關(guān)于公路邊坡錨桿施工質(zhì)量無損檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)探討

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摘要：錨桿施工質(zhì)量對(duì)公路邊坡的安全與穩(wěn)定產(chǎn)生直接的影響，因此對(duì)公路邊坡錨桿施工質(zhì)量的檢測(cè)十分重要，而與傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)相比，無損檢測(cè)技術(shù)更加方便快捷，精確度更高。筆者就自身多年工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)例對(duì)公路邊坡錨桿施工質(zhì)量無損檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了探討，為公路邊坡錨桿施工質(zhì)量無損檢測(cè)的應(yīng)用提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：公路邊坡；錨桿；施工質(zhì)量；無損檢測(cè)

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、巖石動(dòng)力學(xué)研究的進(jìn)一步深入，無損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)替代了鉆孔法、拉拔法等傳統(tǒng)檢測(cè)方法，而聲頻應(yīng)力波無損檢測(cè)技術(shù)則能夠?qū)﹀^桿施工質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，并評(píng)價(jià)錨桿錨固狀態(tài)與錨固力。筆者結(jié)合自身多年工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)例對(duì)公路邊坡錨桿施工質(zhì)量無損檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了探討。

一、聲頻應(yīng)力波反射無損檢測(cè)

（一）檢測(cè)原理

錨固體系由水泥砂漿、邊坡錨桿與圍巖組成（圖1），對(duì)錨桿施工質(zhì)量采用聲頻應(yīng)力波反射無損檢測(cè)，由錨桿端頭激發(fā)的聲波，沿著錨桿傳向內(nèi)部，并在錨桿和砂漿、砂漿和圍巖間的廣義波阻抗界面發(fā)生復(fù)雜反射、透射和能量衰減，然后對(duì)首波、反射波以及地面回波波形、振幅與頻率進(jìn)行記錄和分析，從而準(zhǔn)確的檢測(cè)得到錨桿的長度與錨固質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)錨桿施工質(zhì)量的無損檢測(cè)。

圖1錨固體系示意圖

（1）錨桿數(shù)量無損檢測(cè)：在邊坡工程中，錨桿施工一般要將錨桿頭露出地面，并保證一定的距離，此時(shí)采用聲頻應(yīng)力波反射無損檢測(cè)可采用直接讀數(shù)法檢測(cè)邊坡錨桿的數(shù)量，方便直觀。

（2）錨桿長度無損檢測(cè)：當(dāng)錨桿頭被覆蓋，需要采用鋼筋探測(cè)儀掃描找到和露出錨桿頭，然后進(jìn)行錨桿長度的檢測(cè)（圖2）。對(duì)錨桿長度進(jìn)行檢測(cè)的儀器方法較多，總結(jié)起來基本都是采用的彈性波法的反射原理，其檢測(cè)原理與樁基完整性檢測(cè)基本一致，而錨桿檢測(cè)更加符合測(cè)試條件的一維桿件假設(shè)，并且錨桿檢測(cè)的聲波速度更加穩(wěn)定，因此容易確定，檢測(cè)結(jié)果也更加準(zhǔn)確，精度更高。

圖2美國PIT檢測(cè)儀錨桿長度檢測(cè)系統(tǒng)布置圖

（3）錨桿錨固質(zhì)量的無損檢測(cè)：在錨桿錨固質(zhì)量的檢測(cè)中，聲波檢測(cè)是當(dāng)前一種主要的檢測(cè)手段，并處在發(fā)展階段，由于錨桿錨固質(zhì)量存在一定的復(fù)雜性，因此，錨桿錨固質(zhì)量彈性波檢測(cè)技術(shù)相關(guān)研究還有待進(jìn)一步的深入。

（二）公路邊坡錨桿施工質(zhì)量無損檢測(cè)依據(jù)與要求

錨桿技術(shù)在公路邊坡建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但是目前公路行業(yè)有關(guān)錨桿施工質(zhì)量并沒有制定相應(yīng)的無損檢測(cè)規(guī)范，參照的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括了國家《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2001）中的錨桿質(zhì)量的檢查規(guī)定：對(duì)全長粘結(jié)型錨桿，檢查其砂漿密實(shí)度，合格密實(shí)度>75%。而《水電水利工程物探規(guī)程》（DL/T5010-2005）對(duì)錨桿質(zhì)量無損檢測(cè)的則提出了詳細(xì)的要求：包括抽檢數(shù)量要求；可采用聲波反射法檢測(cè)錨桿長度與砂漿的飽和度；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)要求；資料解釋相關(guān)要求等等。

