巖土工程錨桿測試錨索 無損檢測 抗拔試驗

錨桿檢測簡介一、概述

1.1巖土錨固技術應用

錨桿，英文“Bolt”；“bolting（準確稱謂）”；“anchor(早期稱謂)”是當代煤礦當中巷道支護的最基本的組成部分,他將巷道的圍巖束縛在一起,使圍巖自身支護自身。現(xiàn)在錨桿不僅用于礦山，也用于工程技術中，對邊坡，隧道，壩體進行主動加固。巖土錨固技術是把一種受拉桿件埋入地層中，以提高巖土自身的強度和自穩(wěn)能力的一門工程技術；由于這種技術大大減輕結(jié)構(gòu)物的自重、節(jié)約工程材料并確保工程的安全和穩(wěn)定，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，因而目前在工程中得到極其廣泛的應用。巖土錨固的基本原理就是利用錨桿(索)周圍地層巖土的抗剪強度來傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力以保持地層開挖面的自身穩(wěn)定，由于錨桿錨索的使用，它可以提供作用于結(jié)構(gòu)物上以承受外荷的抗力；可以使錨固地層產(chǎn)生壓應力區(qū)并對加固地層起到加筋作用；可以增強地層的強度，改善地層的力學性能；可以使結(jié)構(gòu)與地層連鎖在一起，形成一種共同工作的符合體，使其能有效地承受拉力和剪力。在巖土錨固中通常將錨桿和錨索統(tǒng)稱為錨桿。

