钻芯法检测基桩实施细则

钻芯法检测基桩实施细则一、编制依据本细则依据建设工程质量专项检测操作规程（DBJ14-044.卜11-2007 J10959-200编制。建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003编制。二、编制目的为正确进行钻芯法检测混凝土桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和 桩身完整性，判定或鉴别桩端持力层岩土性状，保证检测的精度，制定本细则。三、适用范围本细则适用于检测混凝土桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身 完整性，判定或鉴别桩端持力层岩土性状。对混凝土灌注桩进行钻芯检测时，受检桩桩径不得小于800mm、长径比不 得大于30.为检测混凝土灌注桩桩身上部的混凝土质量，钻心法检测可不受桩径 和桩长比的限制。混凝土灌注桩出现下列情况之一，可按本细则进行检测：1）对于端承型大直径混凝土灌注桩，当受设备和现场条件限制无法进行承 载力检测时。2）由于没有预埋声测管或声测管堵塞无法进行声波透射法检测时。3）对于嵌岩桩，桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同向时， 可按本细则方法进行检测验证。4）当出现实测信号复杂，无规律，无法对桩身完整性类别进行准确评价时， 或对于设计桩身基面渐变或多变，且变化幅度较大的混凝土灌注桩时，可按本细 则对桩进行检测验证。5）对低应变法检测中不能明确完整性类别的桩或皿类桩，可据情况，按本 细则进行验证检测。6）当采用低应变法、声波透射法抽检桩身完整性所发现的皿、W类桩之和大于抽检桩数的 20%时，可按本细则方法，在未检桩中继续扩大抽检。四、操作人员检测人员应经过培训，通过国家认证的专项检测考试，具有相应的资质。五、仪器设备钻取芯样及芯样加工的主要设备、仪器均应有产品合格证。1、钻芯机1.1 钻芯机应具有足够的刚度，操作灵活，固定和移动方便，并应有水冷却 系统。1.2 钻取芯样时宜采用金刚石或人造金刚石薄壁钻头。钻头胎体不得有肉眼 可见的裂缝、缺边、少角、倾斜及喇叭口变形。钻头胎体对刚体的同心度偏差不 得大于0.3mm,钻头的径向跳动不大于1.5mm。2、切芯机 切芯机应具有冷却系统和牢固夹紧芯样的装置；配套使用的人造金刚石锯片 应有足够的刚度。3、补平仪 芯样端面补平仪应保证修补后混凝土芯样尺寸、不平整度、不垂直度等达到抗压强度检验要求。4、压力试验机用于检测混凝土芯样圆柱体抗压强度的压力试验机应符合普通混凝土力学 性能试验方法标准（GB/T500812002）的要求。六、检测技术和抽样数量1、必备资料1.1 钻芯法检测基桩时，应具备下列资料：（1）工程名称、地点及勘察单位、设计单位、施工单位、监理单位和建设 单位名称；（2）基桩类型、桩号、桩径、桩长、桩顶埋深、检测数量及总桩数。（3）设计桩顶标高和施工成孔桩底标高。（4）成桩日期施工记录和混凝土试块抗压强度试验报告；（5）设计混凝土强度等级、桩端持力层性状和单桩竖向极限承载力标准 值。（6）工程地质勘察报告、桩基设计大样图和桩基布置平面位置图等。（7）必要的设计图纸和施工记录；2、受检桩应符合下列规定：2.1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。如不是以检验桩身混凝土强度的验证检测，可根据实际情况适当提前检测开 始时间。2.2 为准确确定桩的中心，桩头宜开挖裸露；不便开挖的桩，应由经纬仪测 出桩位中心。3、抽样数量3.1直径大于800mm的混凝土嵌岩桩采用本细则方法检测时，检测桩数不 应少于总桩数的10%。3.2直径小于或等于800mm的桩及直径大于800mm的非嵌岩桩，可根据桩径和桩长的大小，结合桩的类型和实际需要采用钻心法或声波透射法检测或低 应变法进行检测，检测桩数不应少于总桩数的10%。3.3 对于端承型大直径混凝土灌注桩，当受设备和现场条件限制无法进行承 载力检测时。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。