專利名稱：用電測井法探測混凝土灌注樁中鋼筋籠長度的方法
技術領域：
本發明涉及建筑基礎檢測技術，具體地說就是通過電測井曲線來判斷灌注樁中鋼筋籠長度的方法。
背景技術：
灌注樁具有承載力高、施工工藝相對簡單等優點，被廣泛作為橋梁、高架橋、生活和生產用房等工業與民用建筑物的基礎。因灌注樁屬地下隱蔽工程，施工單位偷工減料現象時有發生，特別是鋼筋籠長度不能滿足設計要求的情況更是頻繁發生，這嚴重影響了灌注樁基礎的穩定性、抗震性能，構成了建筑物的不安全隱患。
目前，灌注樁完整性檢測和承載力檢測已有較成熟的方法，但鋼筋籠長度檢測一直缺乏行之有效的方法。
迄今為止，國內外也有一批專家學者嘗試研究、探索檢測鋼筋籠長度的方法，如韓國人最先應用瞬變電磁感應測井方法探測混凝土樁鋼筋籠的內部缺陷；國內也曾經采用瞬態反射波法和地質雷達法技術檢測鋼筋籠長度。但是，由于受到方法技術和儀器本身的限制，這些方法尚不能很好地解決鋼筋籠長度檢測的問題，更談不上推廣應用。
發明內容
1、發明目的本發明的目的旨在提供一種新的灌注樁中鋼筋籠長度無損檢測方法。
2、技術方案本發明是通過在已成型的灌注樁(5)中或樁旁鉆取平行于灌注樁的孔(10)，利用現有的電測井儀器(7)測試在對鋼筋籠(6)充電情況下沿鉆孔深度方向電位或電位差的變化(類似于電法勘探中的充電法)，并據此判斷鋼筋籠(6)長度的方法。其原理如下灌注樁由二種電性特征不同的介質——鋼筋和混凝土組成，其中混凝土屬高電阻類介質，而鋼筋屬良導體，兩者電性差異較大。
通過電測井儀器(7)把供電電極A極(1)連接在地面暴露的鋼筋上，而把供電電極B極(2)置于一定距離以外(宜≥5倍樁長)。當對大地供電時在二電極間產生電場，通過測量電極M極(3)和測量電極N極(4)測量電場中的電位、電位差和電阻率等參數的變化，可判斷周圍介質的電性變化。檢測前先在灌注樁(5)中或距離灌注樁邊緣≤1m的地方鉆取平行于灌注樁(5)的鉆孔(10)一至二個，鉆孔深度宜大于預計或設計鋼筋籠(6)長度3m。然后，把測量電極M極(3)放在鉆孔(10)中，N極(4)放置在地面某一位置(但應避開交流干擾)，測量沿鉆孔(10)不同深度的電位Um；或把測量電極M極(3)、N極(4)同時置于鉆孔中(M極、N極的極距以0.05m-0.5m為宜)，測量沿鉆孔(10)方向不同深度的電位差Umn。
很顯然，樁體中鋼筋籠(6)區段其電位或電位差在某一數值范圍內相對穩定，而當位于有鋼筋籠和無鋼筋籠分界面時，電位或電位差將會發生明顯變化，并且隨著遠離鋼筋籠，其電位或電位差又趨于相對穩定。利用電位或電位差的這種變化特征可以較為準確地確定灌注樁中鋼筋籠(6)的長度，其中鋼筋籠(6)的底界面為所測得的電位或電位差的突變處。一種用電測井法探測混凝土灌注樁中鋼筋籠長度的方法，其探測方法步驟如下A、在灌注樁(5)中或距灌注樁邊緣≤1m地方鉆一個平行于灌注樁(5)的鉆孔(10)，孔深宜大于灌注樁(5)長3m，孔徑應大于測量電極M極(3)或測量電極M極(3)、N極(4)組成的電極組的外徑1cm；B、下帶濾網有孔的PVC管(11)；C、通過電測井儀(7)把A極(1)連接在鋼筋籠(6)的某根鋼筋上，B極(2)放在≥5倍灌注樁(5)長的地方進行供電；D、在鉆孔(10)中放入測量電極M極(3)，而把測量電極N極(4)置于地面避開交流干擾的某一位置；或M極(3)、N極(4)組成固定極距為0.05m-0.5m的電極組放入鉆孔(10)中；E、把M極(3)通過深度編碼器(9)與電測井儀器(7)相連，把N極(4)也與電測井儀器(7)相連；或M極(3)和N極(4)都通過深度編碼器(9)與電測井儀器(7)相連；F、以10-50cm的采樣間距從鉆孔(10)中由上往下或從下往上進行電位Um或電位差Umn的測量；G、把測量值繪成隨深度變化的曲線，曲線的突變處，便是鋼筋籠(6)的底界面，而鋼筋籠(6)長度可根據深度編碼器(9)記錄或通過鉆孔(10)中與測量電極M極(3)或測量電極M極(3)、N極(4)組成的電極組相連的導線(8)上深度刻度讀出。
