李志林

（廣東省地質(zhì)實驗測試中心）

1 鉆芯法檢測要素

鉆芯法檢測的重點就是利用鉆機(jī)鉆取的芯樣對影響樁基質(zhì)量的各種因素進(jìn)行探明。鉆芯法的檢測目的有5 個：樁長、完整性、混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度、樁端持力層巖土性狀。

1.1 樁長

無論是摩擦樁還是嵌巖樁，混凝土灌注樁樁長與樁基設(shè)計承載力有直接關(guān)系。檢測樁長是否與施工樁長相符，首先需要確定樁頂檢測標(biāo)高，再結(jié)合實際的檢測樁長來確定樁長是否符合；而在水泥攪拌樁及旋噴樁抽芯中，受鉆芯采取率影響，樁長一般需要測量孔深來判斷。實際的檢測過程中應(yīng)該嚴(yán)格把控摩擦樁和復(fù)合地基增強(qiáng)體樁基的樁長是否與設(shè)計相符。

1.2 樁身完整性

樁身混凝土質(zhì)量缺陷直接影響（并非唯一）的是樁身（結(jié)構(gòu)）承載力，進(jìn)一步影響樁的豎向抗壓、抗拔及水平承載力。

鉆芯法評價樁身完整性主要是對樁身混凝土密實性和連續(xù)性的綜合判斷，而對樁身截面尺寸變化無法準(zhǔn)確評價。在樁身完整性評價方面鉆芯法檢測存在局限性，所以在檢測過程中使得鉆芯孔要具有代表性。首先開孔的數(shù)量位置要滿足規(guī)范要求，對于大直徑灌注樁，遇到異常情況可以增加鉆孔。對于無損不評定樁，需要結(jié)合無損報告，在懷疑有缺陷位置的上方開孔，使得鉆芯孔更能反映樁基真實情況。使用單動雙管金剛石鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，對于異常情況及時記錄、分析，控制回次進(jìn)尺。卸載芯樣應(yīng)按規(guī)范要求，嚴(yán)禁隨意敲打，暴力取芯?，F(xiàn)場編錄時對每回次的拼接性、表面光滑程度、粗細(xì)骨料的均勻度、缺陷位置的表觀特征、范圍都需要進(jìn)行詳細(xì)紀(jì)錄。對樁身完整性嚴(yán)重影響到樁基承載力的缺陷位置應(yīng)取樣試驗。

1.3 混凝土強(qiáng)度

樁的承載力由地基土所提供的反力和樁身混凝土強(qiáng)度決定，混凝土強(qiáng)度所決定的承載力是任何情況下樁所能承受的最大荷載。

混凝土強(qiáng)度除了受材料本身的影響，還受完整性的影響，蜂窩溝槽離析、骨料的均勻性都會影響混凝土強(qiáng)度。檢測過程中取樣位置和數(shù)量按規(guī)范執(zhí)行，應(yīng)重視缺陷部位和上部位置的取樣，并避開大尺寸骨料。一方面樁頭受灌注工藝影響，混凝土質(zhì)量下部相對較差，不密實，強(qiáng)度低；一方面樁基上部位置受力集中，對混凝土質(zhì)量要求更高。截取的芯樣應(yīng)放入箱中，運(yùn)輸過程避免反復(fù)碰撞。鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度要特別重視芯樣制作，試樣高度任一直徑與評價直徑相差達(dá)到2mm 以上時不得用作抗壓強(qiáng)度試驗。芯樣的平整度也很關(guān)鍵。芯樣表面平整度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的試樣，就算是高等級的混凝土芯樣，壓出來的強(qiáng)度也會偏低，造成實驗結(jié)果與實際情況偏差大，形成誤判。

