錨桿質量檢測

1、“巖土工程測試方法”課程小作業(yè)錨桿質量檢測課 程:巖土工程測試方法任課老師:周仲華年 級:2010級專 業(yè):巖土工程姓 名:辛明靜錨桿質量檢測一. 概述錨桿錨固質量的兩個主要指標是錨固力和錨固狀態(tài)。錨固力是指錨桿錨固部分與巖體的結合力,錨固力愈大錨桿作用愈可靠,錨固效果愈好,其大小用拉拔試驗測試,同一根錨桿測得的最大抗拉拔力即錨固力。錨固狀態(tài)是指錨桿施工后的錨固段長度、自由段長度、密實度和施工缺陷等,其中由于材料、施工、地質條件等因素的影響,錨固結構系統(tǒng)在施工和使用過程中必然存在許多缺陷,對于錨桿錨固系統(tǒng),主要缺陷有:1筋材本身缺陷,如材質不均勻,存在裂縫、孔洞,桿體銹蝕等;2膠結體缺陷,如砂

2、漿密實度不夠,內部有孔洞、裂隙、“蜂窩”等;3膠結體與筋材、圍巖的粘結不好。另外,還包括地質界面、軟弱地層對錨固質量的影響。所以,錨桿的質量檢測對評價錨固質量是必不可少的。傳統(tǒng)的錨桿錨固質量的檢測,主要有兩種:1對錨桿荷載變化進行長期或短期觀測,可采用按機械、液壓、振動、電氣和光彈原理制作的各種不同類型的測力計。但這些測力計一般需要預埋,受電磁場干擾大,在潮濕、溫差大的條件下靈敏度大大降低更不能適應在偏載和爆破震動、坍落巖石的沖擊下長期正常工作。2對錨桿進行抗拔試驗,通過抗拔試驗得到荷載-位移曲線來確定錨桿的抗拔承載力,并間接分析錨桿的錨固質量。這種方法的缺陷是:a.它是一種破壞性的檢測方法;

3、b.抽檢的樣本數十分有限,難免以偏概全;c.不能對錨桿的錨固質量作充分的肯定(因當錨固的水泥砂漿長度大于鋼制錨桿直徑的40倍或少數石子卡死錨桿時,即使拉拔到錨桿桿體頸縮也不會使錨固力喪失,這種假象可能會使測試工作得出錯誤的結論;d.不能檢測錨桿的實際長度。鑒于上述原因,無損探傷技術進入了錨固質量檢測系統(tǒng),形成了錨桿質量無損檢測技術,其主要包括聲波反射法和應力波反射法,同時還有在此基礎上發(fā)展起來的彈性應力波法、小應變法、動測法、聲頻應力波法、超聲導波法等。在錨桿無損檢測的理論和工程應用方面有許多單位和個人做了大量的研究工作,極大的推動了我國巖土錨固工程和工程質量無損檢測技術的發(fā)展,但是錨桿無損檢

4、測是一項很復雜的系統(tǒng)工程,無論在理論上還是實踐中都還存在很多的問題需要繼續(xù)研究。二. 研究現(xiàn)狀國外錨桿錨固質量無損檢測的研究工作最早始于1987年,瑞典提出用超聲波能量損耗的原理來檢測錨桿灌注質量,并由Geodynamik公司據此于1990年推出了錨桿質量檢Boltometer(見圖1。此方法的原理為:當錨桿與巖石錨固質量很好時,超聲波的能量基本都被散射,只有極小的反射信號甚至沒有反射信號;而當錨固質量較差時,則會產生明顯的反射信號。檢測范圍隨灌漿材料不同而變化:當灌漿材料為水灰比0.5的水泥砂漿時,檢測長度可達到5m;當材料為水灰比0. 28的水泥砂漿時,檢測長度僅達1m;當灌漿材料為環(huán)氧樹