錨桿（錨索）使用量大——邊坡加固、隧道支護公路每年>10000km維系安全——特別是預應力錨索缺陷隱蔽性強——“定時炸彈”長度短缺灌漿不飽滿張拉不到位預應力損失銹蝕斷裂漿體開裂質(zhì)量重災區(qū)隱患高發(fā)區(qū)檢測難度大1.1.1技術背景1.1.2錨桿的主要破壞形式錨桿有3種主要破壞形式:①錨桿斷裂：抗拉承載力不足，錨桿斷裂除了受腐蝕的影響以外，還與插入錨孔前或使用中的機械損害有關；②預應力損失：影響錨桿預應力損失的因素，荷載在群錨中的重分布、過高的估計錨桿工作荷載、錨的一根或多根鋼絲或鋼絲束斷裂等；③實際荷載高于設計荷載：荷載超過設計荷載一般與群錨的荷載重分布有關。1.1.3錨桿&錨索的區(qū)別兩者只是量的區(qū)別，不是質(zhì)的區(qū)別，只是張拉介質(zhì)不同。錨索的受拉件是鋼絞線制作，錨桿是高強度精軋螺紋鋼筋為主鋼，通常錨索應用在大噸位錨固工程。 錨索的受拉筋是用鋼絞線制作，錨桿是用鋼筋或鋼管。通常錨索受力較大，還要加予應力，受力形式分錨固段和自由段，可以用作永久性錨固工程。錨索是錨桿的一種，土丁也是。 在國內(nèi)，一般情況下，錨索是需要施加預應力的，因此它是主動受力，多應用于已出現(xiàn)變形或?qū)ψ冃我髧栏竦墓こ滩课唬诲^桿則一般不施加預應力（有時也會施加很小的預應力），因此它是被動受力，只有當被錨固巖土體發(fā)生一定變形時它才發(fā)揮錨固力。此外，錨索長度一般在20－50米，錨桿則不到20米。在國際上，錨索只是錨桿的一種類型。1.2錨桿(索)的結(jié)構(gòu)錨桿是一種將拉力傳至穩(wěn)定巖層或土層的結(jié)構(gòu)體系，主要由錨頭、自由段和錨固段組成，如圖6.1所示。(1)錨頭：錨桿外端用于錨固或鎖定錨桿拉力的部件，由墊墩、墊板、錨具、保護帽和外端錨筋組成。(2)錨固段：錨桿遠端將拉力傳遞給穩(wěn)定地層的部分錨固深度和長度應按照實際情況計算獲取，要求能夠承受最大設計拉力。1-臺座；2-錨具；3-承壓板；4-支擋結(jié)構(gòu)；5-鉆孔；6-自由隔離層；7-鋼筋；8-注漿體；Lf-自由段長度；La-錨固段長度(3)自由段：將錨頭拉力傳至錨固段的中間區(qū)段，由錨拉筋、防腐構(gòu)造和注漿體組成。(4)錨桿配件：為了保證錨桿受力合理、施工方便而設置的部件，如定位支架、導向帽、架線環(huán)、束線環(huán)、注漿塞等。1-臺坐；2-錨具；3-承壓板；4-支檔結(jié)構(gòu)；5-自由隔離層；6-鉆孔；7-對中支架；8-隔離架；9-鋼絞線；l0-架線環(huán)；ll-注槳體；12-導向帽；Lr-自由段；La-錨固段1.3錨桿(索)的分類按錨固形態(tài)分：圓柱形錨桿端部擴大型錨桿(索)連續(xù)球型錨桿(索)圓柱形錨桿錨桿的承載力主要要依靠錨固體與周周圍巖土介質(zhì)間的的粘結(jié)摩阻強度提提供。該類錨桿適用于各各類巖石和較堅硬硬的土層，一般不不在軟弱粘土層中中應用，因軟粘土土層中的粘結(jié)摩阻阻強度較低，很難難滿足設計抗拔力力的要求。1-臺座2-錨錨具3-承壓板板4-支擋結(jié)構(gòu)構(gòu)5-鉆孔6-自由隔離層7-鋼筋8-注漿體Lf-自自由段長度La-錨固段長度端部擴大型錨桿(索)錨桿的承載力主要要依靠錨固體與周周圍巖土介質(zhì)間的的粘結(jié)摩阻強度和和擴大頭處的端承承強度共同提供。。該類錨桿適用于粘粘土等軟弱土層、、因比鄰地界限制制土錨長度不宜過過長的土層。1-臺座2-錨具3-承承壓板4-支支擋結(jié)構(gòu)5-鉆孔6-自由隔離層7-鋼筋8-注漿體9-端部擴大體Lf-自由段長度La-錨固段長度連續(xù)球型錨桿(索)錨桿的承載力主要要依靠錨固體與周周圍巖土介質(zhì)間的的粘結(jié)摩阻強度提提供。該類錨桿適用于淤淤泥、淤泥質(zhì)粘土土等極軟土層、或或?qū)﹀^固力有較高高要求的土層。1-臺座2-錨具3-承承壓板4-支擋結(jié)構(gòu)5-鉆孔6-自由隔離層7-止?jié){密封設備備8-鋼筋9-注漿體10-錨固體Lf-自由段長度La-錨固段長度1、錨桿與鋼筋混混凝土樁聯(lián)合使用用構(gòu)成鋼筋混凝土排排樁式錨桿擋墻，，排樁可以是鉆孔孔樁、挖孔樁或混混凝土樁，錨桿可可以是預應力或非非預應力錨桿。1.3錨桿(索)與其他支擋擋結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用2、錨桿與鋼筋混混凝土格架聯(lián)合使使用形成鋼筋混凝土格格架式錨桿擋墻，，錨桿錨點設在格格架結(jié)點上，錨桿桿可以是預應力錨錨桿(索)或非預預應力錨桿(索)。3、錨桿與鋼筋混混凝土板肋聯(lián)合使使用形成鋼筋混凝土板板肋式錨桿擋墻，，這種結(jié)構(gòu)主要用用于直立開挖的巖巖石邊坡或土質(zhì)邊邊坡支護。4、錨桿與鋼筋混混凝土板肋、錨定定板聯(lián)合使用形成錨定板擋墻。。這種結(jié)構(gòu)主要用用于填方形成的直直立土質(zhì)邊坡。二、錨桿的檢測(1)拉拔試驗—規(guī)范中采用的方法法(2)儀器監(jiān)測（包括無無損檢測）2.1錨桿桿拉拔力監(jiān)控量測測監(jiān)控量測的目的：：錨桿抗拔力是指錨錨桿能承受的最大大拉力，它是錨桿桿材料、加工與施施工安裝質(zhì)量優(yōu)劣劣的綜合反映。錨桿抗拔力的大小小直接影響著錨桿桿的作用效果，如如果抗拔力不足，，會使錨桿起不到到錨固圍巖的作用用，所以錨桿抗拔拔力的量測是檢驗驗錨桿質(zhì)量的一項項基本內(nèi)容，是新新奧法監(jiān)控量測項項目的必測項目。。其量測項目如下：：①測定錨桿的錨錨固力是否大小設設計要求②檢查錨桿安裝裝質(zhì)量2.2.1試驗依據(jù)《建筑地基基礎設計計規(guī)范GB50007-2002》《建筑邊坡工程技術術規(guī)范GB

