磁梯度檢測法在住宅工程樁基質量后評估中的應用

【摘要】改革開放以來，經濟發展迅速，房地產住宅開發和城市建設突飛猛進。與之同步，鉆孔灌注樁作為最重要樁型之一，其應用越來越普遍，而鋼筋籠做為其核心部件，其質量好壞，尤其是鋼筋籠長度的準確測定是否符合相關要求成為樁基質量，乃至整個工程質量后期評估的非常重要依據之一。受各種條件制約，一般手段很難測定，本文結合自身經歷的工程實例推薦采用磁梯度檢測法準確測定主體結構在施項目鉆孔灌注樁鋼筋籠的長度，其后對檢測孔實施有效回填封堵，據此展開分析和討論，希望為以后類似工程提供借鑒。

【關鍵詞】磁梯度檢測法；鋼筋籠長度；鉆孔灌注樁；住宅樁基工程；質量后評估

1引言

近年來，市面上諸如靜載法、動測法、超聲波透射法以及鉆芯法等主要針對基樁的承載力和樁身完整性展開，且受到探測條件限制，加之樁基處在地下幾十米深，其隱蔽性非常強，一旦遇上樁長足夠而鋼筋籠“缺斤短兩”則很難判明，尤其是基礎底板砼已經澆筑，甚或主體結構已施或在施的項目若要再驗證鋼筋籠長度則更是難上加難。萬一處理不當，輕者造成項目停工，參建各方均受損；重者對社會上的質疑聲無法交代，給當前的和諧之音帶來嚴重的負面效應，相關政府職能部門均難辭其咎。

2背景工程概況

本工程為上海市黃浦區五里橋街道某商住辦綜合體項目，項目位于黃浦區世博園區，毗鄰黃浦江和盧浦大橋，北側為內環高架，將開發打造成集高端住宅、生態商業和國際五A級辦公群為一體的超大型深基坑臨地鐵的城市綜合體。其中，住宅部分為兩棟17層小高層和一個地下車庫，建筑面積約2.8萬平米。本案例中采用磁梯度檢測法測定的鉆孔灌注樁鋼筋籠長度之基樁就位于該地塊住宅部分，因種種原因主體結構已經在施，卻須提供有力證據表明住宅樁基工程灌注樁的鋼筋籠長度符合設計和規范要求。為此參考相關規范對1#樓取3根，2#樓取4根，地庫取7根分別進行磁梯度法測定鋼筋籠實際長度，結果經分析滿足原設計和相關規范要求。

3磁梯度檢測法工作機理

磁梯度檢測法就是以磁性體磁場的數學理論分析為基礎，通過剖析磁性體周圍磁場變化的空間分布特征和分布規律，進而對磁性體空間分布做出解釋。鉆孔灌注樁中含有的鋼筋籠、聲測管等金屬均是鐵磁性物質，在其周圍均可形成很強的磁異常，且隨著磁探頭與磁性物體間距的增大，磁異常信號則逐漸減弱直至消失，這便是磁梯度檢測法探測鋼筋籠長度的理論基礎。

設鉆孔灌注樁單極磁化量為m，灌注樁深度為L，則在鋼筋籠旁側距離為d處鉆孔后，沿深度（z）方向上的磁場強度（Z）及磁梯度（△Z）經嚴格推演得出基樁旁側磁梯度△Z隨深度（z）的理論變化曲線。具體形態見圖3.1所示。

4磁梯度檢測法實施要點

1）檢測數量：不宜少于總樁數的3%，且不應少于5 根；當工程樁總數不足100 根時，不應少于3 根。（本案中452*3%=13.56，實取14根）

2）檢測儀器設備：檢測前應加強對儀器設備的檢查或模擬測試，自校周期≤6個月；深度編碼器需自動記錄深度，深度分辨率≤5cm；磁敏元件分辨率宜≤50nT；傳感器工作環境溫度0～40℃，耐壓>1.5MPa。

3）探測孔布置：距受探樁外側邊緣≤1.0m的土（巖）中，并盡量遠離臨近的樁；應平行于樁身中心線，當孔深≥50m，傾角達到2°及以上時，宜重新布孔；本案機械設備成孔見圖4.1所示。

4）探測孔內：宜設置 PVC 套管，套管應封底，管內徑應≥60mm，深度應大于待探鋼筋籠設計長度3.0m及以上（本案取5m左右），且探測孔中嚴禁有鐵磁性物體存在。

5）現場探測：采樣間距為10cm～25cm是比較合適的。初步測量如發現鋼筋籠長度與設計值不符時，應分析原因，并復測，一般情況每孔宜測2 次。

6）探測數據分析前提：對基樁鋼筋籠長度探測一般≤100m，單孔的測試時間一般≤30min，在該段時間內綜合地磁場可假設為一個定值。

7）探測精度：鋼筋籠與其周圍介質間存在著明顯的磁性差異，理論計算和實際應用均表明了采用磁梯度檢測法來探測鋼筋籠埋置長度之法是有效的。結合大量工程實例和試驗數據分析，本法探測誤差為±1.0m。

5磁梯度檢測孔的回填和封堵

操作流程：鑿除預留套管→鑿毛孔洞砼面→人工清理→放置同直徑的圓鋼片并濕水→第一次回填高標號砼至底板厚度中間位置一清除孔中雜質并涂刷防水涂料一第二次回填高標號砼高度出底板面50mm（四周外擴50mm）→SBS防水卷材一道。具體做法見圖5.1所示。

注意事項：

1）鑿毛孔洞砼面：人工手持電鎬將圓孔內Φ200PVC套管鑿除、砼面鑿毛，將上部松散砼剔除以保證砼密實。注意電鎬鑿毛時如遇構件鋼筋，應盡量避開，無法避開時應謹慎進行并剔除鋼筋表面砼。

2）人工清理：鑿毛完成后人工清理干凈洞口內積水和殘余渣滓，并用吸塵器清理完所有余雜和浮塵。

3）澆注砼：砼標號必須提高一個等級（C45P6）并按12%膨脹劑參量加入混凝土中，第一次澆注砼時插入棒適當振搗密實（不可將鋼片振穿），封堵深度約底板厚度一半左右；三天后清除孔內少量積水和余雜并涂刷“水不漏”防水涂料2mm，并采用與第一次相同的砼進行第二次回填砼，高度超出底板面50mm，四周外擴50mm，呈圓盤型。

4）鋪防水卷材：圓盤四周陰角做成小圓弧，清理四周基層干燥、清潔進行4mmSBS防水卷材鋪設，四周均外擴不少于100mm。

6效果分析

探測結果：14根樁鋼筋籠長度均滿足設計要求，僅編號為2-53的一根少于0.26米，且在允許偏差范圍，合格率100%（見下圖6.1）。實踐證明本次采用磁梯度檢測法對底板已澆砼，主體結構在施項目鉆孔灌注樁鋼筋籠長度的檢測行之有效，操作簡單，且安全、經濟、高效。

結束語：

鑒于理論分析和工程實例驗證可知采用磁梯度檢測法探測鋼筋籠實際長度（含基礎和主體結構在施工況）在住宅工程樁基質量后評估中效果顯著。隨著房地產住宅開發和城市建設不斷推進，各方對工程質量的要求越來越嚴格，未來灌注樁鋼筋籠長度測定具有很大發展空間，市場上也將會出現更安全可靠和高效的新裝備和新工藝。從而有效解決該方面質量糾紛，消除安全隱患。威懾以此牟利的不法分子，推動整個行業的健康發展。

參考文獻：

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