5、脂或熱塑性塑料時,檢測長度也僅為1m。但該檢測方法存在檢測時要求激發(fā)條件非?？量?必須保證安放傳感器的錨桿端部平整、無法檢測錨桿長度等缺點。檢測結果也只能推斷錨桿的相對抗拔力,不能對錨桿錨固質量的完整性進行評價。此外,這種方法最大的問題就是將無反射信號作為評判錨固質量好的標準,而沒有考慮握裹層與錨桿界面結合狀態(tài)、錨桿終端角度等因素而引起的反射信號較小帶來的影響。90年代,美國礦業(yè)管理局開發(fā)出能檢測錨桿應變和延伸率的超聲波儀器,但它無法評價錨桿的施工質量。I.Vrkljan等人提出利用錨桿的頻率響應決定錨固質量。他們采用錘擊錨桿頂部,利用加速度儀測量錨桿軸向反射信號,目的為建立錨桿主頻與錨固質量

6、之間的關系。這種方法存在很大的局限性,它要求水泥砂漿必須緊靠錨桿端部,并且這種方法無法測量錨桿的長度。Queensland大學礦物研究中心宣稱可以基于頻率響應函數的方法測定錨桿的錨固質量和錨桿的長度,并且研制了一套檢測設備(見圖2。但是并沒有相關文獻加以詳細說明。M.D.Beard等首次將超聲導波引入到錨桿錨固質量檢測中,他提出可以采用導波的多個軸對稱模態(tài)進行組合對錨桿的錨固質量進行檢測,分析了握裹層彈性模量、巖體彈性模量、界面條件等因素對導波的相速度頻散曲線、衰減頻散曲線和能量頻散曲線的影響,并且做了室內模型試驗和現(xiàn)場試驗,從而論證了采用軸對稱模態(tài)導波檢測錨桿錨固質量的可行性。但他只是對此做

7、出了定性的分析,沒有建立檢測信號與錨固質量的相關關系。 圖1 Boltom eter錨桿檢測儀 圖2 Queensland大學研制的錨桿檢測儀由于大規(guī)模的錨桿錨固巖土工程的處理技術工作在我國近幾年才開始進行,其錨固質量檢測驗收工作仍處于初步階段。目前,在傳統(tǒng)的錨桿錨固質量檢測中,檢測的是錨桿的抗拉力,所使用的儀器是錨桿拉力計或扭力矩扳手。如,兗礦集團東宇選礦設備公司生產的MLC型錨桿測力儀,為便攜式數字測力儀器。這種新型錨桿預緊力測試儀由螺母套筒、扭力傳感器、扳手、液晶顯示器、電源開關、峰值保持系統(tǒng)、儀表本體等組成。通過動摩擦扭緊力矩來控制錨桿預緊軸向力的大小。扭緊力矩則是利用應變扭力傳感器來

8、檢測的。除此之外,國內的研究主要集中在利用應力體波檢測錨桿錨固質量。鐵道部科學研究院鐵建所的鐘世航教授于1992年提出用聲波能量對比的方法,使用機械撞擊的激發(fā)方式和水作耦合劑耦合接收傳感器的手段來研究錨桿的握裹水泥砂漿灌注的飽和度與反射振幅的關系,并研制了TM-1錨桿質量檢測儀樣機。該儀器分析功能簡單,用機械撞擊的激發(fā)方式使激發(fā)的能量具有很大隨機性,信號不夠穩(wěn)定,一直無法完善成正式產品。淮南礦業(yè)學院的王鶴齡等人研究了錨桿桿體內應力波的傳播規(guī)律和不同邊界條件約束下波的反射特征,利用波動方程反演錨桿邊界條件的方法,得出了波動能量隨有效錨固長度的增大呈指數規(guī)律衰減的特征,并且研制了由微電腦控制的防爆

9、型MJ-1型錨桿檢測儀與設備。但結果不僅與TM-1錨桿質量檢測儀存在同樣的缺陷和局限性,而且由于種種原因,沒有進一步發(fā)展下去。武漢長盛工程檢測技術開發(fā)有限公司研制一套JL-MG錨桿質量檢測儀(見圖3,把信號的能量特征與相位特征相結合,從而對錨桿長度及錨固狀態(tài)做出判斷。但必須與已知長度的參考錨桿進行對比,并且對于所用的錨桿類型和巖石條件進行對比試驗,才能對試驗結果做出解釋。其存在著與瑞典的產品相同的缺點,即只能確定錨桿的相對錨固質量。 圖3 JL-MG錨桿質量檢測儀重慶大學許明等在室內模型試驗的基礎上探討了錨桿的錨固及失效機理,就聲波的波速和振幅特性和決定巖體穩(wěn)定性的一系列因素的關系進行了分析,