3.有益效果本發明利用探測對象——鋼筋籠中鋼筋與混凝土二種介質的電性差異來檢測鋼筋籠長度，原理清晰可靠；因采用常規電測井儀器就能實現，故實施推廣簡單；因僅需在樁周土中鉆孔也能起到同樣的檢測效果，故檢測成本低；因不需繁鎖的數據處理，故方法直觀簡單。另外，本發明尚可應用于老橋基和壩基深度的檢測。
四
圖1-A為電位法過灌注樁和鉆孔中心剖視圖。
圖1-B為電位差法過灌注樁和鉆孔中心剖視圖。圖中各部分名稱的標記如下
1-A極，2-B極，3-M極，4-N極，5-灌注樁，6-鋼筋籠，7-電測井儀器，8-導線，9-深度編碼器(滑輪)，10-鉆孔，11-PVC管。
圖2-A為直徑1m、長16m的1號灌注樁的示意圖。
圖2-B為直徑1m、長18.6m的2號灌注樁的示意圖。
12-主筋24Φ16HRB335鋼筋；13-螺旋筋Φ8；14-加強筋Φ16。
圖3是在鉆孔1-1中實測的電位差Umn隨深度變化曲線。
圖4是在鉆孔1-2中實測的電位差Umn隨深度變化曲線。
圖5是在鉆孔2-1中實測的電位差Umn隨深度變化曲線。
五具體實施例方式
圖2-A為直徑1m、長16m的1號灌注樁(圖中單位為mm)，1號灌注樁的情況見表1。
圖2-B為直徑1m、長18.6m的2號灌注樁(圖中單位為mm)，2號灌注樁的情況見表2。
表1 1號灌注樁情況表
表2 2號灌注樁情況表
在1號灌注樁(5)中心、距1號灌注樁(5)邊緣0.2m處分別鉆取一個平行于灌注樁(5)的鉆孔(10)1-1和1-2，孔深分別為19m、21m。在距2號灌注樁(5)邊緣0.3m處鉆取一個平行于灌注樁的鉆孔(10)2-1，孔深為21m。
在鉆孔1-1、1-2和2-1中下帶濾網有孔、內徑0.07m、壁厚0.005m的PVC管(11)。PVC管(11)頂與各自灌注樁頂平行，下入深度等于各自孔深。
通過電測井儀器(7)把供電電極A極(1)分別連接在1或2號灌注樁(5)鋼筋籠(6)的某根鋼筋上，而把供電電極B極(2)放在離樁中心100m處進行供電。
把測量電極M極(3)放至鉆孔底、測量電極N極(4)放在距樁50m處，以0.5m的采樣間距從下往上進行Um的測量，其中M極(3)下掛一懸重體，以利于M極(3)在鉆孔中的下放，懸重體底距M極(3)0.7m；把固定極距為0.26m的測量電極組M極(3)和N極(4)放至鉆孔底，也以0.5m的采樣間距從下往上進行Umn的測量，其中電極組下掛一懸重體，以利于電極組在鉆孔中的下放，懸重體底距測量電極——M、N極中心點0.6m。
把測量值Um、Umn繪成隨深度變化的曲線，曲線的突變處，便是鋼筋籠(6)的底界面，而鋼筋籠(6)長度可根據深度編碼器(9)記錄或測量電極導線(8)上的刻度得到。
圖3是在鉆孔1-1中實測的電位Um隨深度變化曲線。
圖4是在鉆孔1-2中實測的電位Um隨深度變化曲線。
圖5是在鉆孔2-1中實測的電位Um隨深度變化曲線。
圖6是在鉆孔1-1中實測的電位差Umn隨深度變化曲線。
圖7是在鉆孔1-2中實測的電位差Umn隨深度變化曲線。
圖8是在鉆孔2-1中實測的電位差Umn隨深度變化曲線。
從圖3可以發現在深度0-8.3m范圍內，電位變化較小；在深度8.3m以下，電位變化也較小；在深度8.3m處電位Um有突變，說明1號灌注樁(5)中0-8.3m范圍都有鋼筋籠(6)，長度8.3m，鋼筋籠(6)的底界面位于8.3m處，這與1號灌注樁(5)中實際鋼筋籠(6)的底界面8m基本相符(表1)。
從圖4可以發現在深度0-8.3m范圍內，電位變化較小；在深度8.3m以下，電位變化也較小；在8.3m處電位Um有突變，說明1號灌注樁(5)中0-8.3m范圍都有鋼筋籠(6)，長度8.3m，鋼筋籠(6)的底界面位于8.3m處，這與1號灌注樁中實際鋼筋籠(6)的底界面8m基本相符(表1)。