检测桩数不应少于总桩数的10%。且不应少于10根。3.4桩身完整性验收抽样检测的受检桩应具有代表性，其选择应复合下列规 定：1）施工质量由疑问的桩；2）设计方认为重要的桩；3）局部地质条件出现异常的桩；4）施工工艺不同的桩；5）除上述规定外，同类型桩应均匀随机分布。3.5 柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根。设计等级为甲级、或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数 量不应少于总桩数的 30%，且不得少于 20 根；其他桩基工程的抽检数量不应 少于总桩数的 20%，且不得少于 10 根。 对端承型大直径灌注桩，应在上述 两款规定的抽检桩数范围内，选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完 整性检测。抽检数量不应少于总桩数的 10%。3.6 当施工质量由疑问的桩、设计方认为重要的桩、局部地质条件出现异常 的桩、施工工艺不同的桩，桩数较多时，或为全面了解整个工程基桩的桩身完整 性情况时，应适当增加抽检数量。七、现场操作1、每根受检桩的钻芯孔数和钻孔位置应符合下列规定：1.1桩径小于1.2m的桩钻1孔，桩径为1.21.6m的桩钻2孔，桩径大 于1.6m的桩钻3孔。1.2当钻芯孔为一个时，宜在距桩中心1015cm的位置开孔；当钻芯孔 为两个或两个以上时，开孔位置宜在距桩中心0.150.25D内均匀对称布置。1.3 对桩端持力层的钻探，每根受检桩不应少于一孔，且钻探深度应满足设 计要求。1.4 当采用钻芯法进行验证检测时，钻芯位置应尽可能定在能钻到其他检测 方法判定缺陷的位置。2、安装钻机要求：钻机设备安装必须水平、周正、稳固。安装前，应清除受检桩位附近的浮泥， 挖至硬基（或增加枕木），确保安装稳定；安装时，应检查底座的水平度及钻机 立轴的垂直度，并使天轮（天车前沿切点）、钻机立轴中心与孔口必须在同一铅 垂线上。应将钻机固定，确保钻机在钻芯过程中不发生倾斜、位移。钻芯孔垂直 度偏差不大于0.5%。桩顶面与钻机塔座距离大于2m时，应安装孔口管，孔口管 应垂直且牢固。3、钻机安装后，应进行试运转，确认正常后方能开钻。开孔采用单管钻具金钻头、开孔深为0.3m0.5m后，起钻下孔口导向管，作垂线校正，然后固定。 换用金刚石单动双管钻具钻进。4、金刚石钻头、扩孔器与卡簧的配合和使用要求：金刚石钻头与岩芯管之间必须安有扩孔器；扩孔器外径应壁钻头外径大 0.30.5mm，卡簧内径应比钻头内径小0.3mm左右；金刚石钻头和扩孔器应 按外径先大后小的排列顺序使用，同时考虑钻头内径小的先用，内径大的后用。4.1 钻头压力：钻芯法的钻头压力应根据混凝土芯样的强度与胶结好坏而 定，胶结好、强度高的钻头压力可大，相反的压力应小；一般情况初压力为 0.2MPa，正常压力为1 MPa。4.2转速：回次初转速宜为100r/min左右；正常钻进时可采用高转速，但 芯样胶结强度低的混凝土应采用低转速。4.3 冲洗液量：钻芯法宜采用清水钻进，冲洗液量一般按钻头大小而定。钻 头直径为101mm，时，冲洗液流量应为60120L/min。5、钻进过程中，应经常对钻机立轴进行校正及时纠正立轴偏差。同时要随 时观察冲洗液量和泵压的变化，钻孔内循环水流不得中断，应根据回水含砂量及 颜色调整钻进速度。正常泵压为0.51 MPa。发现异常，应查明原因，立即处 理。6、钻进回次进尺长度，在胶结良好的混凝土层，应控制在1.5m内；胶结不 良层、断层等回次进尺应控制在0.5m左右，开孔钻进、桩底持力层面以上，1m 内及持力层钻进，回次进尺不超过1m。7、钻至桩底时，应采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定沉渣厚度， 并采用适宜的方法对桩端持力层岩土性状进行鉴别。按下列方法进行：7.1当钻至深度距桩底0.20.4m时，应采用减压、慢速钻进，密切观察钻 压、泵压变化，若遇钻压、泵压、钻具突降，应立即停钻，及时测量机上余尺， 准确记录孔深和有关情况。