10、采用神經網絡與灰色系統(tǒng)理論來預測錨桿承載力。同時,他也指出,目前這種方法在某些方面(如難于探測波阻抗?jié)u進的變化、錨頭和錨桿尾部附近出現(xiàn)的缺陷以及多缺陷識別等存在一定的困難。近年來發(fā)展出了一種能夠進行快速、長距離、大范圍、相對低成本的無損檢測方法,即超聲導波檢測法。超聲導波技術具有突出的優(yōu)點。導波由于其本身的特性(沿傳播路徑衰減很小,故可以沿檢測方向傳播非常遠的距離。接收信號能夠包含有關發(fā)射和接收兩點間結構整體性的信息,這樣就可以檢測構件整個波傳播截面的缺陷,同時導波具有多個不同的傳播模態(tài),這些模態(tài)對不同形式的缺陷具有不同的靈敏度。利用超聲導波進行檢測具有快速、可靠、經濟且無損構件的優(yōu)點,是無損

11、檢測新興的和前沿的一個發(fā)展方向。目前在這一方面研究較深的是北京工業(yè)大學何存富、吳斌教授。進行巖土工程中錨桿檢測技術的研究,將錨固體聲學特性與力學特性聯(lián)系起來,不僅需要進一步完善相關土體波動力學理論,而且需要將巖土工程、波動力學以及機電測試技術等多種學科結合起來,才可使錨桿檢測技術逐步進入定量化工程應用階段。它將為邊坡工程、地下工程等施工過程以及后續(xù)管理中的質量監(jiān)測、穩(wěn)定性評價等方面的應用提供可參考的理論依據。因而進行更為先進的巖土工程錨桿檢測技術的研究不僅具有理論上的學術價值,而且具有廣泛的工程適用價值。三. 拉拔試驗錨桿拉拔試驗屬于傳統(tǒng)的錨桿錨固質量靜力法檢測。進行拉拔試驗時,將液壓千斤頂放

12、在托板和螺母之間,擰緊螺母,施加一定的預應力,然后用手動液壓泵加壓,同時記錄液壓表和位移計上的對應讀數。當壓力或者位移讀數達到預定值時,或者當壓力計讀數下降而位移計讀數迅速增大時,停止加壓。測試后,可整理出錨桿的荷載一位移曲線,進而分析得出錨桿的錨固質量。 根據試驗目的不同可將錨桿拉拔試驗分為基本試驗、驗收試驗和蠕變試驗?；驹囼灥哪康氖菫榱舜_定錨桿的極限承載力,掌握錨桿抗破壞的安全程度,以便在正式使用錨桿前調整錨桿機構參數或改進錨桿的制作工藝。驗收試驗旨在確定錨桿是否具備足夠的承載力、自由段程度是否滿足要求、錨桿蠕變在規(guī)定范圍內是否穩(wěn)定。對于塑性指數大于17的軟土層和蠕變明顯的巖體中的錨桿應

13、進行蠕變試驗,以觀察錨桿在一定荷載下隨時間的蠕變特性。錨桿測力計是進行拉拔試驗和對錨桿施加預應力的主要工具,由于錨桿的錨固力不大,一般可使用錨桿測力計對錨桿施加預應力。按實測儀器工作原理不同,可將錨桿測力計區(qū)分為機械式、液壓式、電子式、光彈式和振弦式等。其中,機械式錨桿測力計由鋼襯墊或鋼彈簧的彈性變形來量測錨桿軸向力大小,盡管它的量測范圍較小,但十分堅固耐用。液壓式錨桿測力計具有體積小、重量輕、容易制造等優(yōu)點,特別是壓力值可由壓力表直接讀出,也可將油壓轉變?yōu)殡娦盘栞敵觥９鈴検藉^桿測力計具有精度高、使用方便、價格低廉等優(yōu)點,而且不易受外部環(huán)境干擾。振弦式錨桿測力計的主要優(yōu)點是測量精度高、穩(wěn)定性好

