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【摘要】改革开放以来，经济发展迅速，房地产住宅开发和城市建设突飞猛进。与之同步，钻孔灌注桩作为最重要桩型之一，其应用越来越普遍，而钢筋笼做为其核心部件，其质量好坏，尤其是钢筋笼长度的准确测定是否符合相关要求成为桩基质量，乃至整个工程质量后期评估的非常重要依据之一。受各种条件制约，一般手段很难测定，本文结合自身经历的工程实例推荐采用磁梯度检测法准确测定主体结构在施项目钻孔灌注桩钢筋笼的长度，其后对检测孔实施有效回填封堵，据此展开分析和讨论，希望为以后类似工程提供借鉴。
【关键词】磁梯度检测法；钢筋笼长度；钻孔灌注桩；住宅桩基工程；质量后评估
1引言
近年来，市面上诸如静载法、动测法、超声波透射法以及钻芯法等主要针对基桩的承载力和桩身完整性展开，且受到探测条件限制，加之桩基处在地下几十米深，其隐蔽性非常强，一旦遇上桩长足够而钢筋笼“缺斤短两”则很难判明，尤其是基础底板砼已经浇筑，甚或主体结构已施或在施的项目若要再验证钢筋笼长度则更是难上加难。万一处理不当，轻者造成项目停工，参建各方均受损；重者对社会上的质疑声无法交代，给当前的和谐之音带来严重的负面效应，相关政府职能部门均难辞其咎。
2背景工程概况
本工程为上海市黄浦区五里桥街道某商住办综合体项目，项目位于黄浦区世博园区，毗邻黄浦江和卢浦大桥，北侧为内环高架，将开发打造成集高端住宅、生态商业和国际五A级办公群为一体的超大型深基坑临地铁的城市综合体。其中，住宅部分为两栋17层小高层和一个地下车库，建筑面积约2.8万平米。本案例中采用磁梯度检测法测定的钻孔灌注桩钢筋笼长度之基桩就位于该地块住宅部分，因种种原因主体结构已经在施，却须提供有力证据表明住宅桩基工程灌注桩的钢筋笼长度符合设计和规范要求。为此参考相关规范对1#楼取3根，2#楼取4根，地库取7根分别进行磁梯度法测定钢筋笼实际长度，结果经分析满足原设计和相关规范要求。
3磁梯度检测法工作机理
磁梯度检测法就是以磁性体磁场的数学理论分析为基础，通过剖析磁性体周围磁场变化的空间分布特征和分布规律，进而对磁性体空间分布做出解释。钻孔灌注桩中含有的钢筋笼、声测管等金属均是铁磁性物质，在其周围均可形成很强的磁异常，且随着磁探头与磁性物体间距的增大，磁异常信号则逐渐减弱直至消失，这便是磁梯度检测法探测钢筋笼长度的理论基础。
设钻孔灌注桩单极磁化量为m，灌注桩深度为L，则在钢筋笼旁侧距离为d处钻孔后，沿深度（z）方向上的磁场强度（Z）及磁梯度（△Z）经严格推演得出基桩旁侧磁梯度△Z随深度（z）的理论变化曲线。具体形态见图3.1所示。
4磁梯度检测法实施要点
1）检测数量：不宜少于总桩数的3%，且不应少于5 根；当工程桩总数不足100 根时，不应少于3 根。（本案中452*3%=13.56，实取14根）
2）检测仪器设备：检测前应加强对仪器设备的检查或模拟测试，自校周期≤6个月；深度编码器需自动记录深度，深度分辨率≤5cm；磁敏元件分辨率宜≤50nT；传感器工作环境温度0～40℃，耐压>1.5MPa。
3）探测孔布置：距受探桩外侧边缘≤1.0m的土（岩）中，并尽量远离临近的桩；应平行于桩身中心线，当孔深≥50m，倾角达到2°及以上时，宜重新布孔；本案机械设备成孔见图4.1所示。
4）探测孔内：宜设置 PVC 套管，套管应封底，管内径应≥60mm，深度应大于待探钢筋笼设计长度3.0m及以上（本案取5m左右），且探测孔中严禁有铁磁性物体存在。
5）现场探测：采样间距为10cm～25cm是比较合适的。初步测量如发现钢筋笼长度与设计值不符时，应分析原因，并复测，一般情况每孔宜测2 次。
6）探测数据分析前提：对基桩钢筋笼长度探测一般≤100m，单孔的测试时间一般≤30min，在该段时间内综合地磁场可假设为一个定值。
7）探测精度：钢筋笼与其周围介质间存在着明显的磁性差异，理论计算和实际应用均表明了采用磁梯度检测法来探测钢筋笼埋置长度之法是有效的。结合大量工程实例和试验数据分析，本法探测误差为±1.0m。
