《钻芯试验培训讲义》PPT课件.ppt

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E-mail：XGP668126.com QQ: 584023468 许国平制作 钻芯试验分类 n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) n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 钻芯法的优缺点 l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。 l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 l3.2.6 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。 l3.3.7 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。 l3.3.4 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 适用范围 l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 l检测主要目的 u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 u桩底沉渣是否符合设计或规范的要求 u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 u施工记录桩长是否真实 l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 设 备 l钻取芯样宜采用液压操纵的钻机。 l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 l单动双管钻具 、钻杆直径宜为50mm l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 l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 设 备 l采用清水冲洗，水泵的排水量应为50160Lmin、泵 压为1.02.0MPa。 l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。 l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。 l芯样试件端面的补平器和磨平机应满足芯样制作的要求 。 许国平制作 现场检测 l钻芯孔数和钻孔位置的规定： 1.2m取1孔，1.21.6m取2 孔，1.6m取3孔；单孔在中心偏1015cm开孔，两个或以 上在中心偏0.150.25D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。 l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。 l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 现场检测 l根据回水含砂量及颜色调整钻进速度 n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。 n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 现场检测 l严禁敲打卸芯。扩孔器外径应比钻头外径大0.30.5mm， 卡簧内径应比钻头内径小0.3mm l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100rmin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 l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 l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 现场检测 l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 l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 l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 l采用钻孔电视辅助判断混凝土质量 l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 l采用0.51.0MPa压力，水泥浆回灌封闭 许国平制作 现场检测 l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。 l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。 l应先拍彩色照片，后截取芯样试件 许国平制作 芯样试件截取 l当桩长为1030m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。 l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。 l缺陷位置能取样时，应截取一组芯样进行混凝土抗压试验 。 l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。 l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 芯样试件加工 l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。 l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 l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 l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 芯样试件抗压强度试验 l制作完毕可立即进行试验 l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 l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； l混凝土芯样试件抗压强度计算，折算系数 取1.0 l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 许国平制作 检测数据分析和判定 l混凝土芯样试件抗压强度代表值 的确定： u每组芯样代表值为平均值； u同一深度部位的多组芯样代表值为 多组平均值； u整桩的芯样代表值取不同深度位置 的最小值； l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 许国平制作 检测数据分析和判定 l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 l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 u桩身完整性类别为类的桩 u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 u桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩 u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 检测数据分析和判定 l完整性分类应结合芯样强度值综合判定 ： u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。 u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 。 u芯样任一段松散、夹泥或分层，钻进困难甚至无法钻进，判定 不满足设计要求；若仅在一个孔中出现缺陷，而在其他孔同深 度未出现，为确保质量，仍应进行工程处理。 u局部混凝土破碎、无法取样或虽能取样但无法加工成试件，一 般判定为类桩。当钻芯孔数为3个时，若同一深度部位芯样质 量均如此，宜判为类桩；如果仅一孔的芯样质量如此，且长 度小于10cm，另两孔同深度部位的芯样试件抗压强度较高，宜 判为类桩。 许国平制作 建筑桩基技术规范JGJ94-2008修订 n钻孔达到设计深度, 灌注混凝土之前，孔底沉渣 厚度指标应符合下列规定： l对端承型桩，不应大于50 l对摩擦型桩，不应大于100 l对抗拔、抗水平力桩，不应大于200 许国平制作 钻芯法与低应变、声波透射法的关系 l当采用低应变法或声波透射法测出某根大直径桩在较探部 位有严重缺陷时，往往采取钻芯法验证。然而，不同检测 方法有时会出现不一致的结果，这可能是由于低应变法或 声波透射法方法误判造成的，更有可能是两种方法各自的 局限性而造成的矛盾。 l由于低应变法的测试结果反映的是桩身某个截面的集总特 性，对桩的局部严重缺陷并不能准确定位；而钻芯法只能 反映钻孔范围内的小部分混凝士质量。所以，对于低应变 法测出的局部缺陷采用钻芯法验证时，往往难以抽中缺陷 。这时，只有增加钻孔的数量方能准确判定。 许国平制作 钻芯法与低应变、声波透射法的关系 l超声波法虽能确定局部缺陷的位置，但采用钻芯验证时， 有时也会出现相互不一致的结果。原因有以下三点： l第一、钻芯法中钻孔存在一定的偏斜，当缺陷位置较深时 ，钻孔就可能偏离缺陷区； l第二，超声法只能确定缺陷与声测管的相对位置，当声测 管不垂直，使得桩顶声测管平面位置与缺陷处声测管的平 面位置不相同时，会使得钻孔定位不准； l第三，对于靠近钢筋笼附近的局部缺陷，因钻孔可能出现 偏斜使得钻孔定位不能靠近钢筋笼，也可能出现验证不符 的情况。