CN112459134A - 一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备及方法，在钻孔灌注桩中央和周边设置PVC管，在两个PVC管中以相同的速度放入通电电磁铁和磁场传感器，通电电磁铁、磁场传感器通过导线与地面的控制台连通，控制台可以控制下放的速度和电磁铁的磁感应强度，显示屏会显示下放深度与磁场的关系图像，当通电电磁铁与磁场传感器平行下放，遇到桩体断层时，磁场传感器因为混凝土介质变成了空气介质而在控制台显示屏上产生读数变化，再根据下行深度，判断到断桩的所在位置。在所有检测完成后，PVC管可用水泥砂浆回填，对桩体强度影响小。本发明钻孔灌注桩桩体断层检测设备和方法与传统技术相比，可以进行连续的检测，并且可以检测到桩体所有的断层。

Description

一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备及方法

技术领域

本发明涉及一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备与方法，属于土木工程施工和监测技术领域。

背景技术

钻孔灌注桩作为一种基础形式因其具有适应性强、承载力高、稳定性好、沉降量小、成本适中、施工简便等特点被广泛应用于公路桥梁，但施工中因受地质条件、水文、气候、设备、技术及施工材料等因素的影响往往造成各种不同的断桩现象，给施工质量和工期造成了严重影响。

断桩的主要原因一般有：

(1)灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。

(2)灌注过程中，导管埋深过大以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力。如果采用提升阻力很大的法兰盘连接导管，在提升时容易发生连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。

(3)由于人工配料(或机械配料不及时校核)随意性大，拌出的混合料时稀时干。坍落度过大会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，会使混凝土初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，导致卡管并造成断桩。

(4)工程地质情况较差，组织施工重视不够，在灌注过程中井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状土等造成类泥砂性断桩。

(5)导管漏水、机械故障和停电等使施工不能连续进行，井中水位突然下降等均可造成断桩。

由此可以看出，断桩发生后，泥浆或砂砾掺入混凝土，把原本完整的混凝土隔成上下两段，使得混凝土变质或截面积受损，使得桩基满足不了设计的受力要求。如果将整个桩体混凝土当作均匀的，而断桩处就可以看作非均匀区。检测断桩也就是通过某种方法在整个桩体中检测出该非均匀区。

目前常用的桩体质量无损检测方法为低应变法和超声波检测法，两种方法均为无损检测方法。低应变法是采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。

超声波检测法将声测管预埋进被测桩里，其耦合剂的介质是清水，声测管里有超声脉冲发射及接收换能器，超声脉从仪器的发射换能器中射出，穿过待测桩后，被仪器重新接收，经过分析可以判断出声时、波幅、主频等接收到的参数，从而做出正确的判断。通过综合分析声波各项声学参数特征值，可以检测出桥梁桩身内混凝土是否完整，判断桩基缺陷的程度并确定其位置。缺陷是需要耦合剂(一般用清水)，若声测管中的耦合剂浑浊，则会明显增加声波的衰减，延长传播时间，给声波检测带来了误差。另外，桩身混凝土的龄期对声测结果也会产生较大的影响。

低应变法在检测较长管桩桩身完整性时，往往较难测到桩底反射信号，其有效检测深度局限性较为明显。而超声波检测，由于纵波脉冲反射法存在盲区，缺陷取向对检测灵敏度有较大的影响，因此对于表面和非常接近表面的某些缺陷常常难以检测。试件形状太复杂，例如，不规则形状、粗糙表面、小曲率半径等，对超声波检测的可实施性有很大影响。另外，材料的某些内部结构，如晶粒度、非均匀性、非致密性等，会使缺陷检测的灵敏度和信噪比降低。对缺陷作定性、定量表征，常常是不准确的，需要检验者具有丰富的经验。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备与方法，对桩体整体是否存在断层进行无损检测。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备，其特征在于：包括可视化控制台、吊放与探测模块和桩内PVC管组；

所述桩内PVC管组包括预设在灌注桩体内的边缘PVC管和中央PVC管，边缘PVC管和中央PVC管均沿灌注桩体轴向设置；

所述可视化控制台上设有显示屏、磁场强度控制旋钮、速度控制旋钮、下降暂停上升三档开关、手动控制旋钮以及连接至吊放与探测模块的连接线；

所述吊放与探测模块包括两侧的挡块，两块挡块之间设有传动轴，传动轴上设有一对绕线轮，两个绕线轮上均绕有内置导线的绳索，两个绕线轮的绳索端部分别设置有电磁铁和磁感应探头，电磁铁投放至中央PVC管中，磁感应探头投放至边缘PVC管中。

