地基基础作为岩土工程重要组成部分，其施工质量在很大程度上决定了后续工程施工能否顺利完成，以及工程整体施工质量水平。地基基础检测有很多种方法，以下以钻芯法为例，在明确其具体适用范围的基础上，深入分析探讨现场检测方法。

1钻芯法适用范围

该方法在轻微损坏的情况下对包含混凝土灌注桩、地连墙和及竖向增强体等在内的地基基础部位进行芯样钻取，以此通过对芯样长度、表观质量、均匀程度和强度的检测确定桩身是否完整以及孔桩底的沉渣厚度，进而为持力层与其岩土性状的分析判定提供可靠参考依据。该方法的检测目的为：对桩身质量状况进行检测，包括胶结状况、是否存在气孔与松散等缺陷、并确定桩身灌注的混凝土实际强度能否达到设计要求；对桩底沉渣进行检查，确认是否满足规范与设计提出的要求；对桩端持力层与其强度等岩土性状和厚度进行检测，确认能否达到规范与设计提出的要求；确定施工时记录的桩长是否准确和真实。需要注意，采用该方法实施桩长检测时，桩径应达到800mm以上，同时桩长和桩径之比不能超过30。如果桩长和桩径之比较大，则成孔及钻芯孔垂直度都将难以控制，导致钻芯孔和桩身之间明显偏离，对此在检测过程中必须引起足够的重视。

2现场检测方法

本工程桩基采用人工挖孔灌注桩，共68根，桩径为1400mm的桩37根、1800mm的桩20根、2000mm的桩5根、3500mm的桩4根及4000mm的桩2根，共5种桩径；桩身混凝土等级为C35；桩端持力层为微风化粉砂岩，其天然湿度单轴抗压强度为15MPa。现以该工程为例，对其钻芯法现场检测方法作如下分析。

2.1检测桩确定

在检测确定桩身混凝土实际强度时，待检桩混凝土龄期不能小于28d，或预留在相同条件下养护完成的试块实际强度与设计要求相符；在检测确定桩长及桩身完整性时，待检桩混凝土实际强度不能低于C15。对于水泥搅拌桩，其成桩龄期必须满足设计要求，若龄期不足28d，则实测强度结果不可换算成28d龄期对应的强度，需根据实测强度对桩体质量予以综合判断。如果实测强度未能达到要求，则要在龄期达到28d后实施复测。

2.2钻芯孔数与位置

对于工程中常用的混凝土桩，当桩径在1.2m以内时，钻芯孔数为1；当桩径保持在1.2-1.6m范围内时，钻芯孔数为2；当桩径超过1.6m时，钻芯孔数为3。若钻芯孔数为1，则其位置为与桩中心相距10-15cm处，若钻芯孔数超过1，则其位置为与桩中心相距桩径的0.15-0.25倍处。当对桩端持力层进行钻探时，钻孔数量不能少于1，同时钻探深度必须达到相关设计要求。若使用钻芯法实施验证检测，则钻芯位置要处在能钻到其它检测方法可以判定缺陷的部位。对于水泥土搅拌桩，通常只钻1孔即可，钻进深度按施工桩长+0.5m控制^[1]。

2.3开钻前准备

开钻前需做好如下各项准备工作：

（1）收集场地范围内的各项相关资料，并编制完善的检测方案。

（2）通过皮尺测量明确检测桩具体位置，通过适当的开挖使桩头裸露。

（3）做好场地平整确保钻机能够顺利到位。

（4）开挖临时泥浆池确保泥浆泵可以正常工作，并形成良好的泥浆循环。

2.4钻机安装

芯样钻取设备如图1所示，在钻机安装过程中要注意以下几方面要点：

1——电动机；2——变速箱；3——钻头；4——膨胀螺栓；5——支承螺丝；6——底座；

7——行走轮；8——立柱；9——升降齿条；10——进钻手柄；11——堵盖

图1  芯样钻取设备

（1）钻机的安装应达到周正和稳固，且底座保持水平，确保钻机的立轴中心和天轮中心以及孔口中心处于同一条铅垂线，避免钻机钻进时出现倾斜和移位，并使钻芯孔成型后的垂直度偏差不超过0.5%^[2]。

（2）如果桩顶表面和钻机底座之间的距离相对较大，则要设好孔口管，使其保持垂直和牢固。

（3）将钻机装好后先进行试运转，经试运转确认合格后才能开始正式钻进。开孔钻头以单管钻具合金钻头为宜，在深度达到0.3-0.5m后开始起钻，并放入导向管进行垂线校正，完成校正后将其固定，开始用单动双管钻具进行钻进。

