建筑桩基检测技术规范106-2003.doc

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建筑桩基检测技术规范106-2003.doc

7.2.1~7.2.3 应采用带有产品合格证的钻芯设备。钻机宜采用机械岩芯钻探的液压钻机,并配有相应的钻塔和牢固的底座,机械技术性能良好,不得使用立轴旷动过大的钻机。

孔口管、扶正稳定器(又称导向器)及可捞取松软渣样的钻具应根据需要选用。桩较长时,应使用扶正稳定器确保钻芯孔的垂直度。

目前钻芯取样方法分三大类:钢粒钻进、硬质合金钻进和金刚石钻进。钢粒钻进能通过坚硬岩石,但钻头与切削具是分开的,破碎孔底环状面积大、芯样直径小、芯样易破碎、磨损大、采取率低,不适用于基桩钻芯法检测。硬质合金钻进虽然切削具破坏岩石比较平稳、破碎孔底环状间隙相对较小、孔壁与钻具间隙小、芯样直径大、采取率较好,但是硬质合金钻只适用于小于七级的岩石(岩石有十二级分类),不适用于基桩钻芯法检测。金刚石钻头切削刀细、破碎岩石平稳、钻具孔壁间隙小、破碎孔底环状面积小、且由于金刚石较硬、研磨性较强DB21T 3701-2023 海砂资源开发利用规范.pdf,高速钻进时、芯样受钻具磨损时间短,容易获得比较真实的芯样,是取得第一手真实资料的好办法,因此钻芯法检测应采用金刚石钻进。

芯样试件直径不宜小于骨料最大粒径的3倍,在任何情况下不得小于骨料最大粒径的2倍,否则试件强度的离散性较大。目前,钻头外径有76mm、91mm、101mm、110mm、130mm几种规格,从经济合理的角度综合考虑,应选用外径为101mm和110mm的钻头;当受检桩采用商品混凝土、骨料最大粒径小于30mm时,可选用外径为91mm的钻头;如果不检测混凝土强度,可选用外径为76mm的钻头。

7.3 现 场 检 测

7.3.1 当钻芯孔为一个时,规定宜在距桩中心10~15cm的位置开孔,是考虑导管附近的混凝土质量相对较差、不具有代表性;同时也方便第二个孔的位置布置。

为准确确定桩的中心点,桩头宜开挖裸露;来不及开挖或不便开挖的桩,应由经纬仪测出桩位中心。

桩端持力层岩土性状的准确判断直接关系到受检桩的使用安全。《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。虽然施工前已进行岩土工程勘察,但有时钻孔数量有限,对较复杂的地质条件,很难全面弄清岩石、土层的分布情况。因此,应对桩底持力层进行足够深度的钻探。

7.3.2~7.3.5 钻芯设备应精心安装、认真检查。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,确保钻芯过程不发生倾斜、移位。设备安装后,应进行试运转,在确认正常后方能开钻。

桩顶面与钻机塔座距离大于2m时,宜安装孔口管。开孔宜采用合金钻头、开孔深为0.3~0.5m后安装孔口管,孔口管下入时应严格测量垂直度,然后固定。

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。

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,用以修正孔壁;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。

金刚石钻进技术参数:

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1MPa。

2 转速:回次初转速宜为100r/min左右,正常钻进时可以采用高转速,但芯样胶结强度低的混凝土应采用低转速。

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,其冲洗液流量应为60~120L/min。

金刚石钻进应注意的事项:

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。

2 提钻卸取芯样时,应使用专门的自由钳拧卸钻头和扩孔器。

3 提放钻具时,钻头不得在地下拖拉;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,应提钻检查钻头,不得盲目钻进。

4 当孔内有掉块、混凝土芯脱落或残留混凝土芯超过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针状合金钻头套扫。

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。

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。

7 钻进过程中要随时观察冲洗液量和泵压的变化,正常泵压应为0.5~1MPa,发现异常应查明原因,立即处理。

7.3.6钻至桩底时,为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。

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。

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。

7.3.7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(宜写成带分数的形式,如表示第2回次共有5块芯样,本块芯样为第3块)。及时记录孔号、回次数、起至深度、块数、总块数、芯样质量的初步描述及钻进异常情况。

