浙江省地球物理技术应用研究所 310000
摘要：文章主要对某工程的3根钻孔灌注桩利用物探方法（磁测井法）探测桩体钢筋笼长度。进场进行探测后，依据现场探测数据进行资料整理、图件绘制及报告编写。
关键词：钻孔灌注；桩钢筋笼；长度探测
1工程概况
该工程桩基采用钻孔灌注桩，钢筋笼长度抽检桩数为3根，抽检桩设计钢筋笼长度为42.30～42.70m，根据现场施工记录和设计资料整理的该3根检测桩具体参数见表1：
表1 探测桩参数汇总表
注：以上参数均由建设方现场记录提供。
2、方法原理
2.1基本原理
钢筋属于铁磁性物质，由钢筋笼组成的桩在地磁场中由于磁化作用而产生磁感应强度，使桩体附近的磁场强度发生变化，由于正常场在一定空间、时间内几乎不变，因此桩体内附近磁场强度的变化特征反映了磁化强度的变化特征，而这个特征与桩体内钢筋数量及钢筋笼分节搭焊位置和深度分布密切相关.其测试方法与单孔波速测试基本相似，在已成型的桩体附近钻平行于桩体的孔，将磁测井探头放入孔内，按一定距离间隔测试探孔深度方向的磁感应强度或磁化率值。最后根据磁感应强度或磁化率沿探孔深度方向的变化来得到各节钢筋笼的磁性变化位置，甚至可以判断出钢筋数量的变化界面。桩体内的感应磁场可以分别按主筋、加强筋和箍筋计算和叠加。其大小与测试距离和钢筋铁磁性物质的量有关。假设探测位置点处的钢筋为无限长线状体，在与钢筋平行方向上，可以推导出桩体内钢筋为无限长线状体的磁感应强度公式为：
Z=B丄?k?S/2π?L2（1）
式（1）中B丄为垂直方向地磁场强度；k为主筋的磁化率；S为主筋横截面积；L为测点与主筋的垂直距离。这里假设有效磁化倾角为90度。由式（1）可以看出，测点处主筋磁感应强度大小与主筋和测点间的距离平方成反比，与主筋面积成正比。在钢筋笼主筋平行方向上，磁感应强度为定值，因此其梯度值为零。
对于有限长钢筋笼中的主筋，可以用有线元积分近似计算其磁感应强度大小。在钢筋笼端部，随着与钢筋笼的远离，磁感应强度迅速衰减，直到减至背景地磁场大小。对于箍筋同样也可以用有线元法近似计算其磁感应强度大小。在与螺线轴线近距离平行方向上，感应磁场大小周期变化。根据关系式可计算出基桩钢筋笼旁侧磁梯度△Z随深度（z）的理论变化曲线。其形态见图1。
图1 磁梯度探测桩基钢筋笼长度原理示意图
磁梯度测井法探测钢筋笼长度就是利用磁梯度探头在桩侧附近或桩体内的钻孔中测出磁梯度值（△Z）随深度变化的曲线，依据曲线特征判定钢筋笼顶底深度，由此确定钢筋笼下放长度。检测方法如图2所示。
图3 钢筋磁梯度测量及旁侧钢筋影响模拟试验曲线
通过地表钢筋堆放场的磁梯度测量可以较好地判定钢筋两端的位置。在钢筋中部及向外测点的测读数据也有局部小的异常，这是场地表层填土中存在的小铁磁性物体引起的。
2.3现场测试
在钻孔灌注桩的一侧小于0.5米距离内钻一钻孔预埋探测管，在探测管内进行探测，以探测管管口顶作为0.0m起始点，向下以0.10m或0.25m间距在钻孔中进行探测，本次各成果图均采用自下而上的数据。
2.4仪器设备
本次探测使用仪器为武汉岩海公司生产的RS-RBMT（P）钢筋笼长度磁法测试仪。RS-RBMT（P）钢筋笼长度磁法测试仪适用磁场测量范围：-200000nT～+200000nT/、Z磁敏元件转向差≤200nT、e.线性度≤2‰。
3、探测成果
3.1探测成果
本次探测桩为某工程的3根工程桩；依据测读数据绘制磁场和磁梯度探测成果曲线，该3根桩探测成果曲线见附图。现将所抽检测桩的探测情况和钢筋笼长度结果列表2所示。
钢筋笼长度钢筋笼长度推算成果表 表2
注：
（1）探测曲线是以探管管口顶作为0.0m起始点；
（2）推算钢筋笼底标高=探孔顶标高-钢筋笼检测深度；
（3）推算钢筋笼长度=实测施工钢筋笼顶标高-推算钢筋笼底标高；
（4）该方法推测钢筋笼位置误差在±1.0m之间；
3.2资料解释
依据磁梯度探测方法原理及现场钢筋模拟试验结果，对本次3根桩探测成果进行资料解释。
19#桩：该桩设计桩体内钢筋笼长度42.70m，钻孔探测深度为46.00m，探管管口顶标高为-6.300m，探测成果曲线图见附图1，其特征如下：
该桩探管顶口标高-6.300m为探测曲线0.00m起点，实测施工钢筋笼顶标高-6.300m，从整个探测曲线的形态趋势看，探测曲线在0.00m-42.70m之间磁场值有明显的起跳变化，其位置基本在钢筋数量增减的钢筋笼分节搭焊处及加强箍筋的变化面处，42.70m左右位置磁场值的起跳变化为钢筋笼底部磁性变化的反应，据此推断该桩钢筋笼底标高为-49.000m。
48#桩：该桩设计桩体内钢筋笼长度42.30m，钻孔探测深度为46.00m，探管管口顶标高为-9.100m，探测成果曲线图见附图2，其特征如下：
该桩探管顶口标高-9.100m为探测曲线0.00m起点，实测施工钢筋笼顶标高-9.100m，从整个探测曲线的形态趋势看，探测曲线在0.00m-41.30m之间磁场值有明显的起跳变化，其位置基本在钢筋数量增减的钢筋笼分节搭焊处及加强箍筋的变化面处，41.30m左右位置磁场值的起跳变化为钢筋笼底部磁性变化的反应，据此推断该桩钢筋笼底标高为-50.400m。
49#桩：该桩设计桩体内钢筋笼长度42.40m，钻孔探测深度为46.00m，探管管口顶标高为-6.300m，探测成果曲线图见附图3，其特征如下：
该桩探管顶口标高-6.300m为探测曲线0.00m起点，实测施工钢筋笼顶标高-6.300m，从整个探测曲线的形态趋势看，探测曲线在0.00m-41.00m之间磁场值有明显的起跳变化，其位置基本在钢筋数量增减的钢筋笼分节搭焊处及加强箍筋的变化面处，41.00m左右位置磁场值的起跳变化为钢筋笼底部磁性变化的反应，据此推断该桩钢筋笼底标高为-47.300m。
4、结论
本次钻孔磁场探测成果较好地反映了所抽检基桩钢筋笼长度情况，较准确的测定了钢筋笼底部位置深度，具体结论如下：
19#桩推算桩体内钢筋笼底标高为-49.000m，推算钢筋笼长度42.70m；
48#桩推算桩体内钢筋笼底标高为-50.400m，推算钢筋笼长度41.30m；
49#桩推算桩体内钢筋笼底标高为-47.300m，推算钢筋笼长度41.00m。
论文作者:张皓,胡文富
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/30
标签：钢筋论文; 标高论文; 长度论文; 钻孔论文; 曲线论文; 梯度论文; 磁场论文; 《防护工程》2019年8期论文;