磁测井法检测地下连续墙钢筋笼长度的应用分析.pdf

江西建材质量控制与检测672023年7 月磁测井法检测地下连续墙钢筋笼长度的应用分析黄福智福建省永正工程质量检测有限公司，福建 福州 350012摘 要：文中以福州市轨道交通6 号线东调段某工程为例，采用磁测井法对该项目地下连续墙钢筋笼长度进行检测，经对比钻芯法试验，结果表明，磁测井法的检测结果准确性较高，用于推算地下连续墙墙体长度具有可行性，为轨道交通项目地下连续墙施工质量把控提供了一定的技术经验。关键词：磁测井法；地下连续墙；钢筋笼长度；钻芯法中图分类号：TU74文献标识码：B文章编号：1006-2890（2023）07-0067-03Application and Analysis of Magnetic well Method to Detect the Length of Reinforcement Cage of Slurry WallHuang FuzhiFujian Yongzheng Engineering Quality Testing Co.Ltd.,Fuzhou,Fujian 350012Abstract:Taking a project of Dongtiao Section of Fuzhou Rail Transit Line 6 as an example,the magnetic logging method is used to test the length of the steel cage of the underground diaphragm wall of this project.The test results show that the magnetic logging method has high accuracy,and it is feasible to calculate the length of the underground diaphragm wall.Some technical experience is provided for the quality control of underground diaphragm wall construction in rail transit projects.Key words:Magnetic logging method;Slurry wall;Length of reinforcement cage;Core drilling method0 引言地下连续墙墙体自身刚度大、施工精度高、可靠性好，相较其他施工方法而言，施工噪声和振动小，集挡土、承重和防水功能于一体，广泛应用于地铁站、隧道作业井及深基坑开挖等围护结构工程1。地下连续墙中的钢筋笼主要发挥承担墙体抗拉、抗弯、水平荷载以及墙体裂缝控制等关键作用。墙体受力性能的好坏与钢筋笼长度是否满足设计要求息息相关。如果钢筋笼长度不足，将影响地下连续墙的整体稳定性和结构抗震性能，给工程带来严重的安全隐患2。本文就磁测井法对地下连续墙钢筋笼长度检测进行分析。1 磁测井法基本原理磁测井法是以磁性体的磁性特征为理论基础，通过磁感应设备探测测试孔周围较大空间内磁性体引起的磁场变化，研究测试孔附近磁性体周围形成磁场强度变化的空间分布特征规律，探测磁性体产状和规模等的一种地球物理勘探方法。在研究钢筋笼长度这类工程实际问题时，我们通常将未放置钢筋笼的场地区域内均匀分布的地磁场称为正常场，而将放置后，钢筋笼受地磁场磁化，在场地深度方向形成的新磁场（局部磁异常）称为异常场。研究的主要对象磁场垂直分量（Z）就是钢筋笼形成的磁异常，在钢筋笼上、下两个端面会形成两个磁介质的分界面，在分界面上磁场垂直分量具有不连续性，会产生突变，磁场垂直分量梯度将出现明显变化的极值点。以此为理论依据，可根据在钢筋笼内或附近实测的深度-磁场垂直分量（h-Z）曲线和深度-磁场垂直分量梯度（h-dZ dh）曲线来判定钢筋笼底部深度位置，具体方法如下3-4：（1）根据深度-磁场垂直分量（h-Z）曲线，取（h-Z）曲线底部磁场垂直分量由小于背景场的极小值转成大于背景场的拐点（斜率最大处）所对应的深度位置。（2）根据深度-磁场垂直分量梯度（h-dZ dh）曲线，取h-dZ dh曲线底部最深的明显极值点所对应的深度位置。钢筋笼测试长度应按下式计算：L=h0-h1 （1）式中，L为钢筋笼测试长度（m），h0为钢筋笼底面位置深度（m），h1为测试时桩顶面位置深度（m）。2 工程概况本文以福州市轨道交通6 号线文武砂国际学校站为例，6 号线东调段起于先期实施段的终点站万寿站，出万寿站后往东，沿道庆路下方敷设，接入滨海北站，后转向南且沿漳江路下方敷设，终于长乐滨海新城国际学校站。线路全长约5.55 km，均采用地下线敷设方式。