5磁梯度检测孔的回填和封堵
操作流程：凿除预留套管→凿毛孔洞砼面→人工清理→放置同直径的圆钢片并湿水→第一次回填高标号砼至底板厚度中间位置一清除孔中杂质并涂刷防水涂料一第二次回填高标号砼高度出底板面50mm（四周外扩50mm）→SBS防水卷材一道。具体做法见图5.1所示。
注意事项：
1）凿毛孔洞砼面：人工手持电镐将圆孔内Φ200PVC套管凿除、砼面凿毛，将上部松散砼剔除以保证砼密实。注意电镐凿毛时如遇构件钢筋，应尽量避开，无法避开时应谨慎进行并剔除钢筋表面砼。
2）人工清理：凿毛完成后人工清理干净洞口内积水和残余渣滓，并用吸尘器清理完所有余杂和浮尘。
3）浇注砼：砼标号必须提高一个等级（C45P6）并按12%膨胀剂参量加入混凝土中，第一次浇注砼时插入棒适当振捣密实（不可将钢片振穿），封堵深度约底板厚度一半左右；三天后清除孔内少量积水和余杂并涂刷“水不漏”防水涂料2mm，并采用与第一次相同的砼进行第二次回填砼，高度超出底板面50mm，四周外扩50mm，呈圆盘型。
4）铺防水卷材：圆盘四周阴角做成小圆弧，清理四周基层干燥、清洁进行4mmSBS防水卷材铺设，四周均外扩不少于100mm。
6效果分析
探测结果：14根桩钢筋笼长度均满足设计要求，仅编号为2-53的一根少于0.26米，且在允许偏差范围，合格率100%（见下图6.1）。实践证明本次采用磁梯度检测法对底板已浇砼，主体结构在施项目钻孔灌注桩钢筋笼长度的检测行之有效，操作简单，且安全、经济、高效。
结束语：
鉴于理论分析和工程实例验证可知采用磁梯度检测法探测钢筋笼实际长度（含基础和主体结构在施工况）在住宅工程桩基质量后评估中效果显著。随着房地产住宅开发和城市建设不断推进，各方对工程质量的要求越来越严格，未来灌注桩钢筋笼长度测定具有很大发展空间，市场上也将会出现更安全可靠和高效的新装备和新工艺。从而有效解决该方面质量纠纷，消除安全隐患。威慑以此牟利的不法分子，推动整个行业的健康发展。
参考文献：
[1] 朱自强.磁测井法在桩基工程质量监管中的应用[J].工程质量，2015，（7）：71-73.
[2] 杨雄.磁测法、电测法检测灌注桩钢筋笼长度的探索与应用[J].广东土木与建筑，2008，（ 8） ： 121-122.
[3]董平，樊敬亮，刘朝晖，等.灌注桩钢筋笼外部的磁异常特征研究[J].地球物理学进展，2007，（5）：1660-1665.
【关键词】磁梯度检测法；钢筋笼长度；钻孔灌注桩；住宅桩基工程；质量后评估
1引言
近年来，市面上诸如静载法、动测法、超声波透射法以及钻芯法等主要针对基桩的承载力和桩身完整性展开，且受到探测条件限制，加之桩基处在地下几十米深，其隐蔽性非常强，一旦遇上桩长足够而钢筋笼“缺斤短两”则很难判明，尤其是基础底板砼已经浇筑，甚或主体结构已施或在施的项目若要再验证钢筋笼长度则更是难上加难。万一处理不当，轻者造成项目停工，参建各方均受损；重者对社会上的质疑声无法交代，给当前的和谐之音带来严重的负面效应，相关政府职能部门均难辞其咎。
2背景工程概况
本工程为上海市黄浦区五里桥街道某商住办综合体项目，项目位于黄浦区世博园区，毗邻黄浦江和卢浦大桥，北侧为内环高架，将开发打造成集高端住宅、生态商业和国际五A级办公群为一体的超大型深基坑临地铁的城市综合体。其中，住宅部分为两栋17层小高层和一个地下车库，建筑面积约2.8万平米。本案例中采用磁梯度检测法测定的钻孔灌注桩钢筋笼长度之基桩就位于该地块住宅部分，因种种原因主体结构已经在施，却须提供有力证据表明住宅桩基工程灌注桩的钢筋笼长度符合设计和规范要求。为此参考相关规范对1#楼取3根，2#楼取4根，地库取7根分别进行磁梯度法测定钢筋笼实际长度，结果经分析满足原设计和相关规范要求。
3磁梯度检测法工作机理
磁梯度检测法就是以磁性体磁场的数学理论分析为基础，通过剖析磁性体周围磁场变化的空间分布特征和分布规律，进而对磁性体空间分布做出解释。钻孔灌注桩中含有的钢筋笼、声测管等金属均是铁磁性物质，在其周围均可形成很强的磁异常，且随着磁探头与磁性物体间距的增大，磁异常信号则逐渐减弱直至消失，这便是磁梯度检测法探测钢筋笼长度的理论基础。
