钻孔灌注桩钢筋笼长度检测在工程中的应用
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【摘 要】 为了控制钻孔灌注桩施工质量，确认钻孔灌注桩中钢筋笼长度是否符合设计要求，有必要对钻孔灌注桩钢筋笼长度进行适当比例的检测。
【关键词】 钻孔灌注桩；钢筋笼；长度检测
【中图分类号】 TU74 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2011）01-111-02
1工程概况
本工程位于常州市中心，由三栋高层两栋超高层建筑及部分裙楼组成，建筑面积126699m2，地下2层，地上最高建筑48层，最高建筑高度151m。两栋超高层建筑及部分裙楼采用钻孔灌注桩，桩径为Ф800、Ф600两种，其中Ф800桩长62m，Ф600桩长26m，在桩基检测时抽取一定比例进行了钻孔灌注桩钢筋笼长度的检测。
2检测的方法及原理
目前钻孔灌注桩钢筋笼检测主要采用采用两种方法进行，即充电法（“mise-a-la-masse” method）和磁测井法（magnetism method）。
2.1充电法。充电法较早应用在金属矿详查和勘探阶段以及水文地质调查，近几年才应用于钻孔灌注桩钢筋笼长度检测。其原理是在被检测钢筋笼露头上接一供电电极（A），另一供电电极（B）置于远离充电体的地方。然后在AB线路里接上电源供电，这时充电良导体为一个理想下的等电位体，电流由充电体流入被检测对象，形成稳定电流场，该电场的分布特征与充电体的形态、大小、长短等因素有关。在地面观测充电电场，研究其分布特征，就可以有效进行钢筋笼长度的检测。
2.2磁测井法。磁测井法是利用钢筋笼的长短、粗细、疏密之间的磁性差异所引起的地磁场变化来检测钢筋笼长度的一种方法。正常场为钢筋笼设置前该处的地磁场，而异常场则指由于钢筋笼存在而产生的局部磁场异常。
3钢筋笼长度检测的工作程序
3.1钢筋笼长度检测前应收集被检测工程的岩土勘察报告、桩基设计图纸、施工记录，了解施工工艺和施工中出现的异常情况。
3.2根据调查结果选择适合的检测方法，并制定检测方案。
3.3检测前应对检测仪器设备检查调试，仪器应有合格的标定证书。
3.4当发现检测数据异常时，应查找原因，重新检测，需要进行验证或扩大检测时，应得到有关各方的确认。
4现场检测
4.1充电法。
4.1.1本方法适用于桩头有钢筋暴露灌注桩钢筋笼长度检测。
4.1.2充电法检测钢筋笼长度，仪器应使用深度编码自动记录深度，深度分辨率≤5cm，可检测深度应≥150m，发射电压应＞140V，发射功率应＞140W，具有电池反接保护、电池过放电保护功能以及具有实时显示深度一一电位曲线以及深度一一电位梯度曲线的功能。
4.1.3钻孔宜设置在距灌注桩外侧边缘大于0.5m的土中，要求钻孔中心线应与桩身平行，钻孔也可以设置在灌注桩中的混凝土中，钻孔中心线应平行于桩身中心线。钻孔内径60～90mm，深度宜大于钢筋笼底部设计深度3m。本工程钻孔范围内为粉砂，为防止塌孔，在钻孔中设置了带滤网、壁上有孔的PVC管。本工程水位较深，在检测前在孔内注水，使电极与孔壁较好耦合。
4.1.4现场检测过程：①将供电电极正极（A）连接在钢筋笼的某根钢筋上，负极（B）设置在不小于5倍钢筋笼长度的地方接地。本工程设置距离Ф800桩大于310m，Ф600桩大于130m。②测量电极N设置在桩顶某根钢筋上，另一测量电极M通过深度编码器放入钻孔中。③实时接收信号显示和记录深度一一电位曲线。
4.1.5检测数据判定主要是根据深度一一电位（H-V）曲线确定，取H-V曲线的拐点对应的深度位置；根据深度一一电位梯度（H-dV/dH）曲线确定，取H-dV/dH曲线的极值点对应的深度位置。
4.2磁测井法。
4.2.1本方法适用于桩中或桩周除钢筋笼外无其他连续铁磁性体干扰时的灌注桩钢筋笼长度检测。
4.2.2磁力仪应符合：测量范围-99999～+99999nT，Z磁敏元件转向差＜300nT，数字输出更新速度≥3次/秒，工作环境为0～70℃。
4.2.3测井法钻孔的布置方法同充电法。
4.2.4检测过程:将探管放入测试孔中，以10～50cm的采样间距从下往上或从上往下进行垂直（Z）分量磁场强度的测量；记录并绘制深度-垂直分量(H-Z)曲线；发现钢筋笼长度与设计不符时，应进行复测以进一步确定钢筋笼底端位置。
4.2.5检测数据的分析判定主要根据实测垂直（Z）分量曲线下端平坦值结合当地磁图判断测区垂直（Z）分量背景值ZO。当垂直（Z）分量值明显低于或高于背景ZO时，可以判定钢筋笼存在。根据深度-垂直分量（H-Z）曲线下部小于背景场转成大于背景场的拐点对应的深度位置可以判断钢筋笼底端的位置。
5检测成果
本工程先后对Ф800钻孔灌注桩3根，Ф600钻孔灌注桩9根进行了检测，检测结果大部分都满足设计的钢筋笼长度要求，个别检测钢筋笼长度不满足设计钢筋笼长度要求的，静载实验数据满足设计要求。下面以K253（桩径Ф600，设计桩长26m，钢筋笼有效长度26m）工程桩为例对检测结果加以说明。
K253号钻孔灌注桩旁钻孔距桩边50cm，孔深度29m，（以地面为深度起算0点）。磁测井测量成果见H-Z曲线图（图1）。
图1K253磁测井H-Z曲线图
磁测测量从地坪0m至孔底23m位置，获得比较完整的磁场曲线，从磁场曲线图上可以看出，整条磁场曲线变化幅度均较大，磁场值变化400nT左右；由于测孔下部被淤住，磁探头只能下到23m左右，根据现场磁场曲线图可以看出23m深度的位置不是钢筋笼底部，钢筋笼底部位置应超过24m。电测井电位测量成果见H-V曲线图（图2）。
图2K253电测井H-V曲线图
电位测量范围深度为5～23m，从电位曲线图上可以看出，深度5～20m区间，电位值由510mV变化至606mV，变化幅度较小，深度20～23m，电位值上升有显著加速的趋势，变化率上升快，电位值增加近100mV，依据此推测钢筋笼底部应在深度24m一下。电测井电位梯度测量成果见H-V曲线图（图3）
图3K253电测井H-V曲线图
电位梯度测量范围深度的5～23m，从电位曲线图上可以看出，深度为5～19m，电位梯度图曲线平缓，电位梯度变化范围在10mV以内；深度19～23m，电位梯度曲线升幅较大，电位梯度值增加32.5mV，但电位梯度没有出现极大值，据此推测钢筋笼底部深度应达到25m左右。
综合三种检测方法结果可以判断，K253号桩钢筋笼长度应在24m左右。由于测量误差为1m左右，故可以判定K253桩钢筋笼长度满足设计26m长度要求。
6结束语
钻孔灌注桩钢筋笼长度检测是近几年才出现的一种新的检测方法，相关规范也是地方的推荐性规范。相关检测方法、数据分析尚有进一步改进的余地，检测数据的精度也有待进一步提高，相信今后钻孔灌注桩钢筋笼长度检测能在工程建设领域得到更广泛的应用。