磁测法_电测法检测灌注桩钢筋笼长度的探索与应用

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1、第8期广东土木与建筑No．82008年8月GUANGDONGARCHITECTURECIVILENGINEERINGAUG2008磁测法、电测法检测灌注桩钢筋笼长度的探索与应用杨雄（广东天信电力工程检测有限公司广州510600）摘要：在磁法和电法勘探原理的基础上进行深入研究与实践，提出对灌注桩钢筋笼长度的两种无损检测方法，即磁测法和电测法，并在实际工程中加以应用。关键词：钢筋笼长度；磁测法；电测法1前言磁场深度（mG）桩外测试用钻孔地磁的磁力线钢筋笼灌注桩作为一种基础承载结构和地基支撑的构钢筋对接密集区磁化后的磁力线和地磁磁力线反向局部磁场强度降低造物，其应

2、用已十分普遍，桩中的钢筋笼长度是根据钢筋磁化后的磁力线磁化后磁力线和地磁磁力线同向水平荷载、弯矩、桩周土情况、抗震设防烈度以及是局部磁场强度增强否属于抗拔桩和嵌岩端承桩等加以确定。若配筋不远离钢筋笼底端处磁场强度基本不受钢筋笼感应磁场影响足或钢筋笼长度不满足设计要求，将可能严重影响深度（m）地磁南极区域地磁场强度地磁北极灌注桩基础的稳定性和抗震性能，造成建筑物的安地球全隐患，钢筋笼长度不满足要求应视为桩身完整性缺陷，因此灌注桩钢筋笼长度探测方法的理论研究图1钢筋笼周围磁场分布示意图和推广应用已势在必行。灌注桩钢筋笼长度检测应采用无损检测手段，钢筋笼设置前该处

3、的地磁场为正常场（背景场），国内外已有一批专家学者尝试探索灌注桩中钢筋笼由于钢筋笼的存在而产生的局部磁异常为异常场。钢长度的检测方法。考虑到钢筋笼和混凝土之间，以及筋笼底部是铁磁性物质（钢筋笼）与无磁或弱磁性物钢筋笼和桩周岩土之间存在明显的磁性、电性差异，质（素混凝土或岩土层）的界面，实测的磁场强度会笔者在磁法、电法勘探原理的基础上作了深入研究有较大变化，超过界面向下逐渐变为稳定的背景场。和实践，提出灌注桩钢筋笼长度的两种无损检测方假设钢筋笼主筋为无限长线状体，在与其平行方法，即磁测法和电测法，并在实际工程中加以应用。向上，可推导出一根主筋的磁感应强度Z公式

4、为：2Z=B┴·k·S（2p·L）⑴2磁测法式中：B┴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。2.1钢筋笼周围磁场分布的理论分析假设有效磁化倾角为△ZZ磁测法是以磁性体磁场的数学理论为基础，通90°。对于有限长钢筋笼过研究磁性体周围磁场变化的空间分布特征和分布中的主筋，可以用有限元规律，对磁性物体空间分布作出解释。积分近似计算其磁感应钢筋笼属铁磁性物质，磁化率很大且磁性很强，强度，如图2。在钢筋笼相反混凝土、桩周岩土则属于无磁性或弱磁性物质，端部，随着与钢筋笼的远磁化率很小且磁性很弱，因此钢筋笼和混凝土之间，离，磁

5、感应强度迅速衰减以及钢筋笼和桩周岩土之间存在明显的磁性差异直至背景地磁场大小。Z0（达几个数量级），钢筋笼被磁化在其周围会形成很由式⑴还可看出，主H强的局部磁异常，如图1所示。筋磁感应强度与测点到图2Z－H、ΔZ-H理论曲线632008年8月第8期杨雄：磁测法、电测法检测灌注桩钢筋笼长度的探索与应用AUG2008No．8主筋垂直距离的平方成反比，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3电测法梯度为零。当垂直分量Z值明显低于或高于背景值Z0时，可判定有钢筋笼存在。3.1钢筋笼周围充电电场分布的理论分析根据关系式可计算出基桩钢筋笼旁侧

6、磁感应强钢筋的电阻率小于10-6Ω·m，混凝土的电阻率一度Z、磁梯度ΔZ随深度H的理论变化曲线，其形态般大于106-12Ω·m，桩周土一般为10~10Ω·m，地下潜如图2所示。Z－H变化曲线的拐点或梯度曲线极小水一般小于1023Ω·m，围岩一般为10~10Ω·m，因此值的位置对应的深度应为钢筋笼底端埋深，因此可相对于钢筋笼周围的混凝土和桩周土或岩石而言，确定钢筋笼的长度。钢筋笼无疑是理想导体。钢筋笼底部是两种导电性2.2磁测钢筋笼长度现场工作方法有显著差异介质的界面，测量钢筋笼长度的实质就试验前先在桩中或距桩边1m内（一般为0.5m）是确定钢筋笼底部界面位置

7、。的桩侧部位钻取平行于灌注桩的钻孔1个或数个，根据钢筋笼的圆柱形特征，可把钢筋笼等效成钻孔深度宜比设计钢筋笼长度增大3~5m，孔径不直立圆柱体，根据其充电场分布特征，如果对灌注桩得小于76mm。把探头极放在桩中或桩周土钻孔中中的钢筋笼充电，则在钢筋笼的外侧周围将形成等从上到下（或从下到上）按一定的点距逐点采样，测位线簇（如图4中的虚线），在平行于钢筋笼的剖面量并实时记录沿钻孔不同深度磁参数的变化。计算上将出现宽缓的高电位值和电位梯度零值段；在钢并绘制钻孔内磁场强度的垂直分量沿深度的变化曲筋笼的底边缘附近，电位曲线急剧下降，出现明显拐线，以及磁梯度值随深度的变

8、化曲线，依据曲线特征点，梯度曲线相应出现极小值；在钢