14、,特別適用于地下工程的惡劣環(huán)境。目前國內常用的錨桿測力計主要有ML型錨桿拉力計、ZY型系列錨桿拉力計。(1試驗設備一般可使用單千斤頂加載法或雙千斤頂加載法施加荷載。單千斤頂加載法使用一個張拉千斤頂和油泵在錨桿外端施加拉力。雙千斤頂加載法采用兩個液壓千斤頂作為支點,其上架設鋼梁,錨桿通過螺帽和鋼板固定在鋼梁上構成加載系統(tǒng)施加拉力。當試驗錨桿位于斜坡上或坑壁上時,加載系統(tǒng)下一般應搭設支架。露出鉆孔外端的錨桿至少用兩個百分表(左右各一個或撓度計量測在各個不同拉力下的錨桿位移量。雙千斤頂加載裝置的布置如圖4。(2試驗方法灌漿錨桿的現(xiàn)場試驗須等砂漿達到80%以上的設計強度后才能進行。試驗前應平整場地,做

15、好支座及千斤頂的安裝工作并架好基準系統(tǒng)。試驗方法一般有兩種:循環(huán)加載法和分級加載法,可根據設計意圖和規(guī)范的規(guī)定選擇。地基規(guī)范將錨桿抗拔試驗分為基本試驗和驗收試驗,分別采用不同的試驗方法;同時對巖層中的錨桿抗拔試驗又專門作了規(guī)定。 a正面b側面圖4 雙千斤頂加載裝置的布置1任何一種新型錨桿或已有錨桿用于未曾應用過的土層時,必須進行基本試驗;2基本試驗錨桿不應少于3根,用作基本試驗的錨桿參數、材料及施工工藝必須和工程錨桿相同;3最大試驗荷載(Qmax不應超過鋼絲、鋼絞線、鋼筋強度標準值(A·f plk的0.8倍;4錨桿基本試驗加荷等級與測讀錨頭位移應遵守下列規(guī)定:.采用循環(huán)加荷,初始荷載

16、宜取A·f plk的0.1倍,每級加荷增量宜取A·f plk的1/101/15;.巖層、砂質土、硬粘土中錨桿加荷等級與觀測時間見表1;.在每級加荷等級觀測時間內,測讀錨頭位移不應少于3次;.在每級加荷等級觀測時間內,錨頭位移增量不大于0.1mm時,可施加下一級荷載,否則要延長觀測時間,直至錨頭位移增量2.0h小于2.0mm時,再施加下一級荷載。表1 巖層、砂質土、硬粘土中錨桿基本試驗加荷等級與觀測時間初始荷載 - - - 10 - - -第一循環(huán) 10 - - 30 - - 10第二循環(huán) 10 20 30 40 30 20 10 加荷增量第三循環(huán) 10 30 40 50 4

17、0 30 10 (A·f plk第四循環(huán) 10 30 50 60 50 30 10第五循環(huán) 10 30 50 70 50 30 10第六循環(huán) 10 30 60 80 60 30 10 觀測時間/min 5 5 5 10 5 5 55軟土中錨桿基本試驗加荷等級與測定錨頭位移應遵守下列規(guī)定:.初始荷載宜取A·f plk的0.1倍,每級加荷增量宜取A·f plk的1/101/15。加荷等級為A·f plk 的0.5和0.7倍時,采用循環(huán)加載。循環(huán)加荷分級與觀測時間同表1;.對錨桿各加荷等級的觀測時間見表2;表2 淤泥及淤泥質土中錨桿基本試驗各加荷等級的觀測時間

18、加荷增量初始荷載 第一級 第二級 第三級 第四級 第五級 第六級 (A·f plk 10 30 40 50 60 70 80觀測時間/min 15 15 15 30 120 30 120.在每級加荷等級觀測時間內,測讀錨頭位移不少于3次;.荷載等級小于A·f plk的50%時每分鐘加荷不宜大于20kN,荷載等級大于A·f plk的50%時每分鐘加荷不宜大于10kN;.當加荷等級為A·f plk的0.6和0.8倍時,錨頭位移增量在觀測時間2h內小于2.0mm,才能施加下一級荷載。6錨桿破壞標準:.后一級荷載產生的錨頭位移增量達到或超過前一級荷載產生位移增量