2.5钻进要求

    钻进要达到以下几方面要求：

（1）在金刚石钻头和岩芯管之间需设置一个扩孔器，其外径要比钻头的外径略大，而卡簧内径要比钻头的内径略小，钻头与扩孔器根据外径大小进行排序，一般钻头内径相对较小的要先用，而内径相对较大的要后用^[3]。

（2）对于钻进技术参数，应符合下列各项要求：

①钻头压力以芯样强度和胶结情况为依据确定，当强度较高且胶结情况良好时，可采用相对较大的压力，则当强度较低且胶结情况一般时，需降低钻头压力。

②回次初转速宜按100r/min控制，在正常钻进过程中可采用相对较高的转速，但要注意如果芯样的胶结强度相对较低，则要适当降低转速。

③钻芯法的钻进方法以清水钻进为宜，冲洗液数量需根据钻头大小确定。以直径为101mm的钻头为例，其冲洗液流量应控制在60-120L/min范围内。

④钻进施工中，孔内循环水流应保持连续，具体以回水中的含砂量和颜色为依据对钻进速度进行适当的调整^[4]。

⑤对于钻进的进尺长度，当胶结情况良好时，不宜超过1.5m；当胶结情况较差时，宜按0.5m控制；在开孔和持力层上部1m范围内以及在持力层中进行钻进时，需将进尺控制在1m以内。

⑥在钻进到桩底后需钻取孔底沉渣以确定沉渣厚度，同时判断持力层与其岩土性状。

⑦对于水泥土桩，其钻进方式为借助芯样管进行回转，期间对回次进尺予以严格控制，一般每回次不可超出1.5m，采取正确的操作方法，确保芯样保持连续和完整，使芯样实际采取率达到80%及以上。

2.6取芯要求

    取芯要达到以下几方面要求：

（1）在提钻卸取芯样的过程中需将钻头与扩孔器分别拧卸，注意不可采用敲打的方式卸芯。

（2）钻取的芯样要按照从上到下的顺序放到芯样箱当中，并在芯样的侧面标记好回次数、块号与本回次钻取的总块数，最后做好钻进情况记录。

（3）对于水泥土桩，其每回次钻进都要选择有良好代表性的芯样实施抗压强度检测。如果芯样的高度与质量都无法达到要求，则要重新实施钻芯取样。

（4）钻取的水泥土芯样必须及时做好密封保存，以保证其天然含水量与原状结构，同时要在3d前将其送交至试验室，用于抗压强度检测。在搬运与送样过程中要采取有效措施避免样品受到太大的扰动与挤压。

（5）若单桩质量综合评价与相关设计要求相符，则按照0.5-1.0MPa的压力从孔底开始向上使用水泥浆进行回灌处理，否则要对钻芯孔进行封存^[5]。

2.7芯样试件的截取和加工

芯样试件的截取要满足以下各项要求：

（1）若桩长在10-30m范围内，则在每个孔内都要截取3组芯样；若桩长在10m以内时，则需要在每个孔内截取2组芯样；而桩长达到30m以上时，则芯样截取数量要达到4组及以上。

（2）上部芯样的具体位置为与桩顶设计标高相距不超过1倍桩径，下部芯样具体位置为与桩底相距不超过1倍桩径，而中间芯样需按照相同的间隔距离截取^[6]。

（3）如果能在缺陷的部位取样，则要截取一组试样实施抗压试验。

（4）若同一基桩内钻芯孔数达到1个以上，则其中一孔所在深度范围内有缺陷存在，则要在其它孔的该深度部位截取芯样实施抗压试验。

如果桩端持力层采用中风化到微风化的岩层，同时能将岩芯做成标准试件，则要在桩底接近的位置截取芯样，若存在分层岩性，则要在每个层次分别进行取样。每一组芯样都要制作3个试件，在每块芯样上都要注明具体的取样深度数据。在选择具体芯样试件的过程中，要注意检查侧面粗骨料粒径与是否存在裂缝等明显的缺陷问题。

