了加强质量控制的方法。

关 键 词： 桩基工程 旋挖灌注桩 钻芯检测

1．前言

混凝土灌注桩按成桩工艺可分为：冲孔、钻孔、人工挖孔、旋挖灌注桩等，目前主要是旋挖灌注桩，其质量检测方法主要有：静载检测法、高应变、低应变动力检测法、超声波透射法和钻孔抽芯检测法。混凝土灌注桩采用钻芯法检测，是一种有效手段，钻芯法检测受场地条件限制小，检测科学、直观、经济、实用，钻芯法检测对大直径灌注桩的质量检测特别适用。

本文就基桩钻芯检测工作中容易出现的问题进行探讨，并对检测的各个主要环节、要素（桩长、桩底沉碴、桩端持力层等）的质量控制进行总结、分析，以期更好地改进、完善基桩钻芯检测工作。

2．桩长

桩长多少和基桩的承载能力存在着直接关系，摩擦桩和端承摩擦桩中，桩长的大小是关键因素。所以，桩长是否满足设计要求是基桩钻芯法检测的主要目的之一。

日常钻芯检测施工中，施工人员会经常碰到桩检测长度与施工记录桩长数值相差很大。现有的检测标准、规范均无明确对这个问题该如何反映、如何评价。现在一般处理方法是在检测过程中如实记录数据，同时检测报告中按实际情况反映。

值得探讨的是：工程质量问题除了安全质量问题这一指标，还应该包括经济质量指标；施工记录是该桩在施工过程中的真实反映，应确保其记录的准确性，容不得弄虚作假；施工记录桩长与检测桩长的较大偏差，说明施工记录值得怀疑，亦说明该工程的基桩出现了经济质量问题（有虚报桩长增加工程造价之嫌）。我们接受客户的委托进行工程质量检测，不单要对工程的安全质量负责，亦要对工程的经济质量负责，除在检测中如实反映外，应视情况的严重性作出评定。

3．桩底沉碴

基桩能否安全使用和桩底沉碴有直接关系，在摩擦端承桩和端承桩要求更加注重桩底沉碴。所以，检测桩底沉碴是否在允许范围内、是否符合设计及施工验收规范的要求也是基桩钻芯法检测的主要目的之一。

根据现在实施的《建筑桩基技术规范》，灌注桩孔底沉碴厚度有下面指标：①端承桩≤50mm；②摩擦端承桩和端承摩擦桩≤100mm；③摩擦桩≤300mm。由于施工工艺的影响，冲孔、旋挖灌注桩往往桩底沉碴较软、较松散，厚度较大。

通过钻机操作人员在检测现场的钻进记录及所采取的芯样，再通过测量钻杆长度减去所采取的芯样长度计算出桩底沉碴厚度，钻机操作人员的经验、采用的工艺、诚实等因素会影响钻进记录准确。但是，钻芯取出的芯样很多都是松散的砂和泥，有的可能无法取出，这是因为沉碴有无胶结、遇水易软化、松散等特性。在缺少直接的沉碴厚度测定物证情况下，对桩底沉碴厚度判断只能更多的依靠钻机操作人员的现场钻进记录。因此，桩底沉碴的测定易受人为因素的影响，特别是沉碴厚度在临界值附近时，造成出现纠纷。必要时采用孔内摄像法进行确定。

必须采取适当的控制质量办法，提高检测的公正性和准确性，最大限度减少人为因素的影响：（1）沉碴钻取采用合理的工艺，钻机操作人员认真执行合理的工艺：①当钻孔钻离孔底约0.5米时，马上提钻，这回次持力层进尺限制在0.5米以内，让下一回次将剩余的0.5米混凝土样、持力层并包括沉碴一起纳入内管；②要采用减压和慢速钻进，钻具突降或柴油机突冒黑烟，要立即停钻，关闭水泵，更换单管钻具进行干钻捞渣，并马上测量机上余尺多少，测量钻杆长度，准确记录沉碴的厚度。（2）对钻机操作人员和现场检测人员进行经常性的技术培训，诚实教育要做得细，提高钻机操作人员和现场检测人员的素质。（3）建立有效的监督管理机制：技术负责人现场监督、核验和记录，必要时采用高清录像进行全程监控。

4．钻芯孔偏出桩身外

基桩钻芯检测工程项目中，检测旋挖灌注桩时经常碰到钻芯孔未钻穿桩底而偏出桩身外，主要原因存在下面两个因素：（1）钻芯孔垂直度偏差>0.5%，不满足要求。开孔时钻机平台没有调水平，立轴、导向管和钻芯孔不在同一直线上等原因引起；或在钻进过程中，进行纠偏作业没做好，由于场地等原因出现钻机平台偏斜，没有立即、经常测量立轴、导向管、钻芯孔垂直度；（2）桩身偏斜。冲孔、旋挖灌注桩在施工过程中，由于场地地质因素（如遇到孤石、硬夹层等）、人为因素（如施工工艺、人员操作等）旋挖机械等影响，桩本身出现偏斜。

