磁法在灌注桩钢筋笼长度检测中的应用

摘要: 灌注桩中钢筋笼长度是否满足设计要求，直接影响到灌注桩基础的稳定性和抗震性能。本文对应用磁法检测钢筋笼长度进行了探讨，并给出应用实例。

随着我国工程建设事业的蓬勃发展，灌注桩基础已在高层建筑、桥梁、高架桥、港口码头等工程中大量采用。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、抗震设防烈度等计算确定的。钢筋笼长度是否满足设计要求，直接影响到灌注桩基础的稳定性和抗震性能。如何检验成桩中钢筋笼的长度，一直困扰着工程界人士。近年来，业内人士对钢筋笼长度的无损检测进行了多种尝试，提出了利用电法、磁法等手段检测钢筋笼长度的方法。笔者所在单位近年来开展了利用磁法检测钢筋笼长度的研究，并在工程实践中取得了良好的效果。

1.方法原理

钢筋笼是由数根粗的主筋和在其上按一定间距缠绕绑扎的细箍筋构成。众所周知，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。右图为磁法探测钢筋笼长度原理示意图。测试时，先在灌注桩旁打一桩孔，孔深宜进入桩底下3.0m以上。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（Z）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。过了钢筋笼底部后则迅速趋于定值。据此可以判定钢筋笼长度。

2.工程试验实例

为检验本方法的可行性，我们对杭州某工程的一根已知桩进行了钢筋笼长度测试。该桩为Ф800钻孔灌注桩，设计混凝土强度为C40，主筋为6φ18、6φ16螺纹钢，钢筋笼实际长度66.97m。探测桩具体参数见表1：

表1 杭州某工程探测桩参数汇总表

桩号 探管顶

标高 实测自然

地面高 实测桩

顶标高 钢筋笼顶标高 施工钢筋笼

底标高 钢筋笼长度

SAa241# -0.45m -1.25m -2.12m -2.12m -69.09m 66.97m

探测使用仪器为武汉岩海公司生产的RS-RBMT钢筋笼长度磁法测试仪。其适用磁场测量范围：-66666nT～+66666nT、磁敏元件转向差≤300nT、线性度≤ 2‰。测点间距为0.25m。下图为该桩的实测磁强度及磁梯度曲线：

从该桩的磁强度、磁梯度（Z）探测成果曲线中可以清晰的看出，在钢筋数量增减的钢筋笼分节搭焊处、加强箍筋的变化面处及钢筋笼底部，磁梯度值都有明显的峰值，过了桩底后则迅速趋于常值。表2为探测成果。

表2 钻孔灌注桩钢筋笼长度推算成果表

序号 桩号 探测

深度 施工桩体内钢筋笼长度 施工钢筋笼底标高 探管顶

标高 推算钢筋笼底标高 推算桩体内钢筋笼长度

1 SAa241# 73.00m 66.97m -69.09m -0.45m -68.95m 66.83m

结果表明，所测桩的钢筋笼长度与实际长度基本一致，误差为0.14m。能够满足灌注桩钢筋笼长度无损检测的要求。

3.工程应用实例

宁波某工程桩基采用Ф600钻孔灌注桩，设计混凝土强度为C25，有效桩长44.00m，钢筋笼长度44.50m。业主怀疑钢筋笼长度在施工过程中存在偷工减料问题，委托我单位对该工程的灌注桩钢筋笼长度进行检测。检测使用仪器为重庆地质仪器厂生产的JCX-3三分量磁力仪。其适用磁场测量范围：-99999nT～+99999nT、磁敏元件转向差≤300nT、 线性度≤ 2‰。测点间距为0.5m。下图为其中58桩的实测磁强度和磁梯度曲线，从中可以清晰地看到，两条曲线在过了26.50m以后均趋于常值，据此判定该桩的钢筋笼长度为26.50m，未达到设计要求。

4.结束语

综上所述，磁法是一种灌注桩钢筋笼长度无损检测的有效方法。在应用该方法时，应注意以下几点：

（1）由于磁法检测灌注桩钢筋笼长度利用的是钢筋笼在地磁场作用下产生的感应磁场和场地背景场之间的差异，因此，本方法存在一定的适用范围。当场地背景场单一且无其他强磁干扰时，应用该方法可取得良好的效果。如果桩周土中存在其他铁磁性物体时，就有可能对检测结果形成较大干扰，影响检测效果。另外，当桩间距过密时，也会影响到检测效果。

（2）检测孔应尽量靠近桩身并保持垂直，与灌注桩的间距不宜大于0.5m。检测孔的垂直度、测点间距等都会影响检测的精度，检测前，应尽量详细地了解和收集有关的技术资料，选择适宜的测量参数，保证检测的精度。

（3）本方法有效地解决了定量检测钢筋笼长度的问题，对于钢筋笼主筋数量的多少，在测试数据上虽有一定反映，但还无法定量检测。如何解决钢筋笼主筋数量的定量检测，还有待于进一步的研究和实践。