19、的2倍;.錨頭總位移不收斂;.錨頭總位移超過設計允許位移值。7試驗報告應繪制錨桿荷載位移(Q-s曲線,錨桿荷載彈性位移(Q-se曲線,錨桿荷載塑性位移(Q-sp曲線;8基本試驗所得的總彈性位移應超過自由段長度理論彈性伸長的80%,且小于自由段長度與1/2錨固段長度之和的理論彈性伸長;9錨桿的極限承載力為錨桿破壞前一級荷載的95%。(2驗收試驗要點:1驗收試驗錨桿的數量不宜少于工程錨桿總數的5%,且不得少于3根;2最大試驗荷載為錨桿軸向拉力設計值的1.2倍且不應超過預應力筋A·f plk值的0.8倍;3驗收試驗對錨桿施加荷載與測讀錨頭位移應遵守以下規(guī)定:.初始荷載宜取錨桿設計軸向拉力值

20、的0.1倍;.加荷等級與各等級荷載觀測時間應滿足表3中的規(guī)定:表3 驗收試驗錨桿的加荷等級與觀測時間加 荷 等 級 觀測時間/minQ1=0.10Nl 5Q2=0.25Nl 5Q3=0.50Nl 5Q4=0.75Nl 10Q5=1.00Nl 10Q6=1.20Nl 15.每級加荷等級觀測時間內,測讀錨頭位移不應少于3次;.最大試驗荷載觀測15min后,卸荷至0.1Nl量測位移;然后加荷至鎖定荷載鎖定。4試驗結果繪制成錨桿驗收試驗圖。錨桿驗收標準:.驗收試驗所得的總彈性位移應超過自由段長度理論彈性伸長的80%,且小于自由段長度與1/2錨固段長度之和的理論彈性伸長;.在最大試驗荷載作用下,錨頭位移

21、趨于穩(wěn)定。4.地基規(guī)范對于巖土錨桿抗拔試驗的規(guī)定:(1在同一場地同一巖層中的錨桿,試驗數不得少于總錨桿的5%,且不應少于6根。試驗結果的極差不得大于平均值的30%。如果超越過此限值時,應加大錨桿的試驗數量。(2試驗采用分級加載制。荷載分級不得少于8級。試驗的最后加載量不應少于錨桿承載力設計值的2倍。(3每級荷載施加完畢后,應立即測讀位移量,以后每間隔5min測讀一次。連續(xù)4次測讀出的錨桿拔升值均小于0.0lmm時,認為在該組荷載下的位移己達到穩(wěn)定狀態(tài),可繼續(xù)施加下一級上拔荷載。(4當出現(xiàn)下列情況之一時,即可終止錨桿的上拔試驗:1錨桿拔升量持續(xù)增長,且在lh時間范圍內未出現(xiàn)穩(wěn)定的跡象時;2新增加

22、的上拔力無法施加,或者施加后無法使上拔力保持穩(wěn)定時;3錨桿的鋼筋己被拔斷,或者錨桿或錨筋被拔出時。(5符合上述終止條件的前一級拔升荷載,即該錨桿的極限抗拔力試驗值。計算出錨桿的極限抗拔力平均值。錨桿抗拔力標準值應根據統(tǒng)計分析后得出。(6試驗錨桿鉆孔時,應利用鉆孔取出的巖芯加工成標準試件,迸行巖石的天然濕度條件下的單軸加壓試驗,每根試驗錨桿的試樣數,不得少于3個。(7試驗結束后,必須對錨桿試驗現(xiàn)場的破壞情況進行詳盡的描述和拍攝照片。 5. 需要注意的問題(1應注意反力支點位置的確定。支點位置的確定是一個重要的問題,因為支點位置過小有可能影響錨桿周圍的應力場,從而得出不真實的錨桿抗拔力;而支點位置

23、過大則給試驗造成困難。遺憾的是規(guī)范中對此并未做出明確的規(guī)定。在現(xiàn)場實測工作中可以考慮以相鄰錨桿間距的2倍作為反力梁兩個支點的中心距離。(2在實際工程中,錨桿總是以群錨的形式工作的。只是在比較苛刻的條件下才能以單錨承載力的簡單集合來衡量群錨的承載力。而在檢測工作中能做到的只是對單錨承載力的評判。如何由單錨承載力換算得到實際需要的群錨承載力,或者由單錨的檢測結果推論錨固工程的合格性,這已經不是單由檢測工作就能確定的任務了。在這一點上,錨桿檢測與樁基檢測是類似的,然而問題要更突出。四、 無損檢測(一、聲波反射法聲波反射法檢測錨桿長度的理論依據是波在桿中傳播的運動學特性;檢測砂漿飽和度的理論依據是波在

