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　　1引言

 

　　邊坡錨桿的施工質(zhì)量對工程安全運行尤為重要，邊坡支護工程中，常規(guī)錨桿拉拔力試驗不能完全保證錨桿的施工質(zhì)量滿足設(shè)計要求，實驗證明，對于高強螺紋錨桿，當(dāng)錨固長度達(dá)到錨桿直徑42倍時，握裹力不在隨錨桿長度的增加而增加，水電工程錨桿的長與直徑比達(dá)到了100～300，因此僅用抗拔力來檢驗施工質(zhì)量是不完整的。本工程采用錨桿無損檢測技術(shù)檢測錨桿的注漿密實度，相比傳統(tǒng)的錨桿抗拔力檢測，具有無損、便捷、準(zhǔn)確等特點，在工程中廣泛應(yīng)用，一些大型工程（如小浪底、三峽、水布埡、龍灘等）逐漸采用聲波反射無損檢測技術(shù)對工程的錨桿長度和錨固密實度進(jìn)行檢測，已達(dá)到有效控制錨桿錨固質(zhì)量的目的。本文通過模擬試驗和大量檢測數(shù)據(jù)分析對比，對無損檢測過程中幾個重要問題進(jìn)行探討研究，得出可供工程實踐的重要結(jié)論.

 

 

　　2.1基本原理

 

　　無損檢測技術(shù)是利用聲頻應(yīng)力波（簡稱聲波）快速檢測，在錨桿外漏的端頭，利用超磁震源激發(fā)高頻能量聲波或手錘敲擊，同時接收錨桿體內(nèi)的反射信息。利用聲波在受邊界條件約束的一維桿狀體內(nèi)傳播的運動學(xué)與動力學(xué)規(guī)律，尤其是對邊界條件變化產(chǎn)生的特征反射和桿體內(nèi)波動能量的衰減特征，進(jìn)行頻譜分析和能量衰減分析，快速檢測與分析錨桿長度、錨固狀態(tài)的檢測。

 

　　2.2試驗及其結(jié)果分析

 

　　為了確定錨桿無損檢測技術(shù)的可靠性，即無損檢測的密實度和錨桿長度與實際值誤差是否滿足質(zhì)量控制的要求，選取兩種類型錨桿（4.5m*Φ25、6m*Φ25）各三根，以相同的孔斜、水泥砂漿模擬現(xiàn)場施工工藝，將水泥砂漿注入Φ50*2.1mmPVC管中，然后插入錨桿現(xiàn)場養(yǎng)護，不同齡期進(jìn)行無損檢測，七天齡期剖管查看，對比分析無損檢測的可靠性。

 

　　7天齡期無損檢測與實際剖管結(jié)果對比分析，檢測出的密實度與實際值的誤差在-0.6%～+7.3%；長度絕對誤差小于9cm，相對誤差小于1.98%，其中4-1號錨桿外露長度過長0.60m，造成密實度誤差和長度誤差偏大。從試驗結(jié)果看，錨桿無損檢測值可靠性達(dá)實際值92.8%，滿足施工質(zhì)量控制要求。

 

　　通過對工地現(xiàn)場錨桿進(jìn)行抗拉拔力試驗（設(shè)計值20kN），當(dāng)力值達(dá)到60kN時，錨桿無位移滑動現(xiàn)象，通過無損檢測分析，飽滿度僅43.2%，因此，在工程質(zhì)量控制過程中，對錨桿飽滿度進(jìn)行無損檢測是必要的。

 

　　固結(jié)波速是錨桿錨固質(zhì)量的一個重要參數(shù)，根據(jù)公式，式中：C1，C2分別為錨桿

 

　　和錨固介質(zhì)在錨固狀態(tài)下的折算剛度（N/m），與二者粘結(jié)強度有關(guān)。根據(jù)上式可以看出在錨固體內(nèi)，固結(jié)波速介于桿體和錨固介質(zhì)的波速之間。鋼筋波速檢測值為=5155m/s，純砂漿波速為=3100-3400m/s，根據(jù)工地2d-40d檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，固結(jié)波速檢測范圍=4514-3344m/s，隨著砂漿齡期增長和邊坡沉降的穩(wěn)定，粘結(jié)強度和錨固質(zhì)量趨于最佳。模擬試驗中通過對砂漿齡期為2d～7d時錨桿的檢測，發(fā)現(xiàn)固結(jié)波速差異很小，=4339-4453m/s，平均值=4378m/s，基本處于鋼筋波速與錨固介質(zhì)波速中間。

 

　　4.桿底反射波形的確定

 

　　桿底反射的確定將直接影響錨桿的檢測長度，檢測過程中發(fā)現(xiàn)，錨桿注漿兩天后，錨固介質(zhì)和錨桿的粘結(jié)力較小，桿底反射信號明顯，隨著砂漿強度的增長，錨固介質(zhì)和錨桿的粘結(jié)強度趨于最佳，桿底反射信號變?nèi)?，如圖4-1。在錨固密實度比較高、巖體包阻抗較大、錨桿入巖較長，錨桿桿底反射的信號一般較弱，很難辨別，根據(jù)2d-7d不同砂漿齡期檢測波形對比，發(fā)現(xiàn)錨桿注漿2d-7d后進(jìn)行無損檢測，可以準(zhǔn)確判定桿底反射和缺陷反射。

 

 

　　檢測過程中發(fā)現(xiàn)外露長度超過0.35cm后，頻譜出現(xiàn)雙峰，檢測的波形頻譜和時域分析差異性較大，激震過程中外露端能聽見微弱余振，手握外露端頭有輕微震感，分析原因：錨桿外露長度過長，在受激振動后，外露鋼筋產(chǎn)生的余振與初始應(yīng)力波相互干涉，造成缺陷反射和桿底反射不明顯，影響波形分析。在檢測過程中，用手將外露桿體側(cè)壓后進(jìn)行激震采樣，波形分析過程中，將余振產(chǎn)生的峰值過濾，能減少余振的影響.

 

 

　　通過工程實體檢測過程中的大量數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)錨桿無損檢測過程中需要充分考慮注漿工藝，圍巖情況，錨桿方向及外露端質(zhì)量等方面對波形分析的影響，無損缺陷判別的理論分析是基于聲波在均勻介質(zhì)傳播過程中，對不同介質(zhì)產(chǎn)生的不同反射波而判別為缺陷，通過模擬試驗與實際檢測中對比得出，不同地質(zhì)條件對砂漿包裹錨桿的均質(zhì)性影響很大.通過以上分析，得出如下重要結(jié)論可應(yīng)用于指導(dǎo)工程實踐：

 

　　錨桿無損檢測可靠性能夠滿足工程實體質(zhì)量控制，實體檢測過程中，需要對圍巖類別、錨桿類別、注漿方向、注漿工藝等因素綜合考慮缺陷的判別，可提高分析的精度和避免缺陷誤判；

 

　　固結(jié)波速的確定，需要在不同圍巖條件下進(jìn)行試驗，確定各類圍巖條件下不同飽滿度的固結(jié)波速，用于錨桿長度的檢測；

 

　　錨桿無損檢測最好是在砂漿齡期兩天后進(jìn)行，如果齡期過長，錨桿桿底反射信號較難判別，影響錨桿長度的測定；

 

　　錨桿外露長度過長將影響檢測精度，檢測過程中可對過長部分采取切除、用手側(cè)壓的方式避免外露端余振干擾檢測波形.