從圖5可以發現電位曲線有二處發生突變，一處位于深度8.3m處，另一處位于深度15.7m處。說明2號灌注樁(5)中0-15.7m范圍內都有鋼筋籠(6)，長度15.7m，鋼筋籠(6)的底界面位于15.7m處，但8.3m處上下鋼筋數量有變化，這與2號灌注樁中實際鋼筋籠(6)在8m處主筋數量開始減少以及16m處為鋼筋籠(6)底界面基本相符(表2)。
從圖6可以發現在深度0-8.4m范圍內，電位差變化較小；在深度8.4m以下，電位差變化也較小；在深度8.4m處電位差Umn有突變，說明1號灌注樁(5)中0-8.4m范圍都有鋼筋籠(6)，長度8.4m，鋼筋籠(6)的底界面位于8.4m處，這與1號灌注樁(5)中實際鋼筋籠(6)的底界面8m基本相符(表1)。
從圖7可以發現在深度0-8.9m范圍內，電位差變化較小；在深度8.9m以下，電位差變化也較小；在8.9m處電位差Umn有突變，說明1號灌注樁(5)中0-8.9m范圍都有鋼筋籠(6)，長度8.9m，鋼筋籠(6)的底界面位于8.9m處，這與1號灌注樁中實際鋼筋籠(6)的底界面8m基本相符(表1)。
從圖8可以發現在深度0-15.9m范圍內，電位差變化較小；在深度15.9m以下，電位差變化也較小；在15.9m處電位差Umn有突變，說明2號灌注樁(5)中0-15.9m范圍都有鋼筋籠(6)，長度15.9m，鋼筋籠(6)的底界面位于15.9m處，這與2號灌注樁中實際鋼筋籠(6)的底界面16m相符(表2)。
權利要求
1.一種用電測井法探測混凝土灌注樁中鋼筋籠長度的方法，其探測方法步驟如下A、在灌注樁(5)中或距灌注樁邊緣≤1m地方鉆一個平行于灌注樁(5)的鉆孔(10)，孔深宜大于灌注樁(5)長3m，孔徑應大于測量電極M極(3)或測量電極M極(3)、N極(4)組成的電極組的外徑1cm；B、下帶濾網有孔的PVC管(11)；C、通過電測井儀(7)把A極(1)連接在鋼筋籠(6)的某根鋼筋上，B極(2)放在≥5倍灌注樁(5)長的地方進行供電；D、在鉆孔(10)中放入測量電極M極(3)，而把測量電極N極(4)置于地面避開交流干擾的某一位置；或M極(3)、N極(4)組成固定極距為0.05m-0.5m的電極組放入鉆孔(10)中；E、把M極(3)通過深度編碼器(9)與電測井儀器(7)相連，把N極(4)也與電測井儀器(7)相連；或M極(3)和N極(4)都通過深度編碼器(9)與電測井儀器(7)相連；F、以10-50cm的采樣間距從鉆孔(10)中由上往下或從下往上進行電位Um或電位差Umn的測量；G、把測量值繪成隨深度變化的曲線，曲線的突變處，便是鋼筋籠(6)的底界面，而鋼筋籠(6)長度可根據深度編碼器(9)記錄或通過鉆孔(10)中與測量電極M極(3)或測量電極M極(3)、N極(4)組成的電極組相連的導線(8)上深度刻度讀出。
全文摘要
本發明公開了一種用電測井法探測混凝土灌注樁中鋼筋籠長度的方法，它是通過在已成型地灌柱樁(5)中或樁旁鉆取平行于灌柱樁的孔(10)，利用電測井儀器(7)測試在對鋼筋籠(6)充電情況下沿鉆孔深度方向電位或電位差的變化，并據此判斷鋼筋籠(6)長度的方法，其原理是灌柱樁由二種電性特征不同的介質鋼筋和混凝土組成，其中混凝土是高電阻類介質，而鋼筋是良異體，兩者電性差異較大，該原理清晰可靠，推廣方便，檢測成本低、數據處理方法簡單。
文檔編號G01B7/02GK1818234SQ20061003875
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月10日 優先權日2006年3月10日
發明者董平, 樊敬亮, 潘衛育, 姜永基, 趙瑋, 陳征宙, 劉朝暉, 楊毅文 申請人:南京大學