国际学校车站为地下二层岛式车站，底板高程-9.80-11.40 m，最大埋深18.40 m，基坑支护拟采用800 mm 的地下连续墙+4 道内支撑。应委托方要求，采用磁测井法检测该单位工程中 YQ-08#、YQ-11#两幅地下连续墙的钢筋笼长度是否满足设计要求，并推算出地下连续墙墙体长度。仪器采用某公司生产的 RS-RBMT（S）型钢筋笼长度磁法测试仪。该仪器轻巧便携，系统操作简单，能自动采集、存储深度数据和磁场数据，实时显示接收信号时程曲线功能，可现场成图、高效快捷、适用性强，不受地下水位影响及检测场地限制。作者简介：黄福智（1990-），男，福建福州人，硕士，工程师，主要研究方向为工程检测。江西建材质量控制与检测682023年7 月3 磁测井法现场检测3.1 YQ-08#和 YQ-11#地下连续墙设计参数YQ-08#和 YQ-11#地 下 连 续 墙，墙 段 截 面 尺 寸 均 为800 mm6000 mm，设计钢筋笼长度均为34.43 m，钢筋笼底端混凝土厚度均为500 mm，设计墙端持力层均为黏土（淤积），墙体混凝土强度等级均为 C35，钢筋笼通长主筋均采用28300（迎土面）+32300（开挖面）布置，中间加强区主筋均采用 25300（迎土面）+28300（开挖面）布置。3.2 现场布置YQ-08#地下连续墙钢筋笼顶端设计标高为5.99 m，检测标高为6.92 m，测试孔布置于墙体外，测试孔与墙体边缘距离为0.35 m，测试孔底标高低于钢筋笼底标高5.50 m，测试孔采用外径为110 mm的钻头钻取，孔中设置PVC管护孔，PVC管内径为90 mm，测试孔布置如图1 所示。YQ-11#地下连续墙钢筋笼顶端设计标高为6.01 m，检测标高为6.81 m，测试孔布置于墙体外，测试孔与墙体边缘距离为0.40 m，测试孔底标高低于钢筋笼底标高4.20 m，测试孔采用外径为110 mm的钻头钻取，孔中设置PVC管护孔，PVC管内径为90 mm，测试孔布置如图2 所示。图1 YQ-08#测试孔现场布置示意图图2 YQ-11#测试孔现场布置示意图3.3 现场采集和数据分析现场准备工作就绪后，根据 DBJ/T 132352016 福建省磁测井法测试基桩钢筋笼长度技术规程要求，将磁场感应探头通过深度计数器置于测试孔底部，自下而上缓慢匀速提升，提升速率约为10 m/min，测点间距为100 mm。每幅地下连续墙测试次数为23 次，各测试曲线保证具有良好的重复性，曲线形态应基本一致。实测曲线出现异常或一致性较差时，应检查试验各个环节并在排除影响因素后，重新开始试验。YQ-08#地下连续墙：实测深度-磁场垂直分量（h-Z）曲线下端40.5035.00 m的磁场垂直分量平滑稳定，判定为垂直分量背景值。因深度-磁场垂直分量（h-Z）曲线的 Z分量拐点（斜率最大处）位置难以准确识别，而深度-磁场垂直分量梯度（h-dZ dh）曲线底部最深处极值点明显，容易判读，故同时结合（h-Z）曲线和（h-dZ dh）曲线，综合判定YQ-08#地下连续墙钢筋笼底端位置为35.00 m，如图3 所示。因此，YQ-08#地下连续墙钢筋笼长度=35.00-（6.92-5.99）=34.07 m，与设计钢筋笼长度34.43 m相差0.36 m，误差符合规程允许值（0.50 m）。YQ-08#地下连续墙的墙体长度推算值应为34.07+0.50=34.57 m。图3 YQ-08#地下连续墙磁测井法实测曲线YQ-11#地下连续墙：实测深度-磁场垂直分量（h-Z）曲线下端39.4035.20 m磁场垂直分量平滑稳定，判定为垂直分量背景值 Z0。同时结合（h-Z）曲线和（h-dZ dh）曲线，综合判定 YQ-11#地下连续墙钢筋笼底端位置为35.20 m，如图4 所示。因此，YQ-11#地下连续墙钢筋笼长度 L=35.20-（6.81-6.01）=34.40 m，与设计钢筋笼长度34.43 m相差0.03 m，二者基本吻合。YQ-11#地下连续墙的墙体长度推算值应为34.40+0.5=34.90 m。图4 YQ-11#地下连续墙磁测井法实测曲线3.4 磁测井法与钻芯法检测结果对比江西建材质量控制与检测692023年7 月相比钻芯法检测，磁测井法属于间接性检测技术手段，为了验证其准确性，对 YQ-08#地下连续墙进行了钻芯法试验。本次芯样钻取采用 XY-2B型液压钻机，配单动双管钻具，钻头采用粒度、浓度、胎体硬度符合相应混凝土设计强度要求的金刚石钻头，外口径 110 mm。钻芯孔口标高为6.09 m，孔口标高下034.42 m为墙体混凝土芯样，34.4238.50 m为墙端持力层黏土（淤积）芯样，如图5 所示。通过对比，磁测井法推算出的地下连续墙长度34.57 m，与钻芯法实测的墙体芯样长度34.42 m，相差0.15 m，其准确性能够满足工程检测需要。