1.4 樁底沉渣厚度

樁底沉渣對樁基承載力有顯著影響。

樁底沉渣厚度過厚，不但影響樁端阻力的發(fā)揮，也會影響樁基側(cè)摩阻力的發(fā)揮,造成樁基承載力不夠或者沉降過大?！督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）[1]對端承樁底沉渣厚度的要求是不大于5cm，摩擦樁沉渣厚度要求不大于10㎝，抗拔或水平樁不大于20cm?！豆窐蚝┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》（JTG/T 3650-2020）[2]中規(guī)定：摩擦樁沉淀厚度應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，設(shè)計無要求時，對于直徑≤1.5m 的樁，≤200mm；對樁徑＞1.5m 或樁長＞40m 或土質(zhì)較差時，≤300mm。端承樁的沉渣厚度不大于設(shè)計規(guī)定，無設(shè)計要求時小于等于50mm。鉆芯法檢測沉渣厚度，關(guān)鍵在于穿樁回次的控制，樁基抽芯到樁底時，要控制好最后一個回次的下鉆和起鉆，并測量好孔深，穿樁過程中密切關(guān)注回流水狀況，出現(xiàn)異常及時調(diào)低轉(zhuǎn)速，調(diào)低水泵，縮短本回次進(jìn)尺，提鉆卸樣后及時編錄描述，并計算沉渣厚度。沉渣的采取率一直不高，實際的檢測工作中經(jīng)常發(fā)生爭議，一方面需要控制好穿樁回次的見證紀(jì)錄，一方面在出現(xiàn)爭議的時候可以使用高清孔內(nèi)電視進(jìn)行復(fù)核。

1.5 樁端持力層巖土性狀

樁基的承載力除了受樁身完整性及混凝土強(qiáng)度影響外，還取決于樁端持力層巖土性狀是否滿足設(shè)計要求。

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007-2011）[3]規(guī)定嵌巖灌注樁要求按端承樁設(shè)計，樁端3 倍樁徑不少于5米范圍無軟弱夾層、斷裂破碎和洞隙分布，且在樁底應(yīng)力擴(kuò)散范圍無巖體臨空面。

在樁基持力層鑒別工作中，一方面要重視收集到的地勘資料，一方面需要根據(jù)實際的鉆探情況客觀分析。要保證采取率，對于土層或者全風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化巖層，可以使用單管合金鉆頭干鉆，每回次控制在0.5m 左右；對于巖溶地區(qū)，如遇溶洞，需要及時量測記錄主軸鉆桿余尺，輕壓慢速鉆至孔底，計算溶洞深度，并記錄是否有漏水等現(xiàn)象。如溶洞底有大量碎屑充填物，可使用金剛石鉆頭單管鉆進(jìn)，以免卡鉆。對于強(qiáng)風(fēng)化及全風(fēng)化巖層，應(yīng)該進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，用以進(jìn)行鑒別分類劃分。一般情況在樁底1m 范圍內(nèi)進(jìn)行標(biāo)貫試驗。對于中微風(fēng)化巖層，應(yīng)截取巖芯作抗壓強(qiáng)度試驗，每樁截取一組，如遇巖石分層，每層截取一組，為保持巖樣不受環(huán)境影響強(qiáng)度，花崗巖或者灰?guī)r可以選擇清水浸泡，泥巖砂巖等易失水干裂的可以用保鮮膜包裹，再用透明膠帶密封。樁基持力層鑒別要做到客觀嚴(yán)謹(jǐn)，真實全面，對夾層溶洞等異常情況要高度警惕。

在巖溶地區(qū)和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造有斷裂帶及軟弱夾層地區(qū)，往往是同一條樁一孔符合、一孔不符合設(shè)計要求，稍微偷工減料或者麻痹大意就可能對有問題的樁基漏判。編審人員要熟悉樁基所處范圍的地質(zhì)構(gòu)造情況，對易發(fā)的樁基質(zhì)量事故做到心中有譜，如巖溶地區(qū)樁基容易斜孔、跨孔，造成樁身離析、夾泥、沉渣厚度超標(biāo)、持力層有溶洞等。

