磁测井法在基桩检测中的应用.pdf

502023年9 月质量控制与检测江西建材磁测井法在基桩检测中的应用黄志军1,21.福建省建筑科学研究院有限责任公司，福建福州350108;2.福建省绿色建筑技术重点实验室，福建福州350108摘要：文中介绍了磁测井法检测基桩钢筋笼长度的检测原理和检测方法，并结合实例，采用磁测井法对灌注桩的钢筋笼长度和管桩的桩长及接桩位置进行检测，有效检测出灌注桩的钢筋笼长度和管桩的桩长及接桩位置，验证了磁测井法检测灌注桩钢筋笼长度和预制桩桩长的可靠性，证明磁测井法值得在基桩检测中应用和推广。关键词：磁测井法；磁场；钢筋笼长度；桩长中图分类号：TU195文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 9-0 0 50-0 3TheApplicationofMa!netic Well Method in Pile TestingHuang Zhijuni21.Fujian Academy of Building Sciences Co.Ltd.,Fuzhou,Fujian 3501082.Fujian Key Laboratory of Green Building Technology,Fuzhou,Fujian 350108Abstract:The article introduces the detection principle and method of the magnetic well method for detecting the length of the reinforcementcage of the foundation pile.Through examples,the magnetic well method is used to detect the length of the reinforcement cage of the cast-in-place pile,the length of the pipe pile,and the position of the pile connection.This effectively detects the length of the reinforcement cage ofthe cast-in-place pile,the length of the pile,and the position of the pile connection,and verifies the reliability of the magnetic well methodfor detecting the length of the reinforcement cage of the cast-in-place pile and the length of the prefabricated pile,prove that the magneticwell method is worth applying and promoting in pile detection.Key words:Magnetic logging method;Magnetic field;Length of reinforcement cage;Pile length0引言桩基础是建筑工程中最常用的一种基础形式，广泛应用于建设工程中。钢筋笼作为基桩的重要组成部分，其长度是保证基桩承载性能和抗剪性能的关键指标之一。若基桩的桩长和钢筋笼长度不符合设计要求，将严重影响基桩的稳定性和安全性，埋下较大的安全隐患。因此，检测基桩的桩长和钢筋笼长度至关重要。