作为更进一步的优选方案，所述边缘PVC管位于灌注桩体的边缘位置，所述中央PVC管位于灌注桩体的中心位置，边缘PVC管和中央PVC管均为椭圆的管材，中央PVC管的长轴垂直于边缘PVC管的长轴。边缘PVC管和中央PVC管的形状、口径、长度相同，单根为50cm长的椭圆形截面的柱形管，可采用套管进行接长，并用铝合金制的螺丝进行固定。

作为更进一步的优选方案，为了适应不同的桩径，传动轴设计为可伸缩，可供绕线轮左右移动，并使电磁铁和磁感应探头对准PVC管的管口。

作为更进一步的优选方案，所述可视化控制台底部设有三脚架，三脚架可以拆卸，当现场环境不适宜将控制台放在地面上时可以将控制台固定在三脚架上操作。三脚架上具有转盘，通过转盘可以调节可视化控制台的角度，方便操作。转盘与可视化控制台之间还设有伸缩杆，可以粗略地调节可视化控制台的水平。

作为更进一步的优选方案，所述挡块的底部为伸缩支脚。两个伸缩支脚可以单独上下调节高度，适应现场可能存在的地形差。

作为更进一步的优选方案，所述传动轴的中间位置具有水平气泡。水平气泡用于判断传动轴是否水平，防止在吊放电磁铁和磁感应探头的时候在管内出现两者不能对准，得到错误数据的情况。

一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测方法，包括如下步骤：

步骤一、在钢筋笼中绑扎两根椭圆形PVC管，一根固定于钢筋笼的正中央，另一根紧挨着钢筋笼最外层钢筋的内边缘进行固定，确保两者相互平行，固定PVC管时务必确保两PVC管截面是长轴相互垂直，且是边缘的PVC管截面的短轴与中央的PVC管截面的长轴在一条直线上，固定完成后，量测两PVC管截面中心的距离L；

步骤二、在钻孔灌注桩使用导管法进行浆体灌注时，导管的下放位置选在两根PVC管的中间区域，在灌浆过程中向上提拔导管时，若出现断层，则断层将在两根PVC管中间的区域出现；

步骤三、在桩体成型后，将进行内部的断层的探测。首先将吊放与探测模块的传动轴与两个PVC管截面中心的连线对准重合，然后在桩顶放置整个吊放与探测模块，再调整伸缩支脚，使得传动轴上的水平气泡位于正中，使得吊放与探测模块水平。调节传动轴上的两个绕线轮，将两个绕线轮的中心间距手动设置为L，确保吊放与探测模块的电磁铁对准中央PVC管的中心，而磁场感应器对准边缘PVC管的中心，手动调节磁感应探头和电磁铁使其静止在PVC管口上方，并且将两个绕线轮的位置固定；

步骤四、打开可视化控制台上的电源开关，设置磁场强度控制旋钮给电磁铁回路接入电压U，则磁感应探头测得此时的磁感应强度谷值为B_谷，再调试吊放与探测模块的位置和高度，使其没入PVC管口，磁感应探头测得此时的磁感应强度峰值B_峰；对比B_峰与B_谷，如果其数值满足：

即B_峰与B_谷在同一数量级或只相差一个数量级，则视B_峰与B_谷为有效初始值。若不满足该条件，则通过磁场强度控制旋钮调小输入电压U，重新测定B_峰与B_谷，直到其满足条件。

步骤五、将可视化控制台上的下降暂停上升三档开关设定在暂停档，然后将速度旋钮设定好下降速度，同时将下降暂停上升三档开关设定在下降档，吊放与探测模块的磁场感应器和电磁铁将同时匀速在PVC管中下降；

步骤六、关注可视化控制台上的线性显示屏曲线，当深度达到PVC管长的时候，将下降暂停上升三档开关设定在上升档，从桩底向上进行二次检测；

步骤七、分析输出的B-H曲线，若观察到磁感应强度B随深度H的曲线在某一深度段内偏离了B_峰，则可以判定桩内边缘PVC管与中央PVC管的连线区域段有断桩情况出现，并根据曲线峰段坐标得到断桩出现的深度范围。为了防止检测出错，可微调电压U，使B_峰与B_谷的值还保持在原来数量级的情况下，重新进行检测。