图5 YQ-08#地下连续墙芯样照片3.5 不同钢筋笼长度检测方法的区别目前，用于检测钢筋笼长度的方法主要有磁测井法、电测井充电法、THz-TDS成像技术、低应变反射波法、电极法等。其中，电测井充电法5需对钢筋笼进行充电，通过钢筋笼内（或附近）钻芯孔，测量电位差随深度的变化情况，利用深度-电位梯度线拐点来判定钢筋笼底部位置，此方法与磁测井法有相似之处，可应用于钢筋裸露的情况，难以应用于已完全隐蔽的情况。THz-TDS成像技术6则是以太赫兹波对不同材料具有不同穿透性为理论依据的一种检测手段，THz-TDS系统复杂、稳定性差、成本高；低应变反射波法运用加速度传感器接收沿钢筋传播的应力波信号，通过分析波形曲线判断钢筋笼长度，此方法精确度极低；电极法需预设特定长度的钢筋笼作为参照标准，分析被检钢筋笼的电极电压变化规律，以此推测被检钢筋笼的长度，但只能检测钢筋笼中最长的一根钢筋，其适用性有待进一步研究。在众多钢筋笼长度检测方法中，运用较为广泛的是磁测井法。相比其他方法，磁测井法不需要对钢筋笼进行供电，设备轻便、操作简单、稳定性好、精确度高，不仅能用于检测新建项目的基础工程，还能用于检测既有建筑中隐蔽后的钢筋笼长度。4 结语综上所述，本文对磁测井法在轨道交通项目地下连续墙钢筋笼长度检测方面的应用效果进行了探讨，结果表明，磁测井法不仅能应用于传统的基桩钢筋笼长度检测，还可应用于地下连续墙的钢筋笼长度检测。通过与钻芯法的检测结果对比并结合设计要求，磁测井法检测地下连续墙钢筋笼长度的准确性得到了验证，且以此推算地下连续墙墙体长度具有可行性。参考文献 1 欧华文.城市地铁站地下连续墙结构性状分析及施工技术研究D.兰州：兰州理工大学，2017.2 张民程.磁测井法检测灌注桩钢筋笼长度的应用与分析J.福建建设科技，2023（1）：79-80.3 刘启林.钻孔灌注桩钢筋笼磁测井法的应用与分析J.广东公路交通，2013（6）：21-24.4 朱正.磁测井法检测钻孔灌注桩钢筋笼长度的应用与分析J.土工基础，2021，35（2）：218-221.5 龙兴灿，李卫峰.极电法无损检测钢筋笼长度研究与应用J.河南科技，2022，41（21）：25-28.6 高翔，赵得龙，刘伟伟，等.THz 技术在桥梁基桩钢筋笼长度检测中的应用J.实验室科学，2018，21（1）：52-56.在既有幕墙鉴定过程中，存在着以下问题：（1）数据获取困难，传统的数据采集方式无法全面获得幕墙的各项数据，难以进行全面的分析和判断；（2）鉴定过程繁琐，传统的人工勘测和实地测量方式需要频繁使用吊篮、擦窗机等工具；（3）鉴定效率低下，需要大量的人力和时间投入。3.3.1 大数据技术在幕墙鉴定中的应用大数据技术可以通过对幕墙相关数据的采集、处理、挖掘和分析，提供全面、准确的幕墙鉴定结果。具体应用方法包括数据采集与处理、数据挖掘与分析、数据可视化与展示等。3.3.2 人工智能技术在幕墙鉴定中的应用人工智能技术可以通过图像识别与分析、数据模型与预测等方式，对幕墙进行自动化鉴定和评估；图像识别可以通过对幕墙照片的分析，判断幕墙的破损、老化情况；数据模型可以通过对幕墙相关数据的建模和预测，提高幕墙鉴定的准确性和可靠性6。引入大数据和人工智能技术，可以大大提高既有幕墙鉴定的效率。大数据技术可以快速采集和处理数据，减少人力和时间投入；人工智能技术可以实现自动化鉴定和评估，提高鉴定效率。大数据技术可以全面获得幕墙的各项数据，分析数据可以提供准确的鉴定结果；人工智能技术可以通过图像识别和数据模型等方式，判断幕墙的状况，提高鉴定的准确性。4 结语既有幕墙安全性鉴定是一个重要的研究领域。未来应该结合新技术和新方法，不断提高幕墙安全性鉴定的效率和准确性，为城市高层建筑的安全保障提供更加可靠的技术支持。本文从专业角度对既有幕墙安全性鉴定主要工作内容进行了梳理，对鉴定技术现状及对应的优缺点进行了剖析，并提出了未来鉴定技术的发展方向。将无人机和图像处理、大数据和人工智能技术有机结合，对既有幕墙安全性进行鉴定是一种高效、安全、智能、普适的技术手段，值得深入推广和应用。参考文献 1 杨成亮.玻璃幕墙安全性分析 J.江西建材，2020（12）：50-51.2 赵丽华.既有玻璃幕墙安全性检测要点分析J.工程质量，2023（s1）：156-158.3 王建勇.无人机技术在既有幕墙安全检查中的应用研究 J.上海建材，2023（3）：28-33.4 刘小根.钢化玻璃自爆风险检测与预测技术 J.中国建材，2017（3）：104-106.5 刘小根，王文欢，孙与康.中空玻璃结构安全隐患现场检测方法及应用 J.中国建筑防水，2017（12）：17-20，25.6 贺雄英，谭卡，简超，等.既有幕墙安全性检测与可靠性评估技术的研究进展 J.中国建筑装饰装修，2023（11）：151-153.（上接第66 页）