二、公路邊坡錨桿施工質(zhì)量無損檢測(cè)

（一）工程概況

某高速公路段K22+300到K60+580連續(xù)下坡，長度為38.28km，最大縱坡6.0%，平均縱坡為3.8%；最高與最低海拔分別為1607.33m與158.26m，降高差為1449.07m，線路需要克服高差為1500m。由于全線屬于主要控制工程，并且高差非常大，為施工造成了非常大的困難，坡防護(hù)工程浩大，全線需防護(hù)的邊坡達(dá)包括了100多個(gè)，因此錨桿施工質(zhì)量檢測(cè)非常的重要。本次檢測(cè)項(xiàng)目包括了錨桿（索）拉拔力、錨桿（索）長度，以及錨桿（索）漿飽滿度。這里為方便說明，以K26+445～+600左邊坡（總長為1920米）的第一級(jí)錨桿長度、錨桿施工砂漿飽滿度檢測(cè)為例。該邊坡錨桿設(shè)計(jì)長度12m，所有錨桿均為φ32全長粘結(jié)砂漿錨桿，其設(shè)置分為三排，其中因強(qiáng)風(fēng)化砂泥巖巖性報(bào)檢錨桿根數(shù)為160根，無損檢測(cè)抽取16根，檢測(cè)長度為192m。

（二）聲頻應(yīng)力波反射無損檢測(cè)法檢測(cè)

因?qū)﹀^桿長度與砂漿飽滿度采用聲頻應(yīng)力波反射法進(jìn)行檢測(cè)，為避免諸多干擾因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，使用聲頻應(yīng)力波反射法檢測(cè)前，先進(jìn)行了拉拔試驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)錨固質(zhì)量與檢測(cè)信號(hào)的關(guān)系進(jìn)行了對(duì)比分析。在檢測(cè)中，錨桿外露桿頭月20～30cm，在檢測(cè)前做好對(duì)錨桿頭的加工，將浮漿鑿去，保證桿頭的平整，并將焊接點(diǎn)鑿除。檢測(cè)選擇三種方式：端發(fā)端收、側(cè)發(fā)側(cè)收和端發(fā)側(cè)收，并就檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，三種檢測(cè)方式的信號(hào)基本一致。檢測(cè)結(jié)果為：

（1）抽檢錨桿波形規(guī)則作戰(zhàn)比例為12.5%，砂漿飽滿密實(shí)，灌漿等級(jí)為優(yōu)；（2）波形較為規(guī)則所占比例62.%，局部存在弱反射波，砂漿情況一般，灌漿等級(jí)為價(jià)良；（3）波形欠規(guī)則所占比例為12.5%，顯示局部砂漿存在缺陷，灌漿等級(jí)為合格；（4）波形不規(guī)則占到12.5%，而底部反射波較強(qiáng)，為極大幅S波反射，砂漿存在空漿、不飽滿情況，灌漿等級(jí)為不合格；（5）另有1根錨桿檢測(cè)長度為達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并超出允許范圍，長度不合格。

綜上，錨桿長度檢測(cè)合格率總體評(píng)價(jià)93.7%，砂漿飽滿度合格率87.5%，錨桿施工質(zhì)量等級(jí)平等C級(jí)以上，81.2%。

三、公路邊坡錨桿施工質(zhì)量無損檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)分析

（一）檢測(cè)頻率的確定

在公路錨桿施工質(zhì)量檢測(cè)中對(duì)錨桿長度與砂漿飽滿度進(jìn)行檢測(cè)，通常抽檢率應(yīng)根據(jù)工程數(shù)量，按照5%的比例進(jìn)行抽檢，并且應(yīng)≥5根。在具有特殊要求的工程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求相應(yīng)的增加抽檢數(shù)量；當(dāng)某個(gè)檢測(cè)單元的錨桿檢測(cè)合格率低于70%時(shí)，應(yīng)加大抽檢數(shù)量；或者在工程中對(duì)質(zhì)量存在質(zhì)疑時(shí)應(yīng)增加抽檢數(shù)量。

