2010钻芯试验培训讲义

钻芯试验2010年福建省基桩检测上岗证培训福建省建筑科学研究院许国平电话：83705449手机：[phone]E-mail：[e-mail]:584023468许国平制作福建省建筑科学研究院钻芯试验分类混凝土桩(墙)钻芯试验依据为《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03：2007)《基桩钻芯法检测技术规程》(DBJ13-28-1999)水泥土桩钻芯试验参照《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)的规定依据为《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-99)《水下深层水泥搅拌桩加固软土地基技术规程》(JTJ/T254-2004)许国平制作福建省建筑科学研究院钻芯法的优缺点钻芯法是检测现浇混凝土灌注桩的成桩质量的一种有效手段，不受场地条件的限制，特别适用于大直径混凝土灌注桩。钻芯法不仅可以直观测试灌注桩的完整性，而且能够检测桩长、桩底沉渣厚度以及桩底岩士层的性状，钻芯法还是检验灌注桩桩身混凝土强度的可靠的方法，这些检测内容是其他方法无法替代的。在多种的桩身完整性检测方法中，钻芯法最为直观可靠。但该法取样部位有局限性，只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量，存在较大的盲区，容易以点代面造成误判或漏判。钻芯法对查明大面积的混凝士疏松、离析、夹泥、孔洞等比较有效，而对局部缺陷和水平裂缝等判断就不一定十分准确。另外，钻芯法还存在设备庞大、费工费时、价格昂贵的缺点。因此钻芯法不宜用于大批量检测，而只能用于抽样检查，或作为对无损检测结果的验证手段。实践经验表明，采用钻芯法与超声法联合检测、综合判定的办法评定大直径灌注桩的质量，是十分有效的办法。许国平制作福建省建筑科学研究院3.2.6检测开始时间应符合下列规定：当采用钻芯法检测时，受检桩的混凝土龄期达到28d或预留同条件养护试块强度达到设计强度。3.3.7对于端承型大直径灌注桩，当受设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力时，可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力层岩土芯样检验桩端持力层。抽检数量不应少于总桩数的10%，且不少于10根。3.3.4混凝土桩的桩身完整性检测，注1：对端承型大直径灌注桩，应按上述两款规定的抽检数量，对受检桩采用钻芯法或声波透射法进行桩身完整性检测，抽检数量不得少于总桩数的10%。桩基检测基本规定许国平制作福建省建筑科学研究院适用范围检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性，判定或鉴别桩底持力层岩土性状检测主要目的检测桩身混凝土质量情况，如桩身混凝土胶结状况、有无气孔、松散或断桩等，桩身混凝土强度是否符合设计要求桩底沉渣是否符合设计或规范的要求桩底持力层的岩土性状（强度）和厚度是否符合设计或规范要求施工记录桩长是否真实受检桩桩径和长径比限制：桩径≥800mm，长径比≤30原因是：受检桩长径比较大时，成孔的垂直度和钻芯孔的垂直度很难控制，钻芯孔容易偏离桩身许国平制作福建省建筑科学研究院设备钻取芯样宜采用液压操纵的钻机。钻机设备参数：额定最高转速≥790转/分、调速≥4档、额定配用压力≥1.5MPa常用的钻机有XY-1、XY-2或XU-100、XU-300-2立轴回转式液压钻机单动双管钻具、钻杆直径宜为50mm应根据混凝土设计强度等级选择金刚石钻头，外径不宜小于100mm；经济合理考虑，优先选用101和110mm；商品混凝土，骨料最大粒径小于30mm，可选91mm；不检测混凝土强度，可选76mm芯样试件直径不宜小于骨料最大粒径的3倍，任何情况下不得小于2倍许国平制作福建省建筑科学研究院设备采用清水冲洗，水泵的排水量应为50～160L／min、泵压为1.0～2.0MPa。