用磁测井法探测混凝土灌注桩中钢筋笼长度的方法技术

本发明专利技术公开一种用磁测井法探测混凝土灌注桩中钢筋笼长度的方法，它是通过在已成型的灌柱桩（６）中心或桩旁钻平行于灌柱桩的孔（３），利用磁测井法仪器（５）测试沿钻孔（３）深度方向的磁感应强度或磁化率，根据磁感应强度或磁化率沿钻孔（３）深度方向的变化来判断钢筋数量变化界面和钢筋笼（７）长度的方法。该测试方法的原理是：钢筋属于铁磁性物质，在地磁场中由于磁化作用将在原正常的磁场背景上产生磁异常，而且钢筋笼中钢筋含量越高，在一定距离内磁异常就越大，其原理清晰可靠，采用常规磁测井法仪器就能实现，故推广容易，检测成本低，测试数据处理方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑基础检测技术，具体地说就是通过磁测井法中的磁感应强度或磁化率曲线来判断混凝土灌注桩中钢筋数量变化界面和钢筋笼长度的方法。
技术介绍
灌注桩具有承载力高、施工工艺相对简单等优点，被广泛作为桥梁、高架桥、生活和生产用房等工业与民用建筑物的基础。因灌注桩属地下隐蔽工程，施工单位偷工减料现象时有发生，特别是钢筋笼长度不能满足设计要求的情况更是频繁发生，这严重影响了灌注桩基础的稳定性、抗震性能，构成了建筑物的不安全隐患。目前，灌注桩完整性检测和承载力检测已有较成熟的方法，但钢筋笼长度检测一直缺乏行之有效的方法。迄今为止，国内外也有一批专家学者尝试研究、探索检测钢筋笼长度的方法，如韩国人最先应用瞬变电磁感应测井方法探测混凝土桩钢筋笼的内部缺陷；国内也曾经采用瞬态反射波法和地质雷达法技术检测钢筋笼长度。但是，由于受到方法技术和仪器本身的限制，这些方法尚不能很好地解决钢筋笼长度检测的问题，更谈不上推广应用。
技术实现思路
1、专利技术目的本专利技术的目的旨在提供一种新的灌注桩中钢筋数量变化界面和钢筋笼长度的无损检测方法。2、技术方案本专利技术是通过在已成型的灌注桩(6)中心或桩旁钻平行于灌注桩的孔(3)，利用现有的磁测井法仪器(5)测试沿钻孔(3)深度方向的磁感应强度或磁化率，据磁感应强度或磁化率沿钻孔深度方向的变化来判断钢筋数量变化界面和钢筋笼(7)长度的方法。其原理如下钢筋属于铁磁性物质，在地磁场中由于磁化作用将在原正常地磁场背景上产生磁异常，而且钢筋笼中的钢筋含量越高，在一定距离内磁异常将就越大。检测前先在灌注桩(6)中心或距离灌注桩边缘≤1m地方钻取平行于灌注桩的测试孔(3)一至二个，孔深宜大于预计或设计钢筋笼(7)长度3m。通过磁测井法仪器(5)把探头(1)放在测试孔(3)中，测量沿测试孔方向不同深度的磁感应强度或磁化率。很显然，当灌注桩(6)中有钢筋笼(7)时，测试孔(3)中的磁感应强度等于区域背景地磁场强度与钢筋笼(7)本身引起的磁异常的叠加，而磁化率等于磁化强度与磁化场强度(区域背景地磁坊强度)之比；当灌注桩中钢筋数量变化时，测试孔中的磁感应强度或磁化率也将变化。利用磁感应强度或磁化率的变化特征可以较为准确地确定钢筋笼中钢筋数量变化界面和钢筋笼(7)的长度，其中钢筋笼(7)的底界面为沿测试孔(3)测得的磁感应强度或磁化率变为区域背景地磁场强度的突变处，而磁化率的变化特征与磁感应强度的上述变化特征类似。为得到区域背景地磁场强度，提高检测的精确度，可在距灌注桩(6)边缘≥3m的地方钻一个平行于灌注桩的比较孔(9)，孔深等于测试孔孔深。一种，其步骤如下A、在灌注桩(6)中心或距灌注桩边缘≤1m地方钻一个平行于灌注桩(6)的测试孔(3)，孔深宜大于钢筋笼(7)3m，孔径应大于磁测井仪器(5)的探头的(1)外径1cm；B、在距灌注桩(6)边缘≥3m的地方钻一个平行于灌注桩(6)的比较孔(9)，孔深和孔径同前述测试孔(3)；C、分别在测试孔(3)、比较孔(9)中下PVC管(2)；D、把磁测井仪器(5)的探头(1)先放入测试孔(3)中，以10-50cm的采样间距从下往上或从上往下进行X、Y、Z三个方向磁感应强度或磁化率的测量，待测试完毕后再将探头(1)放入比较孔(9)中，以和测试孔(3)中相同的采样间距和方法进行测试；E、其中Z方向磁感应强度即为垂直方向磁感应强度，H=X2+Y2]]>为水平方向磁感应强度，M=X2+Y2+Z2]]>即为总磁感应强度；F、把垂直方向、水平方向和总磁感应强度或磁化率绘成随深度变化的曲线，则磁感应强度或磁化率突变处为钢筋笼(7)中钢筋数量变化处，其中钢筋笼(7)的底界面是磁感应强度变为区域背景地磁场强度的突变处，而磁化率的变化特征与磁感应强度的变化特征类同，也就是说磁化率的突变处即为钢筋数量变化处和钢筋笼(7)的底界面，钢筋数量变化的分界面位置和钢筋笼(7)长度可根据深度编码器(4)记录或通过测试孔(3)中与探头(1)相连的导线(8)上深度刻度读出。