灌注桩中钢筋笼磁异常特征研究

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1、第26卷第3期安徽地质V_01．26NO．32016年9月GeologyofAnhuiSeptember2016文章编号：1005-6157(2016)03-0217—5灌洼桩中钢簏笼磁异常特镊研究程小顺(安徽省地球物理地球化学勘查技术院，安徽合肥230001)摘要：灌注桩中钢筋笼由主筋、加劲筋和箍筋组成。钢筋笼长度随桩长变化，单根钢筋的长度是一定的，为了满足长桩的需要，钢筋笼常常由一节或多节焊接而成。灌注桩中的钢筋笼是一磁性体，在地磁场磁化作用下，在其周围空间分布有磁异常。钢筋笼是一个规则磁性体，本文由重磁位场的泊

2、松公式出发，推导出钢筋笼磁异常表达式，研究了灌注桩中钢筋笼磁异常分布特征。关键词：灌注桩；钢筋笼；磁异常；异常特征研究中图分类号：TU437．14文献标志码：A0引言常，通过理论计算可以求出钢筋笼表示有：灌注桩由钢筋混凝土组成，在磁异常解析表达式。Mx。二Mcos／cosA高层建筑、桥梁等基础中普遍使1．1磁化强度矢量及其分量关系Mr=McosI．sinA用。灌注桩中钢筋笼是设计师根据磁化强度是矢量，在选定的坐MsinI灌注桩的使用目的，按规范要求设标系下，磁化强度矢量()及其1．2钢筋笼磁异常表达式计的，一般要考虑

3、水平承载力、弯分量关系如图l所示。用数学关系钢筋笼由多根主筋和箍筋组矩和稳定性等。桩基础一般是隐蔽工程，灌注桩中钢筋笼是否按照设计要求进行施工，对建筑物或构筑物的安全产生影响，如偷工减料，可能使基础功能部分丧失，导致事故发生。灌注桩中钢筋笼长度是否满足设计要求是业主非常关心的问题。钢筋笼具铁磁性，与周围岩土有明显磁性差异，其周围可形成磁异常DI。本文针对灌注桩中钢筋笼的特M点，对其周围磁异常特征进行探讨，为检测钢筋笼长度工作提供依Mz据。1基本原理灌注桩中钢筋笼由主筋、加劲筋和箍筋组成，是铁磁性物质，在Z图1磁化强度

4、矢量及其分量关系地球磁场磁化下，其周围存在磁异Fig．1Magnitizationvectoranditscomponents收稿日期：2015—11—27作者简介：程小顺(1962一)，男，安徽怀宁人，硕士，高级工程师，现从事地球物理地球化学勘查工作。218安徽地质2016年成，有单节和多节之分。求得单根H-‘／2O[M+M+M：】采用右手直角坐标系，以桩中主筋和箍筋磁异常，通过求和就可仃心轴为z轴，桩顶面中心点为坐标以求得钢筋笼磁异常表达式，磁异系原点。a：钢筋笼主筋半径，d：Hay-4nGa++：】常表达式只涉

5、及z和△。箍筋直径，r：钢筋笼半径，、利用泊松公式单根主筋磁异常根据磁异常各分量，计算单根第龈钢筋顶、底埋深。各分量表达式】：钢筋△磁异常。1-2．1单根主筋磁异常Z口泰达式通过计算单桩主筋磁异常表ZaVxz+My+zJ△7爿cos，十月。osiI，+Z~sinI达式如下：zi4roGer+，+M：】=／'toG2I(x一)(专～去+)(专一+(一：](1)=等{(专～亩)[(一专s’+n1]c。s+(等～]sin，2口一~i)COSA'+I『)c0s2，(2)1,+-)／sin’cosIsinI+一]sil12，上

6、式中～R=而Ri：=(z—ll+2R1)((Z—lil)+1)f1((z—2)+，2)Re尺。(z一厶+R)1．2．2单一箍筋磁异常表达式以近似延伸很小的主筋代替，其长(2)式中，并用微分代替增量，单由于箍筋直径很小，钢筋可为2~r／n，宽为d，用2n-r／n代替(1)、一箍筋磁异常表达式如下：z刚sinf】c一一sin，△喜{{一号+一c。s+一sin’】2c。s2，+号(z一)[(x-4i)cosA'+(y-qi)sinA']cosIsinI一一sin0第26卷第3期程小顺：灌注桩中钢筋笼磁异常特征研究2191．

7、2．3箍筋产生的磁异常表达式所有箍筋产生的磁异常如下：喜喜{cos州一)si一sin)(3)△=3喜喜{{一+号一缶，c。s’+一sin’fc。s2’}+号(z一，)(4)[(x-~i)cosA'+(y-rli)sinA']cosIsinI一sinz01．2．4单节钢筋笼磁异常表达式设单节钢筋笼由nt、筋，道箍北南中东西筋组成，单节钢筋笼磁异常表达式为：Zn=ZZAT=A△1．2．5多节钢筋笼磁异常表达式多节钢筋笼是有两节或两节以上钢筋笼焊接而成，一般搭接长度5l0倍主筋直径。多节钢筋磁异常由各单节主筋异常和箍筋异常

8、叠加，多节钢筋笼磁异常表达式如下：Zn=Xa,+Z妃⋯．+Z图2单节钢筋笼不同方位观测孔磁异常za曲线图ATx=ATzl+△2⋯．+△Fig．2MagneticanomalyZacurvefordifferentviewholesinonejointcage2钢筋笼磁异常特征2．1单节钢筋笼磁异常特征根据(3)、(4)式，对单北南中东西节钢筋笼