芻議鉆芯檢測(cè)在橋梁樁基的應(yīng)用

關(guān)鍵詞:鉆芯;檢測(cè);樁基 

　　前言:隨著加快公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),橋梁建設(shè)事業(yè)飛速發(fā)展,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(duì)樁基的質(zhì)量檢查是十分的重要。由于自動(dòng)化技術(shù)的革新以及計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用,樁基測(cè)試技術(shù)分析手段取得長(zhǎng)足的進(jìn)展。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(cè)方法主要常用的有:超聲波檢測(cè)法、低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)法、鉆芯取樣檢測(cè)法等。超聲波與低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)法屬無破損檢測(cè)法,對(duì)于重要工程或重要部位的樁基逐根進(jìn)行,而鉆芯檢測(cè)法屬局部破損檢測(cè)法,應(yīng)對(duì)樁的質(zhì)量有疑問時(shí)采用。通過鉆芯檢測(cè)法可以判斷樁身的完整性、混凝土強(qiáng)度、樁長(zhǎng)、樁底沉碴及持力層性狀能否滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求。 

　　一、工程實(shí)例。九江某大橋的樁基工程,要求采用D6t樁錘施工,設(shè)計(jì)樁斷面500×40mm,樁長(zhǎng)25m,雙節(jié)樁,樁總數(shù)140根,樁身砼強(qiáng)度等級(jí)C40,總工期90天,施工單位按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求在工期內(nèi)完成了施工的全部?jī)?nèi)容。待樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí),業(yè)主請(qǐng)樁基檢測(cè)單位來對(duì)所有樁(包括試驗(yàn)樁)取芯檢測(cè)時(shí),發(fā)現(xiàn)有一根樁不符合規(guī)范要求。在施工單位認(rèn)真研究了施工過程的施工工藝和對(duì)混凝土原材料控制,均符合要求;最后施工單位請(qǐng)求另外一家更權(quán)威的檢測(cè)單位來對(duì)此樁進(jìn)行重新檢測(cè),結(jié)果此樁符合要求;最終原因在于取樣位置不同。由此可見,在鉆芯檢測(cè)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)系對(duì)整個(gè)樁基質(zhì)量評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。 

　　二、芯樣鉆取的要求。大家都知道,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(duì)不完整的、破碎的芯樣要能作出準(zhǔn)確的分析判斷。1、鉆機(jī)的使用要求。應(yīng)選擇有資質(zhì)、有經(jīng)驗(yàn)的鉆探單位進(jìn)行鉆芯取樣工作。鉆機(jī)應(yīng)選擇振動(dòng)小、調(diào)速范圍廣、扭矩大、液壓操縱的高速鉆機(jī)。鉆機(jī)設(shè)備安裝必須水平、周正、穩(wěn)固,如鉆機(jī)不穩(wěn),則鉆機(jī)容易發(fā)生晃動(dòng)、位移,這不僅影響芯樣質(zhì)量,也影響鉆機(jī)的使用壽命,且容易發(fā)生卡鉆。2、鉆取混凝土芯樣直徑的選擇�！豆�路工程水泥混凝土試驗(yàn)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(fèi)用較高。因此,通常是選用100mm左右的芯樣直徑。3、取芯要求。取出的芯樣要自上而下按順序編號(hào)排列,不得顛倒、丟失、更換,芯樣上寫明孔號(hào)、回次數(shù)、起至深度、總塊數(shù)、塊號(hào),并在取樣試驗(yàn)前及時(shí)拍攝芯樣全部照片。取芯過程及取出的芯樣應(yīng)由監(jiān)理工程師監(jiān)督檢查及驗(yàn)收,芯樣還應(yīng)妥善進(jìn)行保存。 