50330-2002》2.2抗抗拔試驗驗2.2.2試驗目的錨桿拉拔力力試驗的目目的是判定定巷道圍巖巖的可錨性性、評價錨錨桿、樹脂脂、圍巖錨錨固系統(tǒng)的的性能和錨錨桿的錨固固力。試驗驗必須在現(xiàn)現(xiàn)場進行。。2.2.3錨桿質(zhì)量⑴抗拉強度錨桿在工作作時主要承承受拉力，，所以檢查查材質(zhì)時首首先應檢測測其抗拉強強度。方法法是從原材材料中或成成品錨桿上上截取試樣樣；在拉力力試驗機上上拉伸，檢檢測材料的的力學特性性，確定是是否滿足工工程要求⑵桿體規(guī)格錨桿桿體的的直徑必須須與設計相相符，可用用卡尺或直直尺測量。。此外還應應注意觀察察桿徑是否否均勻，一一致若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)錨桿直徑徑明顯忽粗粗忽細，則則應棄之不不用2.2.4錨桿拉拔力力測試⑴錨桿拉拔力力指錨桿能能承受的最最大拉力它它是錨桿材材料、加工工和施工安安裝質(zhì)量的的綜合反映映，是錨桿桿質(zhì)量檢測測的一項基基本內(nèi)容。。⑵拉拔試驗在在錨桿安裝裝后0.5h～4.0h進行行。時間過過短影響錨錨固劑固化化后的強度度，時間過過長則因巷巷道圍巖發(fā)發(fā)生變形影影響測量結(jié)結(jié)果。Ⅴ、拉拔設備⑴中空千斤頂頂⑵手動油壓泵泵⑶油壓表⑷千分表壓力-拉力換算表壓力表（MPa）12345678910拉力（kN）3.87.611.415.21922.826.630.434.238壓力表（MPa）11121314151617181920拉力（kN）41.845.649.453.25760.864.468.472.276壓力表（MPa）21222324252627282930拉力（kN）79.883.687.491.29598.8102.6106.4110.2114壓力表（MPa）31323334353637383940拉力（kN）117.8121.6125.4129.2133136.8140.6144.4148.2152壓力表（MPa）41424344454647484950拉力（kN）155.8159.6163.4167.2171174.8178.6182.4186.2190壓力表（MPa）51525354555657585960拉力（kN）193.8197.6201.4205.2209212.8216.6220.4224.2228壓力表（MPa）61626364656667686970拉力（kN）231.8235.6239.4243.2247250.8254.6258.4262.2266壓力表（MPa）71727374757677787980拉力（kN）269.8273.6277.4281.2285288.8292.6296.4300.2304測量方法操作程序：：1）把錨桿測測力計接頭頭擰到錨桿桿末端，再再套上拉力力缸，使活活塞端向外外，然后擰擰緊螺母。。2）上下?lián)u動動手壓泵手手柄，用力力要均勻，，不要用力力過猛；當當壓力表上上的讀數(shù)達達到所要求求的數(shù)據(jù)后后，停止搖搖動手柄。。3）手壓泵必必須擺成水水平位置工工作，檢測測完畢，卸卸壓，收好好儀器。試驗要求:(1)、錨桿：Φ16mm左旋無縱筋筋等強螺紋紋鋼錨桿，，抗拔力大大于40KN。(2)、Φ18mm左旋無縱筋筋等強螺紋紋鋼錨桿，，抗拔力大大于60KN。(3)、Φ22mm左旋無縱筋筋等強螺紋紋鋼錨桿，，抗拔力大大于100KN。2.2.5錨桿拉拔測測試要求⑴每安安裝300根錨桿至至少隨機抽抽樣一組（（3根），，設計變更更或材料變變更時另做做一組拉拔拔力測試。。⑵同組組錨桿錨固固力或拉拔拔力的平均均值，應大大于或等于于設計值。。⑶同組組單根錨桿桿的錨固力力或拉拔力力，不得低低于設計值值的90﹪﹪.⑷試驗驗的終止加加載條件：：當試驗出現(xiàn)現(xiàn)下列情況況之一時，，即可終止止加載：1）錨桿桿拔升量持持續(xù)增長，，且在1小小時時間范范圍內(nèi)未出出現(xiàn)穩(wěn)定的的跡象；2）新增增加的上拔拔力無法施施加，或者者施加后無無法使上拔拔力保持穩(wěn)穩(wěn)定；3）錨桿桿的鋼筋已已被拔斷，，或者錨桿桿錨筋被拔拔出。4）驗收收試驗，累累計加載量量等于或超超過設計荷荷載的2倍倍2.2.6注意意事項1．安裝拉拉拔設備時時，應使千千斤頂與錨錨桿同心，，避免偏心心受拉。2.

加載載應勻速，，一般以10KN／／min的的速率增加加。3．如無特特殊需要，，可不作破破壞性試驗驗，拉拔到到設計拉力力即停止加加載。用中中空千斤頂頂進行錨桿桿拉拔力試試驗，一般般都要求做做破壞性試試驗，測取取錨桿的最最大承載力力。一方面面檢驗錨桿桿施工質(zhì)量量，另一方方面為調(diào)整整設計參數(shù)數(shù)提供依據(jù)據(jù)。4．千斤頂應固固定牢靠，并并有必要的安安全保護措施施。特別是試試驗時操作人人員要避開錨錨桿的軸線延延長線方向，，在錨桿的側(cè)側(cè)向并遠離錨錨桿尾部的位位置上加壓讀讀數(shù)；側(cè)位移移時停止加壓壓。2.3無無損檢測技術術

2.3.1無無損檢測技術術的原理在錨桿(錨索)外露端激發(fā)應應力波，應力力波沿錨桿(錨索)傳播，傳播至至底端時，孔孔底監(jiān)測器的的反射體將應應力波全部反反射為為此，可可在錨桿(錨索)底端安裝孔底底監(jiān)測器，準準確判斷錨桿桿(錨索)底端，并增強強反射率，提提高錨桿(錨索)檢測準確性。。2.3.2主主要步驟