7.2当持力层为中、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。当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。7.3 对中、微风化岩的桩端持力层，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。试验宜在距桩底以下 500mm内进行。8、提钻取芯样时，应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯。卸好的芯样应保 护好断口的形状，由上而下按回次顺序放进芯样箱，不得颠倒、丢失或更换芯样。 芯样侧面上应清楚标明回次数、块号、本回次总块数，并按表7.8的格式及时记 录桩号、孔号、回次数、起止深度、块数、总快数、芯样质量的初步描述及异常 情况。表7.8钻芯检测现场操作记录表桩号孔号工程名称时间钻进(m)芯样编号芯样长度(m)残留芯样芯样初步描述及异常情况记录自至自至计检测日期机长：记录：页次：9、芯样编录与拍照应符合下列要求：9.1 钻芯过程中，应按表 7.9 的格式与内容对桩身混凝土、桩底沉渣以及桩端持力层做详细编录。表 7.9.1 钻芯法检测芯样编录表工程名称检测日期桩号/钻芯孔号桩径混凝土设计强度等级项目分段（层）深度（m）芯样描述取样编号取样深度备注桩身混凝土混凝土钻进深度，芯样连续性、完整性、 胶结情况、表面光滑情况、断口吻合程 度、混凝土心是否为柱状、骨料大小分 布情况，以及气孔、空洞、蜂窝麻面、 沟槽、破碎、夹泥、松散的情况桩底沉渣桩端混凝土与持力层接触情况、沉渣厚度持力层持力层钻进深度，岩土名称、芯样颜色、 结构构造、裂缝发育程度、坚硬及风化 程度：分层岩层应分层描述（强风化 或涂层时 的动力触 探或标贯 结果）检测单位：记录员：检测人员：9.2 按表7.9.2格式与内容编制每孔的柱状图。9.3 钻芯结束后，应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、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。应先拍彩色照片，后截取芯样试件。10、当单桩质量评价满足设计要求时，应采用0.5l.OMPa压力，从钻芯孔孔底往上用水泥浆回灌封闭；否则应封闭钻芯孔，留待处理。表7.9.2钻芯法检测芯样综合柱状图桩号/孔号混凝土设计强度等级桩顶标咼开孔时间施工桩长设计桩长钻孔深度终孔时间层序号层底标咼(m)层底深度(m)混凝土/岩土芯柱状 图(比例 尺)桩身混 凝土、持力层描 述芯样强度序号深度(m)备注编制：校核：注：代表芯样试件取样位置。八、芯样试件截取与加工1、截取混凝土抗压芯样试件应符合下列规定： 1.1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。1.2上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或lm,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。1.3缺陷位置能取样时，应截取一组芯样进行混凝土抗压试验。1.4当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。2、当桩端持力层为中，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；遇分层岩性时宜在各层取样。为保证岩石原始性状，选 取岩石芯样应及时包装并浸泡在水中。3、每组芯样应制作三个芯样抗压试件。每块芯样应标明取样深度。在选择 芯样试件时，应注意观察芯样侧面的表观混凝土粗骨料粒径及是否存在裂缝或其 他缺陷。4、将混凝土芯样试件加工成抗压强度试验所需要的试件时，应采用双面锯 切机把芯样试件锯切成一定长度，切割前应将芯样先固定，并使金刚石圆锯片垂 直于芯样轴线。锯切时的线速度以4045m/s为宜。锯切过程中应把水嘴调整 到合适的位置，以充分冷却金刚石锯片和芯样。