磁测井法检测灌注桩钢筋笼长度足尺模型试验研究

2018-07-19赵国光瞿一奇赵国普

天津建设科技 2018年3期

关键词：测管模型试验测井

□文/赵国光瞿一奇赵国普

灌注桩是当前公路桥梁基础工程中最常用的下部结构形式，属隐蔽工程。施工中，钢筋笼偷工减料现象时有发生，其中又以钢筋笼长度比设计要求缩短较为常见，严重影响了灌注桩的施工质量、结构安全及耐久性。

本文开展磁测井法检测钢筋笼长度的现场足尺模型试验研究，试验研究的目的如下：

1）核验评价磁测井法检测钢筋笼长度技术的有效性与准确性；

2）测试间距是准确测试钢筋笼长度的难点与关键点，通过在不同边界条件下现场模型试验，分析评价测试间距对检测结果准确性的影响程度；

3）天津地区灌注桩钢筋笼普遍上部配筋多、下部配筋少,不通桩长布设，另外桥梁工程灌注桩多数在桩身内将声测管延伸至桩底。针对配筋较少条件下的测试结果是否有效、声测管以及加劲箍对测试的影响等疑点，通过现场模型试验展开分析研究。

1 磁测井法的基本原理

磁测井法是利用地下岩土体之间的磁性差异所引起的地磁场变化（磁异常）来寻找有用矿产资源和查明地质构造的一种物探方法。磁测井法以磁性体磁场的数学理论为基础，通过研究磁性体周围磁场变化的空间分布特征和分布规律，对磁性物体空间分布做出解释。钢筋笼、含有钢筋的建构筑物以及铁磁性岩矿石等是铁磁性物质，在其周围均形成很强的磁异常，井中每一观测点所测得磁场是各种物质磁异常叠加的结果。

对于以研究钢筋笼长度为目的的磁测井法，钢筋笼形成的磁异常是测量研究的对象。通过研究磁性体周围磁场变化的空间分布特征和分布规律，对磁性体空间分布做出解释。测试磁场垂直分量Z-深度变化曲线，根据磁场Z分量值明显异变，结合有关资料，综合判断钢筋笼长度。

在灌注桩钢筋笼外部钻孔时.磁异常理论定量计算曲线见图1。

图1 灌注桩磁异常理论定量计算曲线

2 足尺模型试验研究

2.1 选取一节钢筋笼进行整体模型试验

2.1.1 概况

桩径1.8 m灌注桩的最下端一节钢筋笼，由4根φ32 mm主筋和4根声测管组成，放置于地表。

2.1.2 结果

模型试验测试结果见表1。

表1 钢筋笼模型试验测试结果 μT

2.1.3 分析

传感器探头离钢筋笼越近，磁测井法测试信号越强，磁场垂直分量异常变化量越大；在钢筋笼内进行检测时，磁测井法测试信号最强；随着传感器探头离钢筋笼变远，磁场的异常变化量会明显减弱，磁测井法的测试曲线型式也将会因背景场的影响而产生变化。见图2-图4。

图2 工况1测试曲线

图3 工况2测试曲线

图4 工况3测试曲线

2.2 选取一根钢筋进行模型试验

2.2.1 概况

1根φ25 mm钢筋，长12 m，放置于地表。

2.2.2 结果

模型试验测试结果见表2。

表2 钢筋模型试验测试结果 μT

2.2.3 分析

传感器探头离钢筋越近，磁测井法测试信号越强，磁场垂直分量异常变化量越大；传感器探头离钢筋笼越远，磁场的异常变化量呈明显减弱趋势；传感器探头距钢筋70 cm时的磁场异常变化量是距钢筋40 cm时的36%，传感器探头距钢筋100 cm时的磁场异常变化量是距钢筋40 cm时的18.7%，传感器探头与钢筋间的距离超过1 m时的磁场异常变化量已基本不能作为判断钢筋存在的依据。见图5-图8。