基桩属于地下隐蔽工程，基桩钢筋笼长度在基桩施工完成后检测难度大，而基桩中的钢筋笼与桩身混凝土、桩周边土层之间存在明显的磁性强度差异，因此，可通过磁测并法测试基桩钢筋笼内部或附近的磁场强度，根据测试出的磁异常特征检测灌注桩的钢筋笼长度、预制管桩的桩长及接桩位置。石磁测井法检测原理灌注桩的钢筋笼和预应力管桩钢筋笼、端头法兰板均属于铁磁性物质，具有强磁性，其在地球磁场作用下被磁化而产生磁感应强度，使其附近的磁场产生变化，而基桩的桩身混凝土及其周边土层一般为无磁性或弱磁性物质，与钢筋笼存在磁场强度差异，在其分界处均会形成较强的磁异常 2 ；管桩的预应力钢筋笼与端头板因含铁量差异较大，其对应的磁场强度也存在较大差异，在其预应力钢筋笼与端头板分界处也会形成较强作者简介：黄志军（19 8 4-），男，福建漳州人，本科，工程师，主要研究方向为地基基础检测。的磁异常。磁测井法利用该原理，通过测试基桩长度方向的磁异常并应用磁异常特征，以判断钢筋笼的长度、管桩的桩长及接桩位置。在检测基桩钢筋笼长度时，磁测井法检测的是沿基桩长度方向的磁异常。磁场井法检测布置示意图见图1，通过平行于基桩的检测孔检测磁场垂直分量乙，对于两种具有磁性差异大的物质，在它们的分界面上，磁场垂直分量乙是不连续的，存在异常突变拐点，其磁场垂直分量梯度4Z也出现明显极值点，根据实测的磁场垂直分量Z随测试深度h变化的（h-Z）曲线和磁场垂直分量梯度4Z随测试深度h变化的（h-4Z）曲线的异常特征，来判断两者的分界面，钢筋笼的底部和顶部两端均为磁性物质与非磁性物质的磁异常分界面，这两个磁异常分界面之间的间距即为钢筋笼的长度。因此，可通过磁法检测仪检测所得的（h-Z）曲线和（h-4Z）曲线来判定钢筋笼的长度。（a）检测孔位于灌注桩桩身内512023年9 月江西建材质量控制与检测（b）检测孔位于桩身外（c）检测孔位于管桩空心内1一深度记录器，2 一磁法检测仪，3 一三脚架，4一检测线缆，5一检测孔，6 一灌注桩钢筋笼，7 一磁法传感器，8 一管桩图1磁测井法检测布置示意图2检测设备及检测方法2.1检测设备检测设备采用武汉声赫科技有限公司生产的SH-M2型磁法检测仪，具有自动连续采集数据及自动存储功能，自动生成测试曲线，便于检测分析，操作简便，性能稳定。磁场测量范围为-19 9 9 9 9 +19 9 9 9 9 nT，磁场测量分辨率为10 nT，磁法传感器水密性3.0 MPa，深度分辨率为1cm。2.2检测方法检测前，应在桩内或桩侧钻孔作为检测孔，钻孔中心线应平行于桩身轴线。检测孔设置在桩内时，灌注桩可设置于桩中心。桩径大于2 m的灌注桩，检测孔与主筋距离宜小于1m，管桩可设置在管桩空腔内。检测孔设置桩侧时，与受检桩边缘距离不宜大于0.5m，并尽量远离相邻桩 3 。检测孔深度应比预计钢筋笼底位置深3 m。当检测孔周围存在较厚软弱土层、砂层、卵砾石层时，为防止塌孔，宜在检测孔中设置无磁性PVC管进行护孔，PVC管底部需采用无磁性材料进行封底。检测前，确保检测孔内没有铁磁性材料存在，若有，应及时清理，并检查检测孔内的通畅情况，确保传感器在全程范围内升降通畅。检测时，磁法检测仪主机与深度记录器、磁法传感器进行连接，将磁法传感器放置于检测孔底，测点采用间距不宜大于2 0 cm，以1025cm/s的速度自下而上匀速拉升传感器，对检测孔内的磁场垂直分量乙进行测量，实时记录数据并显示深度-磁场垂直分量（h-Z）曲线。每根桩检测次数不应少于2 次，同一根桩的各检测曲线应具有良好的重复性，曲线基本一致。出现异常实测曲线或实测曲线一致性较差时，应分析原因，排除影响检测的干扰因素后，重新进行检测(4。2.3测试数据分析与判定钢筋笼底端深度位置应根据实测的磁场垂直分量曲线和磁场垂直分量梯度曲线相结合的情况，并按以下方法进行综合判定。