5、锯切后的芯样试件，当试件不能满足平整及垂直要求时，应选用以下方 法进行端面加工：5.1 在磨平机上磨平。5.2 用水泥砂浆（或水泥净浆）或硫磺胶泥（或硫磺）等材料在专用补平装置上补平。水泥砂浆（或水泥净浆）补平厚度不大于5mm，硫磺胶泥（或硫磺）补平厚度不大于1.5mm5.3 补平层应与芯样结合牢固，受压时补平层与芯样的结合面不得提前破坏。6、试验前，应对芯样试件的几何尺寸做下列测量：6.1平均直径：用游标卡尺测量芯样中部，在相互垂直的两个位置上的直径， 取其两次测量的平均值，精确至0.5mm。6.2芯样高度：用钢卷尺或钢板尺进行测量，精确至1.0mm。6.3 垂直度：用游标量角器测量两个端面与母线的夹角，精确至0.1。6.4 平整度：用钢板尺或角尺紧靠在芯样端面上，一面转动钢板尺，一面用 塞尺测量与芯样端面之间的缝隙。7、芯样试件中的缺边、掉角等小缺陷允许修补，但如尺寸偏差及外观质量 等出现下列情况时，不得用作抗压强度试验：7.1芯样试件高度小于0.95d或大于1.05d时（d为芯样试件平均值）7.2沿试件高度任一直径与平均直径相差达2mm以上时。7.3试件端面的不平整度在100mm长度内超过0.1mm。7.4试件端面与轴线的不垂直度超过2时。7.5芯样试件平均直径小于2倍表观混凝土粗骨料最大粒径时。7.6试件有裂缝或有其它较大缺陷、芯样试件内含由钢筋。 九、芯样试件抗压强度试验1、芯样试件制作完毕可立即进行抗压强度试验。2、混凝土芯样试件的抗压强度试验时应合理选择压力机的量程和加荷速率，按现行国家标准普通混凝土力学性能试验方法GB/T 500812002的 有关规定执行。3、抗压强度试验后，当发现芯样试件平均直径小于2倍试件内混凝土粗骨料最大粒径，该事件的强度值不得参与统计平均，应重新截取芯样试件进行抗压强度试验。条件不具备时可用另外两个强度的平均值作为该组混凝土芯样试件抗压强度值。在报告中应对由关情况予以说明。4、混凝土芯样试件抗压强度应按下列公式计算：4Pcu式中：f 混凝土芯样试件抗压强度（Mk）,精确至0.lMk; cuP芯样试件抗压试验测得的破坏荷载（N ）;d芯样试件的平均直径（mm）;混凝土芯样试件抗压强度折算系数，应考虑芯样尺寸效应、钻芯机械对芯样扰动和混凝土成型条件的影响，通过试验统计确定;当无试验统计资料时，宜取为1.0 。5、桩底岩芯单轴抗压强度试验可按下列规定进行： 5.1在压力机上以每秒500800kPa的加速度加载，直到试样破坏为止,做好试验前后的试样描述。5.2根据参加统计的一组试样的试验值计算其平均值、标准值、变异系数，取岩石饱和单轴抗压强度的标准值为：f 二屮f14.678n 2rk rm)5式中：/ -试样岩石饱和单轴抗压强度值; n/ -岩石饱和单轴抗压强度平均值；m/ -岩石饱和单轴抗压强度标准值；nk屮-统计修正系数；6-变异系数；n试样个数；o标准差6、桩身混凝土芯样试件抗压强度代表值按下列步骤确定：6.1 每组混凝土芯样试件抗压强度代表值应按一组三块试件强度值的平均值确定。6.2 同一受检桩同一深度部位有两组或两组以上混凝土芯样试件抗压强度代表值时，取其平均值为该深度处混凝土芯样试件抗压强度代表值。6.3 受检桩中不同深度位置的混凝土芯样试件抗压强度代表值中的最小值为该桩混凝土芯样试件抗压强度代表值。十、检测数据的分析与判定1、桩端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、综合判定桩端持力层岩土性状。2、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，按表10.2.1的规定和表10.2.2的特征进行综合判定。3、同一根桩由两个或两个以上钻芯孔时，桩身完整性分类应综合考虑各钻芯孔的芯样质量情况。不同钻芯孔的芯样在同已深度部位均存在缺陷时，该位置存在安全隐患的可能性大，桩身缺陷类别应判重些。4、桩身完整性分类结合芯样单轴抗压强度值进行综合判定时，应考虑下列情况：4.1 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。