（二）抽檢部位

對(duì)公路邊坡錨桿施工質(zhì)量檢測(cè)過程中，通常情況下錨桿檢測(cè)部位是由橫斷面與縱斷面來決定的，不能單純的進(jìn)行隨機(jī)抽檢，也即是說，公路邊坡的錨桿檢測(cè)應(yīng)形成一定的橫斷面與縱斷面。重點(diǎn)抽檢部位：在同一個(gè)橫斷面中，重點(diǎn)對(duì)邊坡的中部與下部進(jìn)行檢測(cè)；而在同一縱斷面中，重點(diǎn)檢測(cè)高度較高與巖土體變化較大的部位；高邊坡對(duì)潛在不穩(wěn)定質(zhì)心以上部位重點(diǎn)檢測(cè)；針對(duì)針對(duì)滑坡體，對(duì)滑體質(zhì)心以下錨桿進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較為特殊、巖土層變化較大時(shí)，應(yīng)對(duì)地質(zhì)較差、變化的部位，以及施工困難的部位進(jìn)行重點(diǎn)的檢測(cè)。

（三）檢測(cè)誤差

當(dāng)錨桿的長度<10m時(shí)，檢測(cè)相對(duì)誤差應(yīng)<5%；當(dāng)錨桿長度≥10m時(shí)，檢測(cè)相對(duì)誤差應(yīng)<10%；砂漿存在單個(gè)缺陷時(shí)，砂漿飽和度檢測(cè)相對(duì)誤差<10%；砂漿存在多個(gè)缺陷時(shí)，砂漿飽和度檢測(cè)相對(duì)誤差<20%。當(dāng)錨桿存在較長的接頭時(shí)，在未進(jìn)行大量的對(duì)比測(cè)試的情況系下，僅根據(jù)接頭數(shù)量與接頭方式，很難對(duì)誤差進(jìn)行估計(jì)。

（四）資料處理與等級(jí)評(píng)價(jià)

分別根據(jù)自由段與錨固段的長度來對(duì)錨桿長度進(jìn)行分析，比較端發(fā)端收、側(cè)發(fā)側(cè)收和端發(fā)側(cè)收三種檢測(cè)方式下的波形，區(qū)分開地層結(jié)構(gòu)、錨桿底端與不密實(shí)砂漿段的反射波信號(hào)，根據(jù)波形特征與頻率特征綜合評(píng)價(jià)錨桿的長度與砂漿飽和度。根據(jù)已完成的無損檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合拉拔試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)檢測(cè)信號(hào)與錨固質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行比較分析，確定檢測(cè)等級(jí)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

（五）其他注意事項(xiàng)

錨桿外露端順直，無彎曲，斷面平整干凈；測(cè)量過程中避免噪聲的干擾；盡量準(zhǔn)確判定錨桿底部的反射波；采集信號(hào)應(yīng)具有良好的重復(fù)性，信號(hào)波形平滑，回歸基線；對(duì)錨桿灌漿體內(nèi)部的缺陷探測(cè)，包括裂隙、孔洞與蜂窩等，可通過聲時(shí)、波形、波幅、頻譜等參數(shù)進(jìn)行綜合判斷；將信號(hào)能量特征進(jìn)行綜合，從而較為可靠的對(duì)錨桿長度、錨固質(zhì)量進(jìn)行判斷。

結(jié)束語

在公路邊坡錨桿施工質(zhì)量的檢測(cè)中，采用聲頻應(yīng)力波反射法，不受時(shí)間與地點(diǎn)的限制，能夠比較全面的提供錨固狀況信，有利于督促錨固施工質(zhì)量的提升，同時(shí)在公路邊坡錨桿施工質(zhì)量的無損檢測(cè)中，我們也應(yīng)重視檢測(cè)中的一些檢測(cè)要點(diǎn)，從而提高檢測(cè)的精度，準(zhǔn)確的對(duì)錨桿施工質(zhì)量準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》GB50086-2001

[2]《水電水利工程物探規(guī)程》DL/T5010-2005

[3]劉文進(jìn).某高速公路邊坡錨桿施工質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)分析[J].科技致富向?qū)В?011，（35）

[4]胡帆，付炎，張敏等.邊坡錨桿質(zhì)量無損檢測(cè)技術(shù)淺析[J].湖南交通科技，2009，（3）

[5]李道欣.公路隧道支護(hù)質(zhì)量無損檢測(cè)技術(shù)研究[D].長安大學(xué)，2014.