（1）根据深度-磁场垂直分量（h-Z）曲线判定时，取（h-Z）曲线底部磁场垂直分量由小于背景场的极小值转成大于背景场的拐点（斜率最大处）所对应的深度位置为钢筋笼底端深度位置。（2）根据深度-磁场垂直分量梯度（h-4Z）曲线判定时，取（h-4Z）曲线底部最深的明显极值点所对应的深度位置为钢筋笼底端深度位置。其中，磁场垂直分量梯度4Z按下式计算：d4(Zi-Z.)/4 h(1)dh式中，4Z为磁场垂直分量梯度值（nT/m），Z,为上测点的实测磁场垂直分量强度值（nT），Z2 为下测点的实测磁场垂直分量强度值（nT），4h 为上下测点的间距（m）【5。3工程检测实例3.1管桩的桩长及接桩位置检测某工程2 厂房项目，桩基础采用PHC预应力管桩，桩径为400mm，壁厚为9 5mm，桩长为10 2 2 m。应业主要求对管桩的桩长进行核查，采用磁测井法对管桩的桩长进行检测。2厂房13 桩施工记录显示：桩长为2 0.2 0 m，配桩为12m+10m，砍桩长度为1.8 0 m。根据施工记录可知，13 桩的接桩位置位于桩顶下8.2 m处。在距离相邻桩的桩侧0.5m范围内，钻孔作为检测孔，钻孔深度为2 4.0 m，并在钻孔内埋设已封底的无磁性PVC管，然后使用SH-M2型磁法测试仪对13 桩进行检测，检测曲线见图2、图3。由检测曲线可知，测试深度2 1.5 2 4.0 m为平稳的背景场；在深度-磁场垂直分量曲线上出现由小于背景场的极小值转成大于背景场的拐点有2 个，分别在测试深度2 0.2 0、8.2 0 m处；在深度-磁场垂直分量梯度曲线上出现2 个明显极值点，分别在测试深度2 0.2 0、8.2 0 m处。根据曲线特征判定，测试深度20.20m处为13 桩的桩底位置，测试深度8.2 0 m处为上、下两节桩之间的接头位置，因PVC管口高于管桩桩顶0.2 0 m，检测出的深度扣除0.2 0 m即为所测的管桩桩长和接头位置，即13#桩的检测桩长为2 0.0 0 m，检测接头位置为桩顶下8.0 m，根据检测结果可知，所检测的桩长和接头位置与施工记录桩长和接头位置均相差0.2 0 m，基本一致。2620046000.005.0010.0015.0020.0025.00深度/m图2 13 桩深度-磁场垂直分量检测曲线(1U)/0.005.0010.0015.0020.0025.00深度/m图3 13 桩深度-磁场垂直分量梯度检测曲线DBJ/T13-2352016福建省磁测井法测试基桩钢筋笼长度技术规程规定，磁测井法检测的深度误差 0.5m。为验证所检测结果的深度误差是否满足规范要求，采用孔内摄像法对13管桩空腔内进行成像检测，比较孔内摄像法检测的接头深度位置与磁测井法所测的接头深度位置 6 。根据孔内摄像检测52上接第49 页）质量控制与检测2023年9 月江西建材结果可知，13 桩的接头位置位于桩顶下8.2 0 m处，磁测井法检测结果为8.0 0 m，两者相差0.2 0 m，因此，磁测井法检测的结果在规范允许深度误差范围内，满足规范要求。3.2灌注桩钢筋笼长度检测某高层住宅项目1楼，桩基础采用冲孔灌注桩，桩径为1100mm，桩长范围为8 18 m，持力层为中风化花岗岩。受业主委托对11桩的钢筋笼长度进行检测。11桩原先有采用钻芯法检测桩身质量，因此，可利用原钻芯孔作为磁测井法的检测孔进行检测。4850082126000.004.008.0012.0016.00深度/m图411#桩深度-磁场垂直分量检测曲线(UU)/0.004.008.0012.0016.00深度/m图511桩深度-磁场垂直分量梯度检测曲线11桩磁测井法检测曲线如图4、图5所示，由检测曲线可知，测试深度14m往后为平稳的背景场，在深度-磁场垂直分墙体出现开裂现象，上部结构不适于承载的侧向位移评定等级为D.级。依据GB50292一2 0 15民用建筑可靠性鉴定标准及本报告5.1节，上部承重结构的安全性等级为D.