当出现钻芯孔偏出桩身外的情况时，有关各方会因利益因素对检测质量提出怀疑、或出现争执、纠纷。碰到这类问题，1、要自检自查钻机平台是否水平，立轴、导向管和钻芯孔是否在同一垂直线上，2、商定委托第三方对抽芯孔进行测孔斜工作和委托方一起决定，根据规范要求钻芯孔垂直度允许偏差为0.5%。如果结果证实钻芯孔垂直度超出了规范要求值，就要重新钻孔抽芯；若证实钻芯孔垂直度符合规定要求，说明桩身偏斜，则应验证该桩承载力是否符合设计要求，必要时应对该桩进行工程处理。

5．桩端持力层

桩端以下5倍桩径或5米范围内无断裂破碎带、洞隙分布和无软弱层夹层，在桩底应力扩散范围内无岩体临空面，嵌岩灌注桩按端承桩规范设计，是根据执行的《建筑地基基础设计规范》规定。虽然岩土工程勘察在施工前已经完成，但是从经济质量钻孔的数量是有限的数量，碰到较复杂地质条时件，很难全面弄清土层和岩石的分布准确情况。所以，基桩钻芯检测需确定桩底持力层的问题。

确定持力层问题在基桩钻芯检测一般有如下：1、项目持力层岩土层性状是否符合设计规范要求；2、持力层厚度够不够；3、桩底持力层是否存在夹层。

准确判断桩端持力层岩土性状，将会直接关系到受检桩能否安全使用。如果持力层是中、微风化岩，可直接钻取岩芯鉴别；如果持力层是强风化岩土层，就采用标准贯入试验方法鉴别，进行试验在距桩底100厘米内开始进行，目前广东省标准规定标准贯入锤击数达70击及以上为强风化花岗岩。

关系到桩端持力层的强度，残积土层、全风化岩层和强风化岩层的划分特别重要、但这个有时较难光靠肉眼来区分，在花岗岩地区施工项目，除了根据岩、土层结构构造外，更加要依靠标准贯入试验进行结果判断。如深圳宝安松岗某学校，为旋挖灌注桩，设计桩底岩土层为强风化花岗岩。选取10根桩进行钻芯检测，其中2根桩检测结果(见下表)为：若单按岩（土）芯样结构构造判断，2根桩桩底岩（土）层均可判为强风化花岗岩，但对2根桩底岩（土）层进行标准贯入试验，结果表明桩底岩（土）层强度均达不到强风化（标贯32～52击）。综合分析判定，2根桩桩底岩（土）层均判为全风化花岗岩，不符合设计要求。分析其原因为：该工程挖孔后，因某些原因影响，没有及时浇灌桩芯混凝土，桩底岩土层又为遇水易软化、崩解的花岗岩风化物，受地下水、等因素的影响，降低了桩底岩土层强度。

受检 桩号	持力层岩土性状	标贯击数（击）
32#桩	褐黄色，风化岩石呈坚硬土状，原岩结构清晰，岩芯手可折断、捏碎成砂土状，遇水易软化、崩解。	42（25.20～25.50m） 55（26.50～26.80m）
20#桩	褐黄色、灰白色，风化岩石呈土柱状，原岩结构清晰，岩芯手可搓散呈砂土状，遇水易软化、崩解。	32（27.03～27.33m） 45（28.60～28.90m） 52（29.40～29.70m）

6、砼芯试样

钻孔取芯后均应按规范要求截取砼芯试样进行饱和单轴极限抗压强度试验，以判断桩身砼强度是否满足设计要求。由于每根桩的砼芯质量存在差异，不同位置截取不同的砼芯作试样，其试验结果对判断桩身强度影响很大，甚至会出现误判的结果。

在工程实际操作过程，混凝土芯试样的试验、加工、采取等环节中，人为因素影响引起经常争议，所以，加强必须该环节的质量控制方案。建议采用“有见证取样”，即采取钻芯试样时应监理方、现场检测技术人员、施工方、质监方及委托方等有关各方人员，采取共同确定位置的符合规范要求的砼芯作为试样，再由委托方、检测员送试样到试验室制作试件加工并作抗压强度试验，试样在试验室加工、试验的全过程委托方可派员监督或高清录像进行监控。

7．结束语

影响基桩钻芯检测质量的除仪器设备外，主要的是检测技术人员、钻机操作人员的技能、经验和诚实度。在检测过程中，加强各个环节（开孔、钻芯过程和砼芯试样的采取、加工、试验过程）、各个要素（桩长、桩身完整性、沉碴、桩端持力层等）的质量控制，是提高钻芯检测质量的有效途径。

参考文献

1、如何在检测基桩施工中确保钻芯法的质量 任子强 《建筑知识:学术刊》2013年

2、关于《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106—2003)中某些条款的商榷及修订建议 高翔 李章珍 袁海萍 《河北建筑工程学院学报》2007年

3、关于CECS03:2007《钻芯法检测混凝土强度技术规程》中单个构件混凝土强度推定值的讨论 刘运江 王善拔 罗云峰 《建筑监督检测与造价》2009年.

第 7 页 共 7 页