条件许可时,可采用钻孔电视辅助判断混凝土质量。

7.3.8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。

7.3.9 应先拍彩色照片,后截取芯样试件。取样完毕剩余的芯样宜移交委托单位妥善保存。

7.4 芯样试件截取与加工

以概率论为基础、用可靠性指标度量桩基的可靠度是比较科学的评价基桩强度的方法,即在钻芯法受检桩的芯样中截取一批芯样试件进行抗压强度试验,采用统计的方法判断混凝土强度是否满足设计要求。但在应用上存在以下一些困难:

由于基桩施工的特殊性,评价单根受检桩的混凝土强度比评价整个桩基工程的混凝土强度更合理。

mfcu–λ1·sfcu ≥0.9 fcu,k (1)

f ccu,min ≥λ2 ·fcu,k (2)

如果说第一个不等式沿用了概率论和可靠度概念,那么,第二个不等式是考虑评定对象是结构受力构件,不允许出现过低的小值。同时,该标准指出一组试件的强度代表值应由三个试件的强度值确定,而钻芯法增加3倍的芯样试件数量有困难。

混凝土桩应作为受力构件考虑,薄弱部位的强度(结构承载能力)能否满足使用要求,直接关系到结构安全。

综合多种因素考虑,规定按上、中、下截取芯样试件的原则,同时对缺陷和多孔取样作了规定。

一般来说,蜂窝麻面、沟槽等缺陷部位的强度较正常胶结的混凝土芯样强度低,无论是严把质量关,尽可能查明质量隐患,还是便于设计人员进行结构承载力验算,都有必要对缺陷部位的芯样进行取样试验。因此,缺陷位置能取样试验时,本条明确规定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蜂窝麻面、沟槽、空洞等缺陷,芯样试件强度可能不满足设计要求,按第7.6.1条的多孔强度计算原则,在其他孔的相同深度部位取样进行抗压试验是非常必要的,在保证结构承载能力的前提下,减少加固处理费用。

为便于设计人员对端承力的验算,提供分层岩性的各层强度值是必要的。为保证岩石原始性状,选取的岩石芯样应及时包装并浸泡在水中。

对于基桩混凝土芯样来说,芯样试件可选择的余地较大,因此,不仅要求芯样试件不能有裂缝或有其他较大缺陷,而且要求芯样试件内不能含有钢筋;同时,为了避免试件强度的离散性较大,在选取芯样试件时,应观察芯样侧面的表观混凝土粗骨料粒径,确保芯样试件平均直径小于2倍表观混凝土粗骨料最大粒径。

为了避免再对芯样试件高径比进行修正,规定有效芯样试件的高度不得小于0.95d且不得大于1.05d时(d为芯样试件平均直径)。

高架桥工程钻孔桩施工方案附录E规定平均直径测量精确至0.5mm;沿试件高度任一直径与平均直径相差达2mm以上时不得用作抗压强度试验。这里作以下几点说明:

1 一方面要求直径测量精确小于1mm,另一方面允许不同高度处的直径相差大于1mm,增大了芯样试件强度的不确定度。考虑到钻芯过程对芯样直径的影响是强度低的地方直径偏小,而抗压试验时直径偏小的地方容易破坏,因此,在测量芯样平均直径时宜选择表观直径偏小的芯样中部部位。

2 允许沿试件高度任一直径与平均直径相差达2mm,极端情况下,芯样试件的最大直径与最小直径相差可达4 mm,此时固然满足规范规定,但是,当芯样侧面有明显波浪状时,应检查钻机的性能,钻头、扩孔器、卡簧是否合理配置,机座是否安装稳固,钻机立轴是否摆动过大,提高钻机操作人员的技术水平。

3 在诸多因素中,芯样试件端面的平整度是一个重要的因素,也是容易被检测人员忽视的因素,应引起足够的重视。

7.5 芯样试件抗压强度试验

根据桩的工作环境状态,试件宜在20±5℃的清水中浸泡一段时间后进行抗压强度试验。本条规定芯样试件加工完毕后,即可进行抗压强度试验DBJ41/T 195-2018 河南省住宅可容纳担架电梯设计标准.pdf,一方面考虑到钻芯过程中诸因素影响均使芯样试件强度降低,另一方面是出于方便考虑。

芯样试件抗压破坏时的最大压力值与混凝土标准试件明显不同,芯样试件抗压强度试验时应合理选择压力机的量程和加荷速率,保证试验精度。

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