摘要: 灌注樁中鋼筋籠長度是否滿足設計要求,直接影響到灌注樁基礎的穩定性和抗震性能。本文對應用磁法檢測鋼筋籠長度進行了探討,并給出應用實例。
隨著我國工程建設事業的蓬勃發展,灌注樁基礎已在高層建筑、橋梁、高架橋、港口碼頭等工程中大量采用。灌注樁中鋼筋籠長度是按照有關規范,根據水平荷載、彎矩大小、樁周土情況、抗震設防烈度等計算確定的。鋼筋籠長度是否滿足設計要求,直接影響到灌注樁基礎的穩定性和抗震性能。如何檢驗成樁中鋼筋籠的長度,一直困擾著工程界人士。近年來,業內人士對鋼筋籠長度的無損檢測進行了多種嘗試,提出了利用電法、磁法等手段檢測鋼筋籠長度的方法。筆者所在單位近年來開展了利用磁法檢測鋼筋籠長度的研究,并在工程實踐中取得了良好的效果。
1.方法原理
鋼筋籠是由數根粗的主筋和在其上按一定間距纏繞綁扎的細箍筋構成。眾所周知,鋼筋籠為鐵磁性物質,在地磁場作用下鋼筋籠將產生感應磁場,該感應磁場與場地的背景場之間一般均存在較大的差異。這就為磁法探測鋼筋籠長度提供了物理前提。右圖為磁法探測鋼筋籠長度原理示意圖。測試時,先在灌注樁旁打一樁孔,孔深宜進入樁底下3.0m以上。利用磁法儀器按一定間距逐點測量孔內磁場強度,并繪制孔內磁場強度和磁梯度值(△z)隨深度變化的曲線。根據鋼筋籠的特點,其磁場強度、梯度值曲線在鋼筋搭接、數量變化、加強箍筋的變化面和鋼筋籠底部位置均會出現峰值。過了鋼筋籠底部后則迅速趨于定值。據此可以判定鋼筋籠長度。
2.工程試驗實例
為檢驗本方法的可行性,我們對杭州某工程的一根已知樁進行了鋼筋籠長度測試。該樁為ф800鉆孔灌注樁,設計混凝土強度為c40,主筋為6φ18、6φ16螺紋鋼,鋼筋籠實際長度66.97m。探測樁具體參數見表1:
表1 杭州某工程探測樁參數匯總表
樁號 探管頂
標高 實測自然
地面高 實測樁
頂標高 鋼筋籠頂標高 施工鋼筋籠
底標高 鋼筋籠長度
saa241# -0.45m -1.25m -2.12m -2.12m -69.09m 66.97m
探測使用儀器為武漢巖海公司生產的rs-rbmt鋼筋籠長度磁法測試儀。其適用磁場測量范圍:-66666nt~+66666nt、磁敏元件轉向差≤300nt、線性度≤ 2‰。測點間距為0.25m。下圖為該樁的實測磁強度及磁梯度曲線:
從該樁的磁強度、磁梯度(△z)探測成果曲線中可以清晰的看出,在鋼筋數量增減的鋼筋籠分節搭焊處、加強箍筋的變化面處及鋼筋籠底部,磁梯度值都有明顯的峰值,過了樁底后則迅速趨于常值。表2為探測成果。
表2 鉆孔灌注樁鋼筋籠長度推算成果表
序號 樁號 探測
深度 施工樁體內鋼筋籠長度 施工鋼筋籠底標高 探管頂
標高 推算鋼筋籠底標高 推算樁體內鋼筋籠長度
1 saa241# 73.00m 66.97m -69.09m -0.45m -68.95m 66.83m
結果表明,所測樁的鋼筋籠長度與實際長度基本一致,誤差為0.14m。能夠滿足灌注樁鋼筋籠長度無損檢測的要求。
3.工程應用實例
寧波某工程樁基采用ф600鉆孔灌注樁,設計混凝土強度為c25,有效樁長44.00m,鋼筋籠長度44.50m。業主懷疑鋼筋籠長度在施工過程中存在偷工減料問題,委托我單位對該工程的灌注樁鋼筋籠長度進行檢測。檢測使用儀器為重慶地質儀器廠生產的jcx-3三分量磁力儀。其適用磁場測量范圍:-99999nt~+99999nt、磁敏元件轉向差≤300nt、 線性度≤ 2‰。測點間距為0.5m。下圖為其中58﹟樁的實測磁強度和磁梯度曲線,從中可以清晰地看到,兩條曲線在過了26.50m以后均趨于常值,據此判定該樁的鋼筋籠長度為26.50m,未達到設計要求。
4.結束語
綜上所述,磁法是一種灌注樁鋼筋籠長度無損檢測的有效方法。在應用該方法時,應注意以下幾點:
(1)由于磁法檢測灌注樁鋼筋籠長度利用的是鋼筋籠在地磁場作用下產生的感應磁場和場地背景場之間的差異,因此,本方法存在一定的適用范圍。當場地背景場單一且無其他強磁干擾時,應用該方法可取得良好的效果。如果樁周土中存在其他鐵磁性物體時,就有可能對檢測結果形成較大干擾,影響檢測效果。另外,當樁間距過密時,也會影響到檢測效果。
(2)檢測孔應盡量靠近樁身并保持垂直,與灌注樁的間距不宜大于0.5m。檢測孔的垂直度、測點間距等都會影響檢測的精度,檢測前,應盡量詳細地了解和收集有關的技術資料,選擇適宜的測量參數,保證檢測的精度。
(3)本方法有效地解決了定量檢測鋼筋籠長度的問題,對于鋼筋籠主筋數量的多少,在測試數據上雖有一定反映,但還無法定量檢測。如何解決鋼筋籠主筋數量的定量檢測,還有待于進一步的研究和實踐。