冲洗液作用：清洗孔底、携带和悬浮岩粉；冷却钻头；润滑钻头和钻具；保护孔壁。锯切芯样试件用的锯切机应具有冷却系统和牢固夹紧芯样的装置，配套使用的金刚石圆锯片应有足够刚度。芯样试件端面的补平器和磨平机应满足芯样制作的要求。XY-1钻机许国平制作福建省建筑科学研究院现场检测钻芯孔数和钻孔位置的规定：＜1.2m取1孔，1.2～1.6m取2孔，＞1.6m取3孔；单孔在中心偏10～15cm开孔，两个或以上在中心偏0.15～0.25D对称开孔；考虑导管附近的混凝土质量相对较差、不具有代表性；方便第二个孔的位置布置。桩底持力层至少钻1孔，深度对于嵌岩桩应为3倍桩径《建筑地基基础设计规范》GB50007规定：嵌岩灌注桩要求按端承桩设计，桩端以下三倍桩径范围内无软弱夹层、断裂破碎带和洞隙分布，在桩底应力扩散范围内无岩体临空面。钻芯孔垂直度偏差≤0.5％，孔口管应垂直且牢固基桩垂直度偏差≤1%，有争议，可进行钻孔测斜。许国平制作福建省建筑科学研究院现场检测根据回水含砂量及颜色调整钻进速度钻进过程中应随时注意进尺速度、操作感觉、孔内声音及钻具突然落下的起止深度，并设专人监视孔口回水颜色和岩粉的变化，并详细记录，以便判断桩的质量状况。成桩质量良好的桩，在同一转速和压力下，进尺速度平稳，回水颜色呈灰白色。当进尺速度骤然加快或突然落下，以及回水颜色呈黄泥色时，说明在该深度处桩身混凝土疏松或存在空洞，以及含泥、夹泥等质量缺陷。对根据施工记录或动测资料推测可能在桩身某深度范围存在质量问题的桩，以及检验桩端沉渣厚度时，在钻进接近该深度时，应改用适当的钻探方法和工艺，控制转速和减少循环水量，限制回次进尺，必要时可采用无泵钻进。许国平制作福建省建筑科学研究院现场检测严禁敲打卸芯。扩孔器外径应比钻头外径大0.3～0.5mm，卡簧内径应比钻头内径小0.3mm金刚石钻进技术参数钻头压力：根据混凝土芯样的强度与胶结好坏而定转速：回次初转速宜为100r／min左右冲洗液量：宜采用清水钻进，冲洗液量一般按钻头大小而定每回次进尺宜控制在1.5m内，中、微风化岩石时，可将桩底0.5m左右的混凝土芯样、0.5m左右的持力层以及沉渣纳入同一回次检测桩底沉渣或虚土厚度，应采用减压、慢速钻进，若遇钻具突降，应即停钻，及时测量机上余尺，准确记录孔深及有关情况。许国平制作福建省建筑科学研究院现场检测持力层为强风化岩层或土层时，可采用合金钢钻头干钻等适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定沉渣厚度对中、微风化岩的桩底持力层，可直接钻取岩芯鉴别；对强风化岩层或土层，可采用动力触探、标准贯入试验等方法鉴别。试验宜在距桩底50cm内进行芯样取出后，应由上而下按回次顺序放进芯样箱中，芯样侧面上应清晰标明回次数、块号、本回次总块数采用钻孔电视辅助判断混凝土质量对芯样和标有工程名称、桩号、孔号、芯样试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称的标示牌的全貌进行拍照采用0.5～1.0MPa压力，水泥浆回灌封闭许国平制作福建省建筑科学研究院现场检测对桩身混凝土芯样的描述包括混凝土钻进深度，芯样连续性、完整性、胶结情况、表面光滑情况、断口吻合程度、混凝土芯是否为柱状、骨料大小分布情况，气孔、蜂窝麻面、沟槽、破碎、夹泥、松散的情况，以及取样编号和取样位置。对持力层的描述包括持力层钻进深度，岩土名称、芯样颜色、结构构造、裂隙发育程度、坚硬及风化程度，以及取样编号和取样位置，或动力触探、标准贯入试验位置和结果。分层岩层应分别描述。应先拍彩色照片，后截取芯样试件许国平制作福建省建筑科学研究院芯样试件截取当桩长为10～30m时，每孔截取3组芯样；当桩长小于10m时，可取2组，当桩长大于30m时，不少于4组。上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或1m，下部芯样位置距桩底不宜大于1倍桩径或1m，中间芯样宜等间距截取。