作为更进一步的优选方案，其原理是，控制台内置的直流电源在与电磁铁形成的回路中提供电压U从而使得电磁铁周围产生磁场。以电磁铁的几何中心为坐标原点O，通电后电磁铁的N极指向为X轴，建立平面坐标系。虽然电磁铁产生的磁场是三维的，在本探测断层的方法中只需获得磁感应探头和电磁铁所在平面上一点的磁感应强度，即磁感应探头探测到的是电磁铁在平面坐标为(L,0)的点上的磁感应强度B。

通电螺线圈的单个电流环在空间中的一点A(x,y,z)的磁感应强度B为：

式中，I为线圈中的电流，μ₀为真空磁导率，r为A点到环上微元的矢量。

电磁铁周围的磁感应强度会因为周围磁介质的不同而发生改变，水泥混凝土中水泥胶凝质中含水化的铁铝酸四钙占水泥熟料的15％左右，是属于铁氧体性质的。铁氧体为磁性材料，在磁场的作用下会表现出磁性，会收束电磁铁的磁力线，增强磁感应强度。因此，在空气中测得的(L,0)磁感应强度要小于在桩内测得的磁感应强度。

磁感应探头测得的数据是磁感应强度B，因此，若在磁感应探头和电磁铁相距的长度为L的区域中，出现了断层区域，则(L,0)点的磁感应强度会因为断层区域的介质磁导率μ变化而降低。

与现有技术相比，该发明的有益效果在于：(1)可连续地获取深度与磁感应强度的关系曲线；(2)检测结果易于辨识，通过曲线的峰值和谷值就可以判断断层的存在；(3)PVC管可以对称设置，可以根据桩径决定是否需要增加；(4)具有可视化交互界面，能够实时看到磁感应强度曲线，若曲线幅度过大，可以手动控制在区间内重新测量；(5)所有的控制旋钮均设置在操控台上，简单方便；(6)PVC管在测量完成后可以充填水泥砂浆，不会对桩体的完整性造成破坏。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是吊装与探测模块的示意图；

图3是磁感应探头和电磁铁的示意图；

图4是PVC管布置图。

图中附图标记的含义：

1-可视化控制台，2-显示屏，3-电源开关，4-磁场强度控制旋钮，5-速度控制旋钮，6-下降暂停上升三档开关，7-手动控制旋钮，8-三脚架，9-伸缩杆，10-转盘，11-连接线，12-吊放与探测模块，13-水平气泡，14-传动轴，15-绕线轮，16-绳索，17-伸缩支脚，18-电磁铁，19-磁感应探头，20-边缘PVC管，21-中央PVC管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明的装置包括地上、桩内两个部分，即：地上部分分为可视化控制台1和吊放与探测模块12，两部分之间由连接线11相连，两部分不可分割作为统一的整体共同发挥作用。桩内部分为椭圆形PVC管。

可视化控制台1包括均设置在控制台上的显示屏2、磁场强度控制旋钮4、速度控制旋钮5、下降暂停上升三档开关6、手动控制旋钮7、电源开关3和三脚架8。

显示屏2位于可视化控制台1的主体中部，用于显示深度与磁感应强度关系曲线，横坐标显示深度，纵坐标显示吊放与探测模块12中磁感应探头19在桩内测得的电磁铁18产生的磁感应强度。

磁场强度控制旋钮4用于控制吊放与探测模块12中电磁铁18的磁感应强度。

速度控制旋钮5用于控制电磁铁18和磁感应探头19的上升下降速度。

下降暂停上升三档开关6用于控制电磁铁18和磁感应探头19上升、暂停和下降。

手动控制旋钮7是在下降暂停上升三档开关6设置在暂停档时，手动控制传动轴14转动来控制电磁铁18和磁感应探头19上升下降的旋钮。

四个旋钮排列在显示屏2的下方，在旋钮的下方设置有电源开关3；电源开关3用于控制装置的电源，在装置不使用时，需要保持电源开关3处于关的状态。

电磁铁18是由条状软铁和缠绕在其上的导线组成，可通过可视化控制台1的磁场强度控制旋钮4控制电压从而改变电流进而达到改变磁感应强度的效果。

在可视化控制台1的下方连接有控制装置水平的三脚架8，三脚架8的三根长支脚可以让控制台平稳地摆放在地面上，三脚架8的三根支脚可以伸缩和固定长度，可以进行调水平，转盘10可以控制可视化控制台1绕装置轴线进行，三脚架8通过三根可微调伸缩的伸缩杆9与可视化控制台1相连。