按照以下各项要求对芯样试件进行加工，形成试验需要用到的试件：借助双面锯对芯样试件进行切割，在切割之前要固定好芯样，使锯片与芯样的轴线保持垂直，切割过程中的线速度一般按照40-45m/s的范围控制，同时要将水嘴调整至适当的位置，以此将锯片与芯样均充分冷却。将芯样试件切割完成后，若无法达到垂直度和平整度方面的要求，则要采取下列方式实施端面加工：使用磨平机将芯样试件完全磨平；借助专门的补平装置使用水泥砂浆或硫磺胶泥进行补平，当使用水泥砂浆进行补平时，其厚度按照不超过5mm控制，而当使用硫磺胶泥进行补平时，其厚度按照不超过1.5mm控制^[7]。

试验开始前需对芯样试件做好几何尺寸测量：对于平均直径，借助游标卡尺对芯样中部两个垂直的部位的直径进行测量，将两次测量结果对应的算数平均值作为最终结果，要求精确到0.5mm；对于芯样高度，借助钢卷尺或钢板尺测量，要求精确到1.0mm；对于垂直度，借助游标量角器对端面和母线之间的夹角进行测量，要求精确到0.1°；对于平整度，在芯样的端面上贴紧钢板尺或角尺，在一面对钢板尺进行转动，然后在另外一面利用塞尺对和芯样端面保持的距离进行测量。

如果芯样的尺寸偏差或外观质量出现以下情况，则不可在抗压强度试验过程中使用：试件的高度小于平均直径95%或大于平均直径105%；在试件高度方向上任意直径和平均直径之间的差值超过2mm；试件端面不平整度达到0.1mm/100mm以上；端面和轴线之间的角度偏差达到1°以上；平均直径比表观粗骨料最大粒径的两倍小；试件表面存在裂缝或其它较为明显的缺陷，或试件中存在钢筋^[8]。

2.8抗压强度试验

（1）将芯样时间制作好并经检查确认满足要求后即可开始抗压强度试验。以待测桩体工作环境状态为依据，试验开始前建议将试件放到温度不超过15℃-25℃范围的清水中持续浸泡一段时间。通过岩土工程勘察确定的岩石单轴抗压强度通常是在岩石达到饱满后得出的，由于水下成孔和灌注都会导致岩石强度不同程度的降低，所以采用饱和强度是一种相对安全的方法。钻取芯样如同在成桩完成后进行验收检验，要求使岩芯处于天然含水状态。

（2）抗压强度试验需严格按照相关现行标准提出的要求实施。在试件产生抗压破坏现象时，其最大压力值和混凝土标准试件明显不同，对此在抗压强度试验过程中必须确定适宜的压力机量程及加荷速率，以保证试验结果精度。

（3）在抗压强度试验完成后，若发现试件平均直径不足粗集料最大粒径的2倍，同时强度值不正常，则该试件强度实测结果不可用于后续统计分析。如果截取的芯样无法做成试件或可以做成试件但其平均直径不足粗集料最大粒径的2倍，则要重新进行芯样试件的截取用于抗压强度试验，若不具备重新截取芯样试件的条件，则可将另外两个强度的平均值作为该组芯样试件抗压强度，但要在相应的报告当中进行说明。

（4）芯样试件自身抗压强度可采用以下公式计算得出：

  （1）

式（1）中，表示芯样试件抗压强度，单位：MPa，结果需精确到0.1MPa；表示芯样试件抗压强度试验所得破坏荷载，单位：N；表示芯样试件平均直径，单位：mm。

（5）相较于工程地质钻探，对桩端持力层进行钻芯检测的主要目的在于对持力层与其岩土性状进行分析确定和判断，由于单个桩体钻芯可以截取的完整岩芯数量有限，所以如果抗压强度试验只是为持力层岩性的判断提供配合，则相应的检测报告当中可以不提供岩石单轴抗压强度标准值，仅提供单个芯样对应的单轴抗压强度检测值即可。

（6）对于水泥土试件，其抗压强度试验建议按照0.2-0.5MPa/s的速度进行加荷，对于软弱土样，可适当减慢一定加荷的速度，到试样被破坏为止，做好破坏荷载的记录，结果精确至0.1N。

3结语

    综上所述，地基基础检测对保证工程建设施工质量有重要作用与意义，以上结合当前在工程中应用最频繁的钻芯法，对其进行了初步分析与总结，提出需要注意的要点，旨在为实际的地基基础检测工作提供可靠技术参考，保证地基基础检测成果质量。

参考文献：

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[2]常娟娟,黄彦森,武宁波,王波.增层改造建筑既有地基基础检测技术研究[J].中国建材科技,2021,30(05):26-28.

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