樁基鉆芯取樣

1、隨著公路建設(shè)的發(fā)展， 橋梁樁基工程被大量的應(yīng)用。 由于樁基屬于地下隱蔽工程， 因此對樁基的質(zhì)量檢查是十分的重要。樁基礎(chǔ)在橋梁工程中， 主要有鉆孔灌注樁與挖孔灌注樁。 樁基的質(zhì)量檢測方法主要常用的有：超聲波檢測法、 低應(yīng)變動力檢測法、 鉆芯取樣檢測法等。 超聲波與低應(yīng)變動力檢測法屬無破損檢測法，對于重要工程或重要部位的樁基宜逐根進行，而鉆芯檢測法屬局部破損檢測法，應(yīng)按照規(guī)定的抽檢比例及對樁的質(zhì)量有疑問時采用。 通過鉆芯檢測法可以判斷樁身的完整性、混凝土強度、樁長、樁底沉碴及持力層性狀能否滿足設(shè)計及規(guī)范的要求。2、芯樣鉆取的要求在鉆芯檢測法中， 鉆取芯樣是主要環(huán)節(jié)， 采取的芯樣質(zhì)量好壞直接關(guān)系到對

2、整個樁基質(zhì)量評價的準(zhǔn)確性。鉆取的混凝土芯樣可分為兩種狀況， 一種是形狀規(guī)則完整、表面平整光滑；另一種是取出的芯樣表面粗糙，完整性差，粗骨料與水泥膠結(jié)差，甚至難于鉆取完整的芯樣。產(chǎn)生后一種芯樣的原因除了由于樁基本身質(zhì)量較差外， 還與鉆探設(shè)備、 操作工藝導(dǎo)致芯樣破損有關(guān)。顯然， 由操作引起的芯樣不完整性不能代表該樁的混凝土質(zhì)量。因此，鉆取芯樣過程， 要求保證芯樣的原狀性、 代表性， 對不完整的、 破碎的芯樣要能作出準(zhǔn)確的分析判斷。21鉆機的使用要求應(yīng)選擇有資質(zhì)、 有經(jīng)驗的鉆探單位進行鉆芯取樣工作。鉆機應(yīng)選擇振動小、 調(diào)速范圍廣、扭矩大、液壓操縱的高速鉆機。鉆機設(shè)備安裝必須水平、周正、穩(wěn)固，如鉆機不

3、穩(wěn)，則鉆機容易發(fā)生晃動、位移，這不僅影響芯樣質(zhì)量，也影響鉆機的使用壽命，且容易發(fā)生卡鉆。2 2鉆取混凝土芯樣直徑的選擇公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程 （ JTJ053 ）規(guī)定芯樣直徑應(yīng)為混凝土所用集料最大粒徑的3 倍，一般為 150mm 或 100mm 。樁基所用粗集料最大粒徑一般為 40mm ，則取芯直徑應(yīng)為120mm ，但芯樣直徑大，取芯費用較高。因此，通常是選用 100mm 左右的芯樣直徑。2 3取芯要求取出的芯樣要自上而下按順序編號排列， 不得顛倒、 丟失、 更換， 芯樣上寫明孔號、 回次數(shù)、取芯過程及取出的芯樣起至深度、 總塊數(shù)、 塊號， 并在取樣試驗前及時拍攝芯樣全部照片。應(yīng)由監(jiān)理工程

4、師監(jiān)督檢查及驗收，芯樣還應(yīng)妥善進行保存。3、鉆芯取樣判斷樁身完整性樁基需要進行鉆芯取樣的情況有：按樁基總數(shù)的百分率抽檢（公路施工手冊橋梁提供的比例為5%10%）。對樁的質(zhì)量有疑問， 這疑問有二方面：一是施工過程發(fā)現(xiàn)的疑問；二是進行無破損檢測時發(fā)現(xiàn)信號異常提出的疑問， 對此， 檢測單位往往建議進行鉆芯檢測作進一步的判斷。 因此，鉆芯檢測結(jié)果，對樁基的取舍處理是至關(guān)重要。 根據(jù)鉆芯檢測法判斷樁身的完整性及質(zhì)量狀況就一定要做到準(zhǔn)確可靠。影響樁身完整性及質(zhì)量的主要缺陷有：斷樁、夾泥樁、縮徑、樁底沉渣太厚、混凝土離析、膠結(jié)差、強度不足等。在取芯過程，遇到鉆進速度突然加快，則可能鉆遇斷層、夾層、混凝土嚴重

5、離析層、 縮徑層、 灌注時坍落進入樁身的砂土等， 遇此情況應(yīng)立即停鉆，測量孔深位置， 記錄異常情況， 然后才可繼續(xù)鉆進穿過病害層并取出相應(yīng)層位的芯樣。 對局部缺陷的樁，如夾泥、 縮徑等， 因缺陷范圍只占樁截面的部分， 則有可能取芯孔未穿過該部分而未能發(fā)現(xiàn)缺陷， 從而留下事故隱患。對此，當(dāng)施工過程或無破損檢測懷疑樁基有此類缺陷， 就應(yīng)增加鉆芯孔數(shù)， 鉆孔位置布置時可將孔位偏向外側(cè)， 如按等距離布置三個鉆孔取芯， 這樣才能比較準(zhǔn)確反映此類樁的缺陷情況。 鉆孔布置一般又不能太靠近邊緣， 且鉆孔要垂直鉆進， 否則易碰上 鋼筋 籠而無法鉆進或鉆眼斜出樁體外而取不到芯樣。樁身出現(xiàn)缺陷的原因主要有：清孔不徹