级。5.3鉴定系统全性鉴定评级依据GB55021一2 0 2 1既有建筑鉴定与加固通用规范及GB50292一2 0 15民用建筑可靠性鉴定标准，该建筑主体结构作为鉴定系统的安全性等级取子系统鉴定等级中的最低项，可评定为D级。6结语本次鉴定综合现场调查、分析，依据GB55021一2 0 2 1既有建筑鉴定与加固通用规范及GB50292一2 0 15民用建筑可靠性鉴定标准对该建筑的安全性进行评定，结论如下。（1）该居民楼经现场调查、现场检测及复核验算，综合判定现状结构的安全性等级为Dsu级，安全性严重不符合现行鉴定标准的要求，严重影响整体承载，应立即采取措施。（2）该居民楼已出现门窗无法正常开合、1层墙体局部砖块压碎、墙体开裂等显著的不均匀沉降现象。建议进行沉降观测、变形观测及裂缝观测，应至少持续一年。（3）该居民楼5、6 层住户自行拆除承重墙，未经设计自行量曲线上出现小于背景场的极小值转成大于背景场的拐点为12.00m，在深度-磁场垂直分量梯度曲线上出现底部最深的极值点对应深度位置也为12.0 0 m，据检测曲线可知，11#桩钢筋笼底部深度测试位置为12.0 0 m，测试顶面高出桩顶面0.2 0 m，扣除该部分高度后，可得11#桩的钢筋笼长度为11.8 0 m。4结语本文介绍了磁测井法的检测原理和检测方法，并通过磁测井法在灌注桩和管桩检测中的实际应用，证明了磁测井法可有效检测管桩的桩长、接桩位置、配桩情况和灌注桩的钢筋笼长度。同理也可采用该方法检测其他桩型（如预制方桩、钢管桩等）的桩长和墩基础、独立基础的钢筋笼长度。该方法操作简便，数据采集处理简单，结果直观可靠。可在不破坏桩身和不对桩身进行开挖的情况下，有效解决管桩桩长和灌注桩钢筋笼长度的检测难题，预防工程中因管桩桩长不足、灌注桩钢筋笼长度不够而引起的质量问题，值得在基桩检测行业中推广和应用。参考文献1张民程.磁测井法检测灌注桩钢筋笼长度的应用与分析J】.福建建设科技，2 0 2 3（1）：7 9-8 0.2杨丹丹.磁测井法探测灌注桩钢筋笼长度工程应用分析J广州建筑，2 0 2 2，50（5）：41-46.3林锦熙.井中磁法测量钢筋笼长度在既有建筑桩基质量检测中的应用J】.广东建材，2 0 2 2，3 8（7）：3 7-3 9.4谢红华.强干扰情况下磁测井法检测PHC管桩桩长的应用分析J】.厦门科技，2 0 2 2（2）：6 0-6 2.【5徐杰，胡鑫印.低应变法与磁测井法联合检测管桩桩长的应用与分析J】.建筑安全，2 0 2 1，3 6（12）：47-49.65张红喜，胡爱勇，罗敏.基桩质量检测的组合技术及应用【J.建筑技术开发，2 0 2 0，47（18）：10 2-10 3.采取加固措施，现有结构体系受到破坏，已严重影响整体安全，应立即采取措施。（4）该建筑建设时间较早，建设资料不全，委托单位可根据加固方案的经济性及实施难度选择进行加固补强或拆除重建。如选择加固补强，建议委托具备资质的加固设计、施工单位根据实际情况出具加固方案并组织施工。参考文献1】李晓东.某教学楼安全性鉴定和抗震性能鉴定分析J.研与探讨，2 0 2 3（4)：53-55.2 巧张少雄.砌体结构安全性检测鉴定内容综述【J住宅与房地产，2019(6):240.3于新月，王超，丁鹏，等，基于PKPM软件对砖混结构的安全及抗震鉴定分析【J.建材发展导向，2 0 2 3，2 1（8）：13-15.4胡春杰，黄浩.某单层砖柱厂房结构安全性检测鉴定J】.山西建筑，2 0 2 3，49（3）：7 4-7 7.5月周鹏，广浩，和增表，等.某多层砖混结构安全性鉴定及加固方案J.山西建筑，2 0 2 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