缺陷位置能取样时，应截取一组芯样进行混凝土抗压试验。如果同一基桩的钻芯孔数大于一个，其中一孔在某深度存在缺陷时，应在其他孔的该深度处截取芯样进行混凝土抗压试验。当桩底持力层为中、微风化岩层且岩芯可制作成试件时，应在接近桩底部位截取一组岩石芯样。许国平制作福建省建筑科学研究院芯样试件加工应采用双面锯切机加工芯样试件，锯切过程中应淋水冷却金刚石圆锯片。芯样补平，水泥砂浆(或水泥净浆)厚度不宜大于5mm，硫磺胶泥(或硫磺)不宜大于1.5mm芯样试件的几何尺寸测量：芯样高度、平均直径、垂直度、平整度试件不得试验：裂缝或有其他较大缺陷、含有钢筋、试件尺寸偏差超过以下限值：高度小于0.95d或大于1.05d；直径相差达2mm以上；不平整度在100mm长度内超过0.1mm；不垂直度超过2°；直径小于2倍表观粗骨料最大粒径许国平制作福建省建筑科学研究院芯样试件抗压强度试验制作完毕可立即进行试验抗压强度试验应按现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》GB/T50081-2002的有关规定执行若发现芯样平均直径小于2倍粗骨料最大粒径，且强度值异常，不参与评定；混凝土芯样试件抗压强度计算，折算系数取1.0桩底岩芯单轴抗压强度试验可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002附录J执行24cuPfd许国平制作福建省建筑科学研究院检测数据分析和判定混凝土芯样试件抗压强度代表值的确定：每组芯样代表值为平均值；同一深度部位的多组芯样代表值为多组平均值；整桩的芯样代表值取不同深度位置的最小值；持力层性状应根据芯样特征、岩石芯样单轴抗压强度试验、动力触探或标准贯入试验结果综合判定岩石风化程度分类风化程度野外特征标贯击数未风化岩质新鲜，偶见风化痕迹/微风化结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙/中风化结构部分破坏，沿节理面有次生矿物，风化裂隙发育，岩体被切割成岩块。用镐难挖，用岩芯钻方可钻进/强风化结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙很发育，岩体破碎，用镐可挖，干钻不易钻进≥50全风化结构基本破坏，但尚可辨认，有残余结构强度，可用镐挖，干钻可钻进30～50残积土组织结构全部破坏，已风化成土状，锹镐易挖掘，干钻易钻进，具有可塑性＜30桩身完整性判定表7.6.4类别特征Ⅰ混凝土芯样连续、完整、表面光滑、胶结好、骨料分布均匀、呈长柱状、断口吻合，芯样侧面仅见少量气孔Ⅱ混凝土芯样连续、完整、胶结较好、骨料分布基本均匀、呈柱状、断口基本吻合，芯样侧面局部见蜂窝麻面、沟槽Ⅲ大部分混凝土芯样胶结较好，无松散、夹泥或分层现象，但有下列情况之一：芯样局部破碎且破碎长度不大于10cm；芯样骨料分布不均匀；芯样多呈短柱状或块状；芯样侧面蜂窝麻面、沟槽连续Ⅳ钻进很困难；芯样任一段松散、夹泥或分层；芯样局部破碎且破碎长度大于10cm。许国平制作福建省建筑科学研究院检测数据分析和判定桩身完整性类别应结合钻芯孔数、现场混凝土芯样特征、芯样单轴抗压强度试验结果综合判定成桩质量评价应按单桩进行。当出现下列情况之一时，应判定该受检桩不满足设计要求桩身完整性类别为Ⅳ类的桩受检桩混凝土芯样试件抗压强度代表值小于混凝土设计强度等级的桩桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩桩底持力层岩土性状（强度）或厚度未达到设计或规范要求的桩许国平制作福建省建筑科学研究院检测数据分析和判定完整性分类应结合芯样强度值综合判定：蜂窝麻面、沟槽、空洞等缺陷程度应根据其芯样强度试验结果判断。若无法取样或不能加工成试件，缺陷程度应判重些。虽有气孔、蜂窝麻面、沟槽，但能够截取芯样制作成试件，抗压强度代表值不小于混凝土设计强度等级，判定满足设计要求。芯样任一段松散、夹泥或分层，钻进困难甚至无法钻进，判定