吊放与探测模块12通过连接线11与可视化控制台1装置相连，连接线11是电源线的同时也可以传输数据。吊放与探测模块12中间部分是传动轴14，传动轴14内置电机，电机通过连接线11从可视化控制台1中的电源相连。

吊放与探测模块12包括传动轴14、绕线轮15、伸缩支脚17、磁感应探头19、电磁铁18和水平气泡13。

传动轴14为固定在两个伸缩支脚17中间的电驱动铁棒，在传动轴14两边的单元上设置有电机。

传动轴14轴体上设置有两个可左右移动、相对转动、可固定的绕线轮15，传动轴14轴身上有长度刻度，可以依照其设定绕线轮15的间距，在下吊和提升电磁铁18和磁感应探头19的时候，可手动左右移动、转动、固定电磁铁18和磁感应探头19，确保磁感应探头19和电磁铁18处于同一水平线，并且在桩体内处于同一深度。

两个绕线轮15上绕设有等长的内置导线的绳索16，电磁铁18和磁感应探头19均通过内置导线的绳索16，每个内置导线的绳索16一侧与磁感应探头19或者电磁铁18连接，另一侧连接传动轴14内部的电机再和可视化控制台1相连。

磁感应探头19是利用霍尔效应制成的探头，可以探测到空间某一点的磁感应强度，磁感应探头19通过内置导线的绳索16与传动轴14相连，再通过连接线11连接到可视化控制台1内部实时传送磁感应强度数据。

在传动轴14的两侧连接有伸缩支脚17，两个伸缩支脚17均可以调节长度，保证吊放与探测模块12可在有坡度的地面上稳定放置。在传动轴14中间设置有水平气泡13，可以指示吊放与探测模块12是否水平。

边缘PVC管20绑扎在钢筋笼边缘，中央PVC管21绑扎在钢筋笼中央，两个PVC管的位置关系为，边缘PVC管20截面的长轴与中央PVC管21截面的长轴相垂直，且边缘PVC管20截面的短轴与中央PVC管21截面的长轴在一条直线上，且两根PVC管需要从上到下保持平行。

钢筋笼中埋设的PVC管截面为椭圆形。正中央埋设的PVC管截面设置为椭圆形，目的是保证圆柱体电磁铁18在下吊过程中稳定方向，不发生旋转，而将边缘的PVC管截面设置为圆形是为了保证磁感应探头19始终垂直于磁场方向。

下吊中的电磁铁18，其自然下垂状态下的几何形状为横向放置的圆柱体，三视图中的俯视图为矩形，而绑扎在钢筋笼中央的PVC管的椭圆形截面为该矩形的外接椭圆形；而另一个用于下吊磁场感应探头的椭圆形截面PVC管，其椭圆形截面的长轴a等于磁场感应探头的探头整体的最大宽度。

在吊放与探测模块12检测断桩时，判定原理是，在边缘PVC管20中的磁感应探头19会探测到中央PVC管21中电磁铁18发射的磁场，但由于磁感应强度会因为介质不同，即磁场中介质的磁导率有差异，水泥混凝土中水泥胶凝质中含水化的铁铝酸四钙占水泥熟料的15％左右，是属于铁氧体性质的。水泥混凝土做为一种磁介质其相对磁导率大于空气。所以在空气中测得的磁感应强度B是最小的，而在无断桩的部分测得的磁感应强度B是最大的，而在出现断桩的部分测得的磁感应强度是介于两者之间的。

本发明利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备与方法，包括如下步骤：

步骤一、在钢筋笼中绑扎两根椭圆形PVC管，一根固定于钢筋笼的正中央，另一根紧挨着钢筋笼最外层钢筋的内边缘进行固定，确保两者相互平行，固定PVC管时务必确保两PVC管截面是长轴相互垂直，且是边缘的PVC管截面的短轴与中央的PVC管截面的长轴在一条直线上，固定完成后，量测两PVC管截面中心的距离L；

步骤二、在钻孔灌注桩使用导管法进行浆体灌注时，导管的下放位置选在两根PVC管的中间区域，在灌浆过程中向上提拔导管时，若出现断层，则断层将在两根PVC管中间的区域出现；

步骤三、在桩体成型后，将进行内部的断层的探测。首先将吊放与探测模块12的传动轴14与两个PVC管截面中心的连线对准重合，然后在桩顶放置整个吊放与探测模块12，再调整伸缩支脚17，使得传动轴14上的水平气泡13位于正中，使得吊放与探测模块12水平。调节传动轴14上的两个绕线轮15，将两个绕线轮15的中心间距手动设置为L，确保吊放与探测模块12的电磁铁18对准中央PVC管21的中心，而磁场感应器对准边缘PVC管20的中心，手动调节磁感应探头19和电磁铁18使其静止在PVC管口上方，并且将两个绕线轮15的位置固定；

