唐科  顾悦琴  唐国才

江苏方建质量鉴定检测有限公司

南京  211153

摘要：灌注桩和管桩已经成为我国工程建设中一种是重要的桩基形式，其钢筋笼是维持桩身质量最重要的要素，如果长度不能满足设计要求，或仅仅有桩上端有一部分钢筋笼，则就于素混凝土桩无异，将严重影响桩身的质量，给工程质量带来巨大隐患。本文讲述了电测井法和磁测井法检测钢筋笼长度的原理、优缺点以及检测时需要重视的问题。

关键词：灌注桩 管桩 钢筋笼长度 检测方法

0引言

在城镇、道路、桥梁、码头建设，特别是厂房和高层建筑等工程中，管桩和灌注桩是最主流的桩基。^[1]灌注桩通过现场成孔，在孔内放置钢筋笼后灌入混凝土而成；钢筋笼的长度是按照相关规范，根据水平静载、弯矩的大小、桩周土情况，抗震设防烈度以及桩的类型等计算确定的。如果钢筋笼的长度不能满足设计要求，影响桩的承载力、稳定性和抗震性能，最终将威胁建筑物的安全性能。^[2]

1检测方法及原理

目前对于灌注桩钢筋笼长度的检测方法，主要有电测井法和磁测井法。两种方法都是在桩外侧钻孔预埋PVC管作为探测传感器的引导孔，从上到下测量（桩顶端至桩底端部以下大于3米）电场和磁场的幅值、形态等变化规律，从而分析计算钢筋笼底部位置的深度。

1.1电测井法

钢筋笼是良导体，比土壤的电阻率小得多，电流容易通过钢筋传导，理论上如忽略土壤的电阻率后，从桩顶端供一个稳定的直流电并与远距离的另外一个供电点形成回路，钢筋笼顶端到钢筋笼底部应是等电位，从上到下测量钢筋笼侧面的电场变化，由于电流离开了钢筋笼良导体的传导后，电位值会发生骤然变小，理论上电位变化的拐点深度就是钢筋笼底部位置。只要测量到钢筋笼侧面电位出现拐点变化的深度，就是钢筋笼底部位置。

（图1：电场法检测桩基钢筋笼长度示意图）

如示意图1，在灌注桩顶部外露钢筋与距离5倍桩长以上的地面打入另一电极形成回路，供一个稳定的100V直流电，让钢筋笼的位置附近形成一个近似的等电位场。再通过灌注桩旁边钻一个引导孔，深度超过钢筋笼底部5米左右，在引导孔中从上到下测量电位和电位梯度（测量沿着钢筋笼方向不同深度二个固定距离之间的电位差，就是电位梯度值），通过仪器和测量系统的操作，就能得到钢筋笼侧面从上到下电位和电位梯度值变化的二种曲线。根据电位值的拐点和电位梯度的极大值，就能判定钢筋笼底部深度。

《灌注桩钢筋笼长度检测技术规程》(DGJ32 T60-2007)4.4.1条：钢筋笼底端位置应按下列方法判定：

根据深度—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—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。

1.2磁测井法

钢筋笼在地球磁场的作用下会产生磁化现象，在钢筋笼上下二端形成二个磁极，S极和N极。利用在钢筋笼的两端及焊接点处形成的较强二次磁化磁异常，采用灵敏度较高的磁探测器连续测量灌注桩侧面孔内不同深度的磁场强度变化值，从而实现检测灌注桩钢筋笼底部深度的目的。

《灌注桩钢筋笼长度检测技术规程》(DGJ32 T60-2007)第5.4.3条规定：根据深度-垂直分量(H—Z)曲线确定：取深度-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。

2 检测实例

某工程某桩号的磁场测量法和电场测量法的实际的结果，从曲线图2～图4可以看出，磁场测量判定的特征点，与深度—电位（H—V）曲线的拐点和深度—电位梯度（H—dV/dH)曲线的极值点是比较吻合的。

（图2：磁测井测量成果见H—△Z曲线图）

（图3：电测井电位测量成果见H—V曲线图）

（图4：电测井电位梯度测量成果见H—dV/dH曲线图）

3 两种检测方法的优缺点

3.1电测井法

2.1.1电测井法的优点：

可以用两种技术指标进行判定，特别是电位梯度法曲线有明确完整的变化过程，其极大值是唯一的，极大值位置就是钢筋笼的底部，曲线特征清楚，对应的深度点位明确，判定没有疑义，相对比较准确、可靠。

3.1.2电测井法的缺点：

1、装置较笨重，需要灌注桩有外露钢筋和外接直流电源系统。

2、PVC管是绝缘材料，需要在预埋管之前对PVC管壁进行处理，增加工作的难度。

3、工业游散电流如电焊作业等对测量的直流电信号有一定的干扰，有的地方有时需要到晚上10点以后，甚至深夜进行测量，才能取得可靠的电位和电场梯度数据。

 3.2磁测井法

2.2.1 磁测井法的优点：

磁测井法检测方便、快捷，设备简单，不需要形成人工场。

2.2.2磁测井法的缺点：

1 地面以下地层中可能会碰到磁性岩石或磁性体的干扰，从而影响结果的判定。

2 引导管偏离灌注桩侧壁的距离超过400mm时信号就很弱，几十米的测量引导孔，在钻机打孔时很难保证不偏离。

3 可能会产生人为干扰，在测量引导孔中因不明原因掉入钢筋等铁磁性物质，就会出现检测失真的情况。

4 我国处在地球的北半球，磁场的磁化强度方向是倾斜的，在同一根桩钢筋笼的不同方向上打孔测量，磁场反映的深度会有一些偏差；与电测井法相比有一定的误差。

5 由于钻机钻孔时是无法控制引导孔底部处在钢筋笼主筋或主筋之间不同位置的，测得的磁场曲线形态、幅值差别较大。

6 当引导孔距钢筋笼远近不同距离时，测得的磁场曲线形态差别也会差别很大。

4 需引起重视的问题

4.1 检测作业人员的知识和经验很重要，最好需要具有一定的地球物理勘探知识，具有现场熟练布设电路的能力，熟悉电场、磁场的分布规律，当现场出现干扰场信号时，能及时发现并果断采取措施予以解决，对测量结果中出现电磁场的位置、幅值、方向等特征能准确判断，才能取得客观、科学、准确的结论。

4.2 磁测井法的关键问题在背景场，背景场是在没有钢筋笼的情况下所测得的磁场曲线。相关规程规定引导检测孔深度超过桩底3m，由于淤泥等因素检测孔底部可能会在一定程度上堵掉一段，这种情况导致难以在钢筋笼底部以下找到一段完整的磁场曲线背景场，给检测人员判定小于背景场转成大于背景场时的参照点带来困难。因此，有条件时宜大于桩身底设计深度的5m以上，这对判定钢筋笼底部位置有帮助。

4.3由于方法原理、所用设备、不同场地、检测对象的外部环境等综合因素，决定了检测方法自身存在的问题，有其各自的优点和缺陷。只有综合利用，充分利用两种方法的优势，扬长避短，相互补充、验证，才能防止检测结果出现偏差，为弘扬社会的公平正义提供第三方检测机构准确、可靠、客观的检测结论。

参考文献：

[1] 赵幸幸,梁大伟.钢筋笼长度磁法检测在山西某工程中的应用[J].山西建筑, 2022,48(15):78-81.

[2] 王东,马青龙,王德庆.灌注桩钢筋笼长度对承载力的影响[J].中国建材科技, 2015,24(03):14-15.