6、底、灌注水下混凝土過程中導(dǎo)管進水、坍孔等。 對挖孔樁非水下灌注混凝土， 如孔內(nèi)有一定的滲水量， 在混凝土澆筑過程中間又有停頓， 混凝土頂面易形成積水層， 如積水達到一定量又未能排除， 繼續(xù)澆筑混凝土則該處會出現(xiàn)混凝土嚴重離析、膠結(jié)不良的缺陷。4、芯樣抗壓強度試驗鉆取芯樣之后， 除了對樁基的完整性作出評價外， 當(dāng)混凝土試塊強度不足或?qū)υ噳K的強度結(jié)果有懷疑時， 應(yīng)對鉆取的芯樣取樣進行抗壓強度試驗， 對樁身混凝土強度作出評價。 影響混凝土芯樣強度的因素很多，除了原材料、 施工工藝方面的因素外， 芯樣試件的取樣位置、試件的尺寸及數(shù)量等方面也是重要的影響因素。 因此， 如何選擇具有代表性的試件是評價樁身

7、混凝土強度的重要條件。41取樣位置的影響一根樁的芯樣通常都比較長， 選取芯樣抗壓的試件只是其中的很小一部分， 而樁身混凝土灌注過程受到許多不確定因素的影響，取出的芯樣在各個不同的位置強度差別就可能比較大，如有些部位混凝土膠結(jié)較差、骨料較少、 試樣表面粗糙， 這些部位強度一般都比較低， 如芯樣表面光滑、完整，則強度會比較高。要如何取樣，現(xiàn)在試驗規(guī)程還沒有一個明確的規(guī)定。因此， 會出現(xiàn)不同的取樣位置會有不同的試驗結(jié)果， 這樣就容易出現(xiàn)爭議。 公路施工手冊 橋梁 2000 版介紹的取樣方法是每根樁按不同位置采取3 個試件，也沒能說明取樣位置是如何確定。 從對質(zhì)量嚴格要求的角度出發(fā)， 應(yīng)取最差部位的芯

8、樣進行強度評定， 但持不同觀點認為， 最差部位如混凝土離析、 膠結(jié)差等是屬于工藝操作問題， 該部位芯樣不能代表混凝土的實際強度， 不能象混凝土試塊那樣取樣過程拌和料比較均勻， 試件制作比較標(biāo)準(zhǔn)， 代表性比較好。因此，如何選取具有代表性的芯樣試件，應(yīng)該有一個比較具體的規(guī)定。按不同取樣位置、 取樣方法， 在龍巖漳龍高速公路高架橋樁基工程進行了三根樁的取樣試驗對比，對比條件是把芯樣按外觀情況相對分為好、中、差三種，然后按好、中、差三種芯樣的不同組合進行取樣，試驗結(jié)果見表1 。取樣方法說明：1#樁是按上、中、下三個部位，取好、中、差三種芯樣，各種芯樣截取一組三個試件。2#樁是按上、中、下三個部位，各部

9、位取好、中、差三種芯樣作為一組。3#樁是按取芯鉆探編號取樣，每鉆號各取一個中等芯樣試件。從表 1 取芯抗壓結(jié)果分析， 不同的取樣方法對樁基混凝土芯樣的抗壓強度評定影響很大。 例3#樁全部取中如1#樁好的一組芯樣強度為45Mpa,差的一組只有 27.5 Mpa ,組間差值比較大；2撕三組芯樣都是取好、 中、 差三種芯樣組合，同組各試樣之間的強度差值也非常大；抽取好的芯樣等的芯樣試件， 各組試件與各單個試件之間強度就比較接近。與抽取差的芯樣， 對芯樣的強度評定結(jié)果有很大的差異， 因而很有必要對芯樣強度試件取樣方法作一個合理的規(guī)定。芯樣強度是以單個測值還是以三個一組測定值進行評定也會有較大差異。以2

10、#樁為例，中部一組三個試件抗壓強度分別為23.9 Mpa、31.7 Mpa、34.2 Mpa。如按單個測定值的最低值評定，其值為23.9 Mpa ,按三個一組平均值為29.9 Mpa ,按公路工程混凝土試驗規(guī)程JTJ053 規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)抗壓試塊以 3 個試件的平均值作為測定值，如任一個測值與中值的差值超過 15%時，以中間值作為測定值，按此評定該組評定值為 31.7 Mpa ，因此不同的評定方法會作出不同的評定結(jié)果。4 2芯樣抗壓強度的換算在施工技術(shù)規(guī)范中，是以邊長15cm 的立方體試塊的強度作為混凝土強度驗收與評定標(biāo)準(zhǔn)。因此， 芯樣強度必須根據(jù)其直徑、 高徑比轉(zhuǎn)換成立方體試塊的強度。 這種轉(zhuǎn)換

11、包括三個部分內(nèi)容：芯樣試件長度與直徑比（高徑比）的換算。不同直徑芯樣的強度換算成直徑15cm 的強度。 圓柱體試件強度換算成標(biāo)準(zhǔn)方塊試件強度。 根據(jù) 公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程及公路施工手冊橋梁提供的換算系數(shù)參見表2、表3、表4 。根據(jù)上面3表換算值，當(dāng)有一芯樣直徑為100mm、長度為100mm、芯樣抗壓強度為 28 Mpa,則換算為標(biāo)準(zhǔn)試件的抗壓強度為：28.0 0.89 1.03 1.20=30.8 Mpa。根據(jù)中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會標(biāo)準(zhǔn) 鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程 CECS 03 ： 88 規(guī)定，高度和直徑均為 100mm 或 150mm 芯樣試件的抗壓強度值可直接作為混凝土的強度換算值。依此，上述芯樣抗壓強度28.0Mpa ，就不用換算可直接作為換算值。從上述二種芯