4.2 芯样连续、完整、交接好或较好、骨料均匀或基本均匀、断口吻合或基 本吻合；芯样侧面无表观缺陷，或虽有气孔、蜂窝麻面、沟槽，但能够截取芯样 制作试件；芯样试件抗压强度代表值不小于混凝土设计强度等级。则应判为口类 桩。4.3 芯样任一段松散、夹泥或分层，钻进困难甚至无法钻进，则判定基桩的 混凝土质量不满足设计要求；若仅在一个孔中出现上述情况，而在其它孔同深度 部位未出现，为确保质量，仍应进行工程处理。4.4 局部混凝土破碎、无法取样或虽能取样但无法加工成试件，一般判定为皿类桩。但当钻芯孔数为3个时，若同一深度部位芯样质量均如此，判为W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，判为H类桩。5、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：5.1桩身完整性类别为W类的桩。5.2 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。5.3 桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩。5.4 桩端持力层岩土性状（强度）或厚度未达到设计或规范要求的桩。6、钻芯孔偏出桩外时，仅对钻取芯样部分进行评价。表10.2.1桩身完整性分类表类别分类原则I桩身完整n桩身有轻微缺陷，承载力极限状态下不因桩身破坏而丧失结构承载力m桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响IV桩身存在严重缺陷表10.2.2 桩身完整性判定类别现场混凝土芯样特征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n混凝土芯样连续、完整、胶结叫好、骨料分布基本均匀、呈柱状、断口基本吻合，m大部分混凝土芯样胶结较好，吴松散、贾尼或分层现象，但有下列情况 之一：芯样局部被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V钻进很困难；芯样任意断送三、夹泥或分层；芯样局部破碎且破碎长度大于10cm十一、检测报告1、委托方名称，工程名称、地点，建设、勘察、设计、监理和施工单位， 基础、结构型式，层数，设计要求，检测目的，检测依据，检测数量，检测日期；2、地质条件描述；3、受检桩的桩号、桩位和相关施工记录；4、检测方法，检测仪器设备，检测过程叙述；5、受检桩的检测数据，实测与计算分析曲线、表格、判断依据和混总结果；6、钻芯设备情况；7、检测桩数、钻孔数量，架空、混凝土芯进尺、岩芯进尺、总进尺，混凝 土试件组数、岩石试件组数、动力触探或标准贯入试验结果；8、表7.9.2的格式编制的每孔柱状图；9、芯样单轴抗压强度试验结果；10、芯样彩色照片；11、异常情况说明；12、与检测内容相应的检测结论。十二、检测工作中发生意外事故处理1、钻进时，如发现钻速变慢，内孔有异常声响，动力负荷过大的现象，则 可能钻遇混凝土中的钢筋笼或其它异物。遇此情况应停车提起钻具，检查钻头是 否损坏，测量钻孔倾斜度。如需继续钻进，应还合金头入孔切磨钢筋或异物。2、当出现钻芯孔与桩体偏离时，应立即停机记录，分析原因。当有争议时，可进行钻孔测斜，以判断是受检桩倾斜超过规范要求还是钻芯孔倾斜超过规定要求。3、金刚石钻进时应注意如下事项，避免意外事故发生：3.1金刚石钻进前，应将孔底硬质合金捞取干净并磨灭，然后磨平孔底。3.2提钻取芯样时，应使用专门的自由钳拧卸钻头和扩孔器。3.3提放钻具时，钻头不得在地上拖拉；下钻时金刚石钻头不得碰撞孔口或 孔口管上；发生墩钻或跑钻事故时，应提钻检查桩头，不得盲目钻进。3.4当孔内有掉块、混凝土芯脱落或者残留混凝土芯超过200mm时，不得使用新金刚石钻头扫孔，应使用旧的金刚石钻头或者针状合金钻头套扫。3.5下钻前金刚石钻头不得下至孔底，应下至距孔底200mm处，采用轻压慢转扫到孔底，待钻进正常后再逐步增加压力和转速至正常范围。3.6正常钻进时不得随意提动钻具，以防止混凝土芯堵塞，发现混凝土芯堵塞时应立刻提钻，不得继续钻进。