步骤四、打开可视化控制台1上的电源开关3，设置磁场强度控制旋钮4给电磁铁18回路接入电压U，则磁感应探头19测得此时的磁感应强度谷值为B_谷，再调试吊放与探测模块12的位置和高度，使其没入PVC管口，磁感应探头19测得此时的磁感应强度峰值B_峰；对比B_峰与B_谷，如果其数值满足：

即B_峰与B_谷在同一数量级或只相差一个数量级，则视B_峰与B_谷为有效初始值。若不满足该条件，则通过磁场强度控制旋钮4调小输入电压U，重新测定B_峰与B_谷，直到其满足条件。

步骤五、将可视化控制台1上的下降暂停上升三档开关6设定在暂停档，然后将速度旋钮设定好下降速度，同时将下降暂停上升三档开关6设定在下降档，吊放与探测模块12的磁场感应器和电磁铁18将同时匀速在PVC管中下降；

步骤六、关注可视化控制台1上的线性显示屏2曲线，当深度达到PVC管长的时候，将下降暂停上升三档开关6设定在上升档，从桩底向上进行二次检测；

步骤七、分析输出的B-H曲线，若观察到磁感应强度B随深度H的曲线在某一深度段内偏离了B_峰，则可以判定桩内边缘PVC管20与中央PVC管21的连线区域段有断桩情况出现，并根据曲线峰段坐标得到断桩出现的深度范围。为了防止检测出错，可微调电压U，使B_峰与B_谷的值还保持在原来数量级的情况下，重新进行检测。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备，其特征在于：包括可视化控制台(1)、吊放与探测模块(12)和桩内PVC管组；

所述桩内PVC管组包括预设在灌注桩体内的边缘PVC管(20)和中央PVC管(21)，边缘PVC管(20)和中央PVC管(21)均沿灌注桩体轴向设置；

所述可视化控制台(1)上设有显示屏(2)、磁场强度控制旋钮(4)、速度控制旋钮(5)、下降暂停上升三档开关(6)、手动控制旋钮(7)以及连接至吊放与探测模块(12)的连接线(11)；

所述吊放与探测模块(12)包括两侧的挡块，两块挡块之间设有传动轴(14)，传动轴(14)上设有一对绕线轮(15)，两个绕线轮(15)上均绕有内置导线的绳索(16)，两个绕线轮(15)的绳索(16)端部分别设置有电磁铁(18)和磁感应探头(19)，电磁铁(18)投放至中央PVC管(21)中，磁感应探头(19)投放至边缘PVC管(20)中。

2.根据权利要求1所述的一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备，其特征在于：所述边缘PVC管(20)位于灌注桩体的边缘位置，所述中央PVC管(21)位于灌注桩体的中心位置，边缘PVC管(20)和中央PVC管(21)均为椭圆的管材，中央PVC管(21)的长轴垂直于边缘PVC管(20)的长轴。

3.根据权利要求1所述的一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备，其特征在于：为了适应不同的桩径，传动轴(14)设计为可伸缩，可供绕线轮(15)左右移动，并使电磁铁(18)和磁感应探头(19)对准PVC管的管口。

4.根据权利要求1所述的一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备，其特征在于：所述可视化控制台(1)底部设有三脚架(8)，三脚架(8)可以拆卸，当现场环境不适宜将控制台放在地面上时可以将控制台固定在三脚架(8)上操作；三脚架(8)上具有转盘(10)，通过转盘可以调节可视化控制台(1)的角度，方便操作；转盘(10)与可视化控制台(1)之间还设有伸缩杆(9)，可以粗略地调节可视化控制台的水平。

5.根据权利要求1所述的一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备，其特征在于：所述挡块的底部为伸缩支脚(17)。

6.根据权利要求1所述的一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测设备，其特征在于：所述传动轴(14)的中间位置具有水平气泡(13)；水平气泡(13)用于判断传动轴是否水平，防止在吊放电磁铁(18)和磁感应探头(19)的时候在管内出现两者不能对准，得到错误数据的情况。

