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摘要：桩基础中的钢筋笼受地磁场滋化从而产生感应磁场，并且与地磁场叠加产生局部磁异常。本文根据磁力梯度法的基本原理，经过工程实例的实践，认为磁法对灌注桩中的钢筋笼长度检测评价是准确可靠的。
关键词：磁法；灌注桩；钢筋笼长度
0 引言
灌注桩中钢筋笼长度是按照有关规范，根据水平荷载、弯矩大小、桩周土情况、抗震设防烈度以及是否为抗拔桩和端承桩等来计算确定的。灌注桩施工是采用机械或人工成孔后，将制作好的钢筋笼吊入孔中，随后进行混凝土浇筑。钢筋笼对桩的抗拉、抗弯，土层差异较大时承受地震波差异引起的水平荷载、桩身裂缝控制等起到关键性的作用。特别对于抗拔桩和一、二级裂缝控制等级的桩，钢筋笼的作用尤其重要。由于灌注桩属于隐蔽工程，且施工后钢筋笼长度的检测难度大，桩身钢筋笼的短缺将对灌注桩的质量造成重大影响。
钢筋笼长度检测最直接的方法是开挖验证，但对于桩长达数十米，桩径超过800mm的混凝土灌注桩，开挖验证难度很大。随着科学技术的发展，基桩工程检测技术在不断更新和提高，新理论、新方法不断推出，人们寻求各种既能准确检测且又无损于基桩的技术来检测钢筋笼的长度，如磁法（磁力梯度法）、电磁波法和声波法等。由于钢筋笼与混凝土、桩周岩土之间存在明显的磁性差异，故磁力梯度测试方法，为国内检测灌注桩钢筋笼长度较普遍采用的一种方法。
1 工作原理和检测仪器
钢筋笼是由主筋、加强筋和箍筋构成。基桩中的钢筋笼和桩周岩土间存在明显的磁性差异，因此在其分界界面上垂直分量是不连续的，会产生突变点。根据磁场垂直分量的突变点就可以推测出钢筋笼的磁性介质分界面，即钢筋笼的接点位置，从而可以确定钢筋笼的长度。钢筋笼为铁磁性物质，在地磁场作用下钢筋笼将产生感应磁场，该感应磁场与场地的背景场之间一般均存在较大的差异，这就为磁法探测钢筋笼长度提供了物理前提。测试时，先在灌注桩旁打一测试孔，利用磁法仪器按一定间距逐点测量孔内磁场强度，并绘制孔内磁场强度和磁梯度值随深度变化的曲线。根据钢筋笼的特点，其磁场强度、梯度值曲线在钢筋搭接、数量变化、加强箍筋的变化面和钢筋笼底部位置均会出现峰值，超过钢筋笼底部后则迅速趋于定值。据此可以判定钢筋笼长度。
检测仪器采用武汉岩海生产的RS-RBMT磁法测试仪。该仪器主要用于探测地下不同深度的铁磁性物体或含有铁磁的其他物体，混凝土桩中的钢筋笼即属于强磁性物体，钢筋笼底部会显示尖峰梯度异常，对应的深度即为钢筋笼的长度。
2 现场布置与检测分析
在桩外侧边沿不大于0.5m处钻孔，也可以在桩中间利用钻芯孔进行检测，并保证垂直度。钻孔深度应超过桩底标高3～5m，放入探头至孔底，支好管口滑轮和计数滑轮，连接计数电缆、探头数据线，自下而上采集数据。为保证钻孔通畅，要求采用PVC等非磁性材料套管。初步测量如发现钢筋笼长度与设计长度不符时，应分析原因进行复测。确认所测结果是客观、真实、可靠的，消除人为疏忽或仪器设备工作状态而造成的不真实数据，才能正确检测钢筋笼的长度。
检测数据的分析与判定是根据测得钢筋笼磁异常的特点，依据磁性体磁场的数学理论进行形态分析，从而判定钢筋笼长度。钢筋笼底部是铁磁性物质（钢筋笼）与无磁性或弱磁性物质（素混凝土，岩土层）的界面。在界面上实测磁场强度会有较大的变化，超过界面向下逐渐变为稳定的背景场。磁场垂直分量随深度变化曲线的拐点位置对应的深度应为钢筋笼底端埋深，结合有关资料可确定钢筋笼长度。
3 工程实例
温州某工地，基础采用钻孔灌注桩，桩径为800mm，桩端持力层为⑥3层卵石，桩身混凝土设计强度等级为C35，有效桩长范围为65.00m～79.35m。场地地质自上而下分层简述如下。
第①1 素填土、第①2层粘土、第②1层淤泥、第②2层淤泥、第③1层淤泥质粘土、第④1粘土、第④2层粉质粘土、第④3层圆砾、第⑤1层粘土、第⑤2层粘土、第⑥2层粉质粘土、第⑥3层卵石。
受建设单位的委托，对场地内5根桩的钢筋笼长度进行检测，在进行测试以前，在被检桩侧距桩边45cm处，利用XY-100工程钻机在被测桩附近钻取1个测试孔，孔径为108 mm，深度超过设计桩长5m。将直径75 mm的PVC管放至孔底，测试深度从设计桩顶标高起算。各桩有关参数和检测结果见表1，实测磁场垂直分量随深度变化曲线见图1和图2。从磁场垂直分量随深度变化曲线图上可以看出，各桩钢筋笼底部反映明显，钢筋笼底部在磁场垂直分量随深度变化曲线上对应着极小值到极大值的拐点，梯度曲线对应极大值点。从表1可以看出，各桩检测钢筋笼长度与施工钢筋笼长度大致相符。从图1和图2曲线形态可看出，不仅测到钢筋笼的长度，且钢筋笼接头位置也反映比较清楚，与现场配筋资料吻合较好。
4 结论和建议
桩身钢筋笼长度是影响桩身受力性能的一个关键因素，采用磁梯度法对灌注桩的桩身钢筋笼长度进行检测是可行有效的。
由于工地现场的磁性有一定的干扰，给磁梯度测试带来一定的影响，从而会给检测带来一定的误差，本次检测误差为±1.0m。
参考文献
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[2]刘全忠，汤兆文等．混凝土灌注桩钢筋笼长度的综合检测与分析[J]工业建筑．2010.40（增刊）.
[3]董平，樊敬亮，王良书等．灌注桩钢筋笼内部磁异常特征[J]物探与化探．2008（1）：101-104+108.
论文作者:张晓毛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/11/28
标签：钢筋论文; 长度论文; 梯度论文; 磁场论文; 深度论文; 粘土论文; 磁性论文; 《基层建设》2017年第25期论文;