顾金顺
1.福建省建筑科学研究院有限责任公司，福建 福州 350108;2.福建省绿色建筑技术重点实验室，福建 福州 350108
灌注桩作为承受上部荷载的主要构件，其成桩质量一直受到广泛的关注。但在灌注桩的成桩过程中，由于施工原因不可避免地会出现缩颈、桩身夹泥、混凝土离析等情况影响灌注桩的桩身完整性［1］。此外，成桩过程对孔壁土体的扰动，会形成桩底沉渣［2］，影响桩基的承载力。本文采用钻芯法［3］检测桩基的桩身混凝土强度、桩身完整性及桩底沉渣，结合混凝土试块抗压强度检测值与单桩竖向抗压静载试验［4］的承载力极限值，对灌注桩质量作出综合评价，分析钻芯法的优势与不足。
拟建工程位于永泰县葛岭镇高速连接线西侧，用地面积为20660.00m2，总建筑面积约为18081.38m2。拟建物最大高度约为19.05m，地下室建筑高度为4.40m。拟建建筑的工程重要性等级为二级，场地复杂程度等级为二级。
场地自东向西存在一条河沟，场地地形有一定起伏，场地属于剥蚀残山地貌。场地内覆盖层主要为第四系不同成因类型的岩土层，成因类型分别为人工堆填、坡积等，基底为不同风化程度的凝灰岩和辉绿岩。场地各土层厚度及特征见表1。
表1 土层分布情况 m
2.1 基桩钻芯法简介
基桩钻芯法是利用专用钻机在基桩中钻取芯样的方法。由于它对结构混凝土造成局部损伤，因此是一种半破损的现场检测手段。适用于混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度及桩身完整性的检测，能对基桩质量作出全面判断。钻芯法的设备主要包括：液压高速钻机，水泵、孔口管、扩孔器、卡簧、扶正稳定器和可捞取松软渣样的钻具。本工程中灌注桩的桩径为800mm，故钻孔数量可为1～2 个孔，当开孔数量为2个时，开孔位置宜在距桩中心0.15D～0.25D 范围内均匀对称布置，钻芯孔垂直度偏差≯0.5%。
2.2 基桩竖向抗压静载试验简介
基桩竖向抗压静载试验是模拟工程实际载荷情况，通过在桩顶部逐级施加竖向压力，观测桩顶部随时间产生的沉降，以确定相应的单桩竖向抗压承载力的试验方法。试验加载设备宜选用液压千斤顶，加载反力装置根据现场条件选择压重平台反力装置，加载反力装置能提供的反力不得小于最大加载量的1.2倍且应满足承载力和变形的要求。
3.1 混凝土抗压强度
混凝土抗压强度是混凝土灌注桩工程质量控制过程中最重要的指标之一。首先对工程中左11-1#、左11-2#、右11-1#、右11-2#4 根桩的预留试块进行检测，发现抗压强度值均不满足设计要求；
随后采用钻芯法进行检测，检测值满足设计要求。两种方法的检测结果见表2。
表2 混凝土抗压强度检测值 MPa
由上表中的检测结果可知，预留试块的混凝土抗压强度不满足设计要求，但通过钻芯法钻取的芯样进行混凝土抗压强度检测时，其强度值满足设计要求。因此，当预留试块的混凝土抗压强度检测值不满足设计要求时，还应对灌注桩进行钻芯法检测，使用钻芯法能够直接地检测出桩基的桩身混凝土抗压强度，排除凝土预留试块强度与实际桩身混凝土强度存在差异所带来的影响。
3.2 桩身完整性及承载力
对本工程综合楼部分灌注桩进行钻芯法检测其桩身完整性与桩底沉渣，检测结果见表3。检测结果中破碎长度＞10cm、桩底沉渣过厚的情况见图1、图2。
图1 1-67#试桩芯样（破碎长度＞10cm）
图2 3-11#试桩A 孔芯样（沉渣过厚）
表3 钻芯法检测结果
钻芯法检测结果中有3 根芯样存在桩底沉渣过厚的情况；
1根芯样局部混泥土芯样破碎长度＞10cm。为准确判定灌注桩桩身完整性及桩底沉渣情况进而保证工程质量，应扩大检测数量，对12 根灌注桩进行钻芯法检测，检测结果见表4。
本工程综合楼一共对17 根桩进行钻芯法检测，检测结果中有6 根桩存在桩底沉渣过厚的情况，占比35.3%；
1 根芯样局部混泥土芯样破碎长度大于10cm；
1 根桩的桩身严重离析。因此，沉渣过厚的情况较为普遍。为验证沉渣过厚的桩基的竖向抗压承载力，对6 根存在桩底沉渣过厚的桩基进行竖向抗压静载试验。
对6 根沉渣过厚的灌注桩进行了单桩竖向抗压静载试验，6 根桩的抗压承载力均满足设计要求。此外，对3-11#试桩取另一B 孔进行钻芯取样，发现沉渣厚度为0.30m，小于A 孔的0.72m，芯样见图3。因此，在工程检测中钻芯法存在不足，其钻孔仅能反应该钻孔区域的情况，对沉渣分布不均匀的情况需要采用多个钻孔进行综合分析；
钻芯法是一种完整性检测方法，沉渣厚度与承载力无对应关系，需要准确判定承载力时还应结合竖向抗压静载试验。虽然静载试验结果表明沉渣过厚的灌注桩的竖向抗压承载力满足设计要求，但为了工程的可靠性和安全性，建议采用高压注浆等技术［5］对这些桩进行沉渣处理。
表4 扩大检测钻芯法结果
图3 3-11#试桩B 孔芯样（沉渣过厚）
本文通过钻芯法及竖向抗压静载试验对灌注桩的混凝土抗压强度、桩身完整性、桩底沉渣厚度、竖向抗压承载力进行检测，得到结论如下：
（1）钻芯法的芯样能直接体现桩身的混凝土灌注后的实际抗压强度，灌注桩的混凝土抗压强度不能仅根据预留试块的混凝土抗压强度进行判断，应结合钻芯法进行判断；
（2）在工程检测中钻芯法的钻孔仅能反应该钻孔区域的情况，对沉渣分布不均匀的情况需要采用多个钻孔进行综合评价；
（3）钻芯法是一种直接的完整性检测方法，检测的沉渣厚度与承载力的对应关系尚应考虑沉渣性状，需要对承载力进行评判时，还需要结合其他检测方法进行综合判定。
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