2 灌漿處理案例分析

對于鉆芯檢測有缺陷的樁，對樁身混凝土離析、樁底沉渣厚度超標(biāo)以及持力層出現(xiàn)溶洞的樁基，現(xiàn)階段可以利用鉆芯孔進(jìn)行高壓灌漿處理，使其質(zhì)量滿足樁基使用條件。實施過程中可用高清鉆孔電視進(jìn)行灌漿前檢查，避免處理失敗。下面就以某高速樁基樁底溶洞及沉渣超標(biāo)進(jìn)行高壓灌漿處理為例進(jìn)行分析。

2.1 樁基情況

1 號樁為持力層要求為中風(fēng)化灰?guī)r的端承樁，經(jīng)鉆芯法檢測持力層不滿足設(shè)計要求，樁底3d 范圍內(nèi)存在溶洞，半充填至全充填，無明顯漏水。2 號樁為持力層要求為中風(fēng)化砂巖的端承樁，經(jīng)鉆芯法檢測沉渣厚度超標(biāo)，樁底沉渣厚度為10cm，超出規(guī)范≤5cm 的要求，鉆芯孔3 孔相通，沉渣多為卵石、碎石、中粗砂。

2.2 處理方案

針對樁基鉆芯情況，決定采取高壓清水切割和高壓注漿方式進(jìn)行處理，利用原有鉆孔，并增加1-2 個注漿孔，先鉆孔至溶洞底板（2 號樁為樁底）,然后對溶洞段進(jìn)行高壓清水切割，并利用高清鉆孔電視進(jìn)行清洗效果檢測，確保清洗到位.清洗完成后用高壓泵進(jìn)行灌注水泥凈漿（M30），注漿完成后進(jìn)行低應(yīng)變和鉆芯法檢測處理效果。

2.3 實施過程

施工前準(zhǔn)備：采用華潤水泥有限公司的P.042.5R袋裝水泥，M30 配合比為：水膠比0.47、水泥1415Kg、水665Kg。采用XY-150 鉆機(jī)，配備3W-TB4 高壓泵。

施工工藝流程:孔位布置→鉆機(jī)對位鉆進(jìn)→鉆至目標(biāo)深度→進(jìn)行高壓清水旋噴切割→進(jìn)行反循環(huán)氣舉清渣→鉆孔電視檢測→高壓水泥凈漿灌注→二次注漿。高壓旋噴切割壓力為20～25MPa,轉(zhuǎn)數(shù)12～15r/min，提升速度為15～18/min，清水排量為150L/min，反復(fù)切割清洗3 次以上，直到回流水清澈為止。注漿時采用高壓注漿機(jī)將注漿管插入孔底，由下往上注漿，直到孔口返漿濃度與注漿濃度基本一致時，注漿機(jī)壓力保持0.5～1MPa，穩(wěn)定2F 分鐘；采用止?jié){閥將孔口封閉，壓漿時壓力保持2～4MPa，當(dāng)水泥漿排量小于20L/min 后，穩(wěn)壓10 分鐘，封閉孔口。

2.4 處理結(jié)果

上述兩根樁14 天后低應(yīng)變檢測樁底無缺陷反射，28 天后經(jīng)鉆芯法檢測（見圖1、圖2）灌漿飽滿，水泥漿膠結(jié)好，取樣膠結(jié)體抗壓強(qiáng)度代表值大于30MPa。兩條樁經(jīng)高壓灌漿處理后滿足規(guī)范及設(shè)計要求。

圖1

圖2

3 結(jié)語

缺陷樁基經(jīng)過全面評估后，具備處理條件的可以進(jìn)行高壓灌漿處理，對于處理后二次評定的樁基要充分考慮處理范圍和處理效果。實際工程施工中，高壓灌漿在處理樁身缺陷及樁底沉渣超標(biāo)方面能有效節(jié)省成本、縮短工期，具備較好的應(yīng)用價值。