3、有益效果本专利技术利用探测对象——钢筋笼中钢筋在地磁场中由于磁化作用将产生磁异常来检测灌注桩中钢筋数量变化界面和钢筋笼长度，原理清晰可靠；因采用常规磁测井法仪器就能实现，故实施推广简单；因仅需在桩周土中钻孔也能起到同样的检测效果，故检测成本低；因不需繁锁的数据处理，故方法直观简单。另外，本专利技术还可应用于老桥基或坝基深度的检测。四附图说明图1为过灌注桩和测试孔中心剖视图。图中各部分名称的标记如下1-磁测井法仪器探头，2-PVC管，3-测试孔，4-深度编码器(滑轮)，5-磁测井法仪器，6-灌注桩，7-钢筋笼，8-导线，9-比较孔。图2-A为直径1m、长16m的1号灌注桩的示意图。图2-B为直径1m、长18.6m的2号灌注桩的示意图。10-主筋24Φ16；11-螺旋筋Φ8；12-加强筋Φ16图3是在测试孔1-1中实测的垂直方向磁感应强度(Z)、水平方向磁感应强度(H)、总磁感应强度(M)随深度变化曲线。图4是在测试孔1-2中实测的垂直方向磁感应强度(Z)、水平方向磁感应强度(H)、总磁感应强度(M)随深度变化曲线。图5是在测试孔2-1中实测的垂直方向磁感应强度(Z)、水平方向磁感应强度(H)、总磁感应强度(M)随深度变化曲线。图6是在比较孔3-1中实测的区域背景地磁场垂直方向强度(Z)、水平方向强度(H)、总强度(M)随深度变化曲线。五具体实施例方式图2-A为直径1m、长16m的1号灌注桩(图中单位为mm)，1号灌注桩的情况见表1。图2-B为直径1m、长18.6m的2号灌注桩(图中单位为mm)，2号灌注桩的情况见表2。表1 1号灌注桩情况表 表2 2号灌注桩情况表 在1号灌注桩(6)中心和距1号灌注桩边缘0.2m处分别钻取一个平行于灌注桩的测试孔(3)1-1和1-2，孔深分别为19m、21m；距2号灌注桩(6)边缘0.3m处钻取一个平行于灌注桩的测试孔(3)2-1，孔深为21m；距离1、2号灌注桩(6)5m处钻取一个平行于1、2号灌注桩(6)的比较孔(9)3-1，孔深为21m。在测试孔(3)1-1、1-2、2-1和比较孔3-1中下内径0.07m、壁厚0.005m的PVC管(2)。PVC管(2)顶与各自灌注桩顶平行，下入深度等于各自孔深。把井中三分量磁力仪(1)的探头(1)放入孔底，以0.5m的采样间距从下往上进行X、Y、Z三个方向磁感应强度(单位为纳特斯拉nT)的测量。Z方向的磁感应强度即为垂直方向磁感应强度，而水平方向和总磁感应强度分别根据公式H=X2+Y2,M=X2+Y2+Z2]]>得到。把垂直方向、水平方向和总磁感应强度绘成随深度变化的曲线，磁感应强度曲线的突变处为钢筋笼中钢筋数量变化处，其中钢筋笼的底界面是磁感应强度变为区域背景地磁场强度的突变处，而界面位置可根据深度编码器(4)记录或导线(8)上的刻度得到。对比图3、6可以发现在8.5m处，垂直方向、水平方向、总磁感应强度有突变。在8.5m以下，磁感应强度变化到相对稳定的区域背景地磁场强度。说明1号灌注桩(6)中0-8.5m范围都有钢筋笼(7)，钢筋笼(7)的底界面位于8.5m处，这与1号灌注桩中实际钢筋笼长度8m基本相符(表1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用磁测井法探测混凝土灌注桩中钢筋笼长度的方法，其步骤如下：Ａ、在灌注桩（６）中心或距灌注桩边缘≤１ｍ地方钻一个平行于灌注桩（６）的测试孔（３），孔深宜大于钢筋笼（７）３ｍ，孔径应大于磁测井仪器（５）的探头（１）的外径１ｃｍ； Ｂ、在距灌注桩（６）边缘≥３ｍ的地方钻一个平行于灌注桩（６）的比较孔（９），孔深和孔径同前述测试孔（３）；Ｃ、分别在测试孔（３）、比较孔（９）中下ＰＶＣ管（２）；Ｄ、把磁测井仪器（５）的探头（１）先放入测试孔（３）中，以 １０－５０ｃｍ的采样间距从下往上或从上往下进行Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向磁感应强度或磁化率的测量，待测试完毕后再将探头（１）放入比较孔（９）中，以和测试孔（３）中相同的采样间距和方法进行测试；Ｅ、其中Ｚ方向磁感应强度即为垂直方向磁感应强度， ＊＊＊为水平方向磁感应强度，＊＊＊即为总磁感应强度；Ｆ、把垂直方向、水平方向和总磁感应强度或磁化率绘成随深度变化的曲线，则磁感应强度或磁化率突变处为钢筋笼（７）中钢筋数量变化处，其中钢筋笼（７）的底界面是磁感应强度变为区域背景地磁场 强度的突变处，而磁化率的变化特征与磁感应强度的变化特征类同，也就是说磁化率的突变处即为钢筋数量的变化处和钢筋笼（７）的底界面，钢筋数量变化的分界面位置和钢筋笼（７）长度可根据深度编码器（４）记录或通过测试孔（３）中与探头（１）相连的导线（８）上深度刻度读出。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董平，樊敬亮，赵玮，王良书，潘卫育，李才明，刘朝晖，杨毅文，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]