设钻孔灌注桩单极磁化量为m，灌注桩深度为L，则在钢筋笼旁侧距离为d处钻孔后，沿深度（z）方向上的磁场强度（Z）及磁梯度（△Z）经严格推演得出基桩旁侧磁梯度△Z随深度（z）的理论变化曲线。具体形态见图3.1所示。
4磁梯度检测法实施要点
1）检测数量：不宜少于总桩数的3%，且不应少于5 根；当工程桩总数不足100 根时，不应少于3 根。（本案中452*3%=13.56，实取14根）
2）检测仪器设备：检测前应加强对仪器设备的检查或模拟测试，自校周期≤6个月；深度编码器需自动记录深度，深度分辨率≤5cm；磁敏元件分辨率宜≤50nT；传感器工作环境温度0～40℃，耐压>1.5MPa。
3）探测孔布置：距受探桩外侧边缘≤1.0m的土（岩）中，并尽量远离临近的桩；应平行于桩身中心线，当孔深≥50m，倾角达到2°及以上时，宜重新布孔；本案机械设备成孔见图4.1所示。
4）探测孔内：宜设置 PVC 套管，套管应封底，管内径应≥60mm，深度应大于待探钢筋笼设计长度3.0m及以上（本案取5m左右），且探测孔中严禁有铁磁性物体存在。
5）现场探测：采样间距为10cm～25cm是比较合适的。初步测量如发现钢筋笼长度与设计值不符时，应分析原因，并复测，一般情况每孔宜测2 次。
6）探测数据分析前提：对基桩钢筋笼长度探测一般≤100m，单孔的测试时间一般≤30min，在该段时间内综合地磁场可假设为一个定值。
7）探测精度：钢筋笼与其周围介质间存在着明显的磁性差异，理论计算和实际应用均表明了采用磁梯度检测法来探测钢筋笼埋置长度之法是有效的。结合大量工程实例和试验数据分析，本法探测误差为±1.0m。
5磁梯度检测孔的回填和封堵
操作流程：凿除预留套管→凿毛孔洞砼面→人工清理→放置同直径的圆钢片并湿水→第一次回填高标号砼至底板厚度中间位置一清除孔中杂质并涂刷防水涂料一第二次回填高标号砼高度出底板面50mm（四周外扩50mm）→SBS防水卷材一道。具体做法见图5.1所示。
注意事项：
1）凿毛孔洞砼面：人工手持电镐将圆孔内Φ200PVC套管凿除、砼面凿毛，将上部松散砼剔除以保证砼密实。注意电镐凿毛时如遇构件钢筋，应尽量避开，无法避开时应谨慎进行并剔除钢筋表面砼。
2）人工清理：凿毛完成后人工清理干净洞口内积水和残余渣滓，并用吸尘器清理完所有余杂和浮尘。
3）浇注砼：砼标号必须提高一个等级（C45P6）并按12%膨胀剂参量加入混凝土中，第一次浇注砼时插入棒适当振捣密实（不可将钢片振穿），封堵深度约底板厚度一半左右；三天后清除孔内少量积水和余杂并涂刷“水不漏”防水涂料2mm，并采用与第一次相同的砼进行第二次回填砼，高度超出底板面50mm，四周外扩50mm，呈圆盘型。
4）铺防水卷材：圆盘四周阴角做成小圆弧，清理四周基层干燥、清洁进行4mmSBS防水卷材铺设，四周均外扩不少于100mm。
6效果分析
探测结果：14根桩钢筋笼长度均满足设计要求，仅编号为2-53的一根少于0.26米，且在允许偏差范围，合格率100%（见下图6.1）。实践证明本次采用磁梯度检测法对底板已浇砼，主体结构在施项目钻孔灌注桩钢筋笼长度的检测行之有效，操作简单，且安全、经济、高效。
结束语：
鉴于理论分析和工程实例验证可知采用磁梯度检测法探测钢筋笼实际长度（含基础和主体结构在施工况）在住宅工程桩基质量后评估中效果显著。随着房地产住宅开发和城市建设不断推进，各方对工程质量的要求越来越严格，未来灌注桩钢筋笼长度测定具有很大发展空间，市场上也将会出现更安全可靠和高效的新装备和新工艺。从而有效解决该方面质量纠纷，消除安全隐患。威慑以此牟利的不法分子，推动整个行业的健康发展。
参考文献：
[1] 朱自强.磁测井法在桩基工程质量监管中的应用[J].工程质量，2015，（7）：71-73.
[2] 杨雄.磁测法、电测法检测灌注桩钢筋笼长度的探索与应用[J].广东土木与建筑，2008，（ 8） ： 121-122.
[3]董平，樊敬亮，刘朝晖，等.灌注桩钢筋笼外部的磁异常特征研究[J].地球物理学进展，2007，（5）：1660-1665.