　　三、鉆芯取樣判斷樁基的完整性。對(duì)樁的質(zhì)量有疑問,這疑問有兩方面:一是施工過程發(fā)現(xiàn)的疑問;二是進(jìn)行無破損檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)異常提出的疑問,對(duì)此,檢測(cè)單位往往建議進(jìn)行鉆芯檢測(cè)作進(jìn)一步的判斷。因此,鉆芯檢測(cè)結(jié)果,對(duì)樁基的取舍處理是至關(guān)重要。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(qiáng)度不足等。在取芯過程,遇到鉆進(jìn)速度突然加快,則可能鉆遇斷層、夾層、混凝土嚴(yán)重離析層、縮徑層、灌注時(shí)坍落進(jìn)入樁身的砂土等,遇此情況應(yīng)立即停鉆,測(cè)量孔深位置,記錄異常情況,然后才可繼續(xù)鉆進(jìn)穿過病害層并取出相應(yīng)層位的芯樣。對(duì)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(duì)此,當(dāng)施工過程或無破損檢測(cè)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(shí)可將孔位偏向外測(cè),如按等距離布置三個(gè)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(jìn),否則易碰上鋼筋籠而無法鉆進(jìn)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:清孔不徹底、灌注水下混凝土過程中導(dǎo)管進(jìn)水、坍孔等。對(duì)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(dá)到一定量又未能排除,繼續(xù)澆筑混凝土則該處會(huì)出現(xiàn)混凝土嚴(yán)重離析、膠結(jié)不良的缺陷。 

　　四、芯樣抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。鉆取芯樣之后,除了對(duì)樁基的完整性作出評(píng)價(jià)外,當(dāng)混凝土試塊強(qiáng)度不足或?qū)υ噳K的強(qiáng)度結(jié)果有懷疑時(shí),應(yīng)對(duì)鉆取的芯樣取樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),對(duì)樁身混凝土強(qiáng)度作出評(píng)價(jià),從對(duì)質(zhì)量嚴(yán)格要求的角度出發(fā),應(yīng)取最差部位的芯樣進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定。在施工技術(shù)規(guī)范中,是以邊長(zhǎng)15cm的立方體試塊的強(qiáng)度作為混凝土強(qiáng)度驗(yàn)收與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。因此,芯樣強(qiáng)度必須根據(jù)其直徑、高徑比轉(zhuǎn)換成立方體試塊的強(qiáng)度。這種轉(zhuǎn)換包括三個(gè)部分內(nèi)容:①芯樣試件長(zhǎng)度與直徑比(高徑比)的換算。②不同直徑芯樣的強(qiáng)度換算成直徑15cm的強(qiáng)度。③圓柱體試件強(qiáng)度換算成標(biāo)準(zhǔn)方塊試件強(qiáng)度。芯樣試件制作完畢可立即進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。混凝土芯樣試件的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》GB/T50081――2002的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行�？箟簭�(qiáng)度試驗(yàn)后,當(dāng)發(fā)現(xiàn)芯樣試件平均直徑小于2倍試件內(nèi)混凝土粗骨料最大粒徑,且強(qiáng)度值異常時(shí),該試件的強(qiáng)度值不得參與統(tǒng)計(jì)平均。混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算:`F_(CU)=Ξ*(4P)/(ΠD^2)`式中`F_(CU)`――混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度(MPA),精確至0.1MPA;P――芯樣試件抗壓試驗(yàn)測(cè)得的破壞荷載(N);D――芯樣試件的平均直徑(MM);Ξ――混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度折算系數(shù),應(yīng)考慮芯樣尺寸效應(yīng)、鉆芯機(jī)械對(duì)芯樣擾動(dòng)和混凝土成型條件的影響,通過試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)確定;當(dāng)無試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料時(shí),宜取為1.0。 

　　結(jié)語:橋梁樁基工程質(zhì)量的好壞,直接影響到橋梁的使用安全,故在橋梁樁基施工中,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理必須嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)理程序,當(dāng)對(duì)樁基的完整性或混凝土試塊強(qiáng)度不足或?qū)υ噳K的強(qiáng)度結(jié)果有懷疑時(shí),應(yīng)對(duì)鉆取的芯樣取樣式進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),絕不馬虎了事。