7.一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在钢筋笼中绑扎两根椭圆形PVC管，一根固定于钢筋笼的正中央，另一根紧挨着钢筋笼最外层钢筋的内边缘进行固定，确保两者相互平行，固定PVC管时务必确保两PVC管截面是长轴相互垂直，且是边缘的PVC管截面的短轴与中央的PVC管截面的长轴在一条直线上，固定完成后，量测两PVC管截面中心的距离L；

步骤二、在钻孔灌注桩使用导管法进行浆体灌注时，导管的下放位置选在两根PVC管的中间区域，在灌浆过程中向上提拔导管时，若出现断层，则断层将在两根PVC管中间的区域出现；

步骤三、在桩体成型后，将进行内部的断层的探测；首先将吊放与探测模块(12)的传动轴(14)与两个PVC管截面中心的连线对准重合，然后在桩顶放置整个吊放与探测模块(12)，再调整伸缩支脚(17)，使得传动轴(14)上的水平气泡(13)位于正中，使得吊放与探测模块(12)水平；调节传动轴(14)上的两个绕线轮(15)，将两个绕线轮(15)的中心间距手动设置为L，确保吊放与探测模块(12)的电磁铁(18)对准中央PVC管(21)的中心，而磁场感应器对准边缘PVC管(20)的中心，手动调节磁感应探头(19)和电磁铁(18)使其静止在PVC管口上方，并且将两个绕线轮(15)的位置固定；

步骤四、打开可视化控制台(1)上的电源开关(3)，设置磁场强度控制旋钮(4)给电磁铁(18)回路接入电压U，则磁感应探头(19)测得此时的磁感应强度谷值为B_谷，再调试吊放与探测模块(12)的位置和高度，使其没入PVC管口，磁感应探头(19)测得此时的磁感应强度峰值B_峰；对比B_峰与B_谷，如果其数值满足：

即B_峰与B_谷在同一数量级或只相差一个数量级，则视B_峰与B_谷为有效初始值；若不满足该条件，则通过磁场强度控制旋钮(4)调小输入电压U，重新测定B_峰与B_谷，直到其满足条件；

步骤五、将可视化控制台(1)上的下降暂停上升三档开关(6)设定在暂停档，然后将速度旋钮设定好下降速度，同时将下降暂停上升三档开关(6)设定在下降档，吊放与探测模块(12)的磁场感应器和电磁铁(18)将同时匀速在PVC管中下降；

步骤六、关注可视化控制台(1)上的线性显示屏(2)曲线，当深度达到PVC管长的时候，将下降暂停上升三档开关(6)设定在上升档，从桩底向上进行二次检测；

步骤七、分析输出的B-H曲线，若观察到磁感应强度B随深度H的曲线在某一深度段内偏离了B_峰，则可以判定桩内边缘PVC管(20)与中央PVC管(21)的连线区域段有断桩情况出现，并根据曲线峰段坐标得到断桩出现的深度范围；为了防止检测出错，可微调电压U，使B_峰与B_谷的值还保持在原来数量级的情况下，重新进行检测。

8.根据权利要求7所述的一种利用磁场的钻孔灌注桩桩体断层检测方法，其特征在于：其原理是，控制台内置的直流电源在与电磁铁形成的回路中提供电压U从而使得电磁铁周围产生磁场；以电磁铁的几何中心为坐标原点O，通电后电磁铁的N极指向为X轴，建立平面坐标系；虽然电磁铁产生的磁场是三维的，在本探测断层的方法中只需获得磁感应探头(19)和电磁铁(18)所在平面上一点的磁感应强度，即磁感应探头(19)探测到的是电磁铁(18)在平面坐标为(L,0)的点上的磁感应强度B；

通电螺线圈的单个电流环在空间中的一点A(x,y,z)的磁感应强度B为：

式中，I为线圈中的电流，μ₀为真空磁导率，r为A点到环上微元的矢量；

电磁铁周围的磁感应强度会因为周围磁介质的不同而发生改变，水泥混凝土中水泥胶凝质中含水化的铁铝酸四钙占水泥熟料的15％左右，是属于铁氧体性质的；铁氧体为磁性材料，在磁场的作用下会表现出磁性，会收束电磁铁的磁力线，增强磁感应强度；因此，在空气中测得的(L,0)磁感应强度要小于在桩内测得的磁感应强度；

磁感应探头(19)测得的数据是磁感应强度B，因此，若在磁感应探头(19)和电磁铁(18)相距的长度为L的区域中，出现了断层区域，则(L,0)点的磁感应强度会因为断层区域的介质磁导率μ变化而降低。

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