24、桿中傳播的動力學特性。具體做法是在錨桿頂端施加一瞬態(tài)激振力,由布設在錨桿頂端的一個傳感器接收反射信號,通過對所接收的反射信號進行時域、頻域分析,以獲得錨桿的有效錨固長度、砂漿飽和度、工作荷載、極限承載能力等參數,并據此對錨桿的錨固質量進行評價。(1 桿長檢測原理在由錨桿、粘結劑、圍巖三者組成的錨固體系中,錨桿與粘結劑形成復合桿件。由于錨桿波阻抗與圍巖的波阻抗有所差異,桿底存在波阻抗界面,桿端激發(fā)的應力波到達桿底后將產生反射,桿底反射應力波將被安裝在桿端的傳感器所接收,通過分析計算桿底反射波信號,可以檢測錨桿的長度。同樣,桿中缺陷反射波信號也如此。(2 注漿密實度檢測原理若桿中存在注漿不密實段,

25、則復合桿件的截面積及波阻抗發(fā)生變化,在波阻抗差異界面將產生反射應力波,桿中反射應力波的相對能量強度與注漿密實度差異程度有關;一般密實度越差,反射波的能量越強,衰減越慢;不密實區(qū)段越多,則波阻抗界面越多,反射應力波越多。由上述分析建立錨桿端頭的反射應力波能量、能流與錨桿的注漿密實度之間關系,從而分析注漿密實度。桿長檢測原理和注漿密實度檢測原理是應用聲波反射法檢驗錨桿錨固質量的理論依據,基于此,可以獲知錨固體系的基本情況,確定錨固質量的優(yōu)劣。(1錨桿聲波反射法檢測理論模型為一維彈性桿件,依據一維彈性桿件應力波的傳播規(guī)律,桿體與周圍介質的波阻抗差異越大,與理論模型越接近。因此,錨桿桿體聲波縱波速度宜

26、大于圍巖和粘結物的聲波縱波速度。(2錨桿桿體的直徑發(fā)生變化或直徑較小時,檢測信號較復雜,可能會影響桿體長度與密實度檢測的準確性與可靠性。因此,錨桿桿體直徑宜均勻,且不小于14mm。 (3連接部位會產生反射波信號,容易與缺陷、桿底反射相混淆,因此,施工方應提供詳細的錨桿連接資料。(4錨桿端頭應外露,外露桿體應與內錨桿體呈直線,但外露段不宜過長,因為外露段過長,當環(huán)境存在振動或激振力過大時會導致桿端自振,產生干擾,影響有效信號的識別、判斷及桿系反射波能量分析。如外露段長度有特殊要求,應進行相同類型的錨桿試驗。采用多根桿體連接而成的錨桿,施工方應提供詳細的錨桿連接資料。(5錨桿外露端面應平整,便于激

27、振器激振和接收傳感器的安裝,且保證激振信號和接收信號的質量。宜使用端發(fā)端收或端發(fā)側收方式。接收傳感器安裝宜符合下列要求:接收傳感器使用強磁或其它方式固定,傳感器軸心與錨桿桿軸線平行。安裝有托板的錨桿,接收傳感器不應直接安裝在托板上。激振器激振宜符合下列要求:應采用瞬態(tài)激振方式,激振器激振點與錨桿桿頭應充分、緊密接觸;應通過現(xiàn)場試驗選擇合適的激振方式和適度的沖擊力;激振器激振時應避免觸及接收傳感器;實芯錨桿的激振點宜選擇在桿頭靠近中心位置,保持激振器的軸線與錨桿桿軸線基本重中空式錨桿的激振點宜緊貼在靠近接收傳感器一側的環(huán)狀管壁上,保持激振器的軸線與桿軸線平行;激振點不宜在托板上。(6 錨桿記錄編

28、號應與錨桿圖紙編號一致。時域信號記錄長度、采樣率應根據桿長、桿系波速及頻域分辨率合理設置。同一工程相同規(guī)格的錨桿,檢測時宜設置相同的儀器參數。錨桿桿體波速應通過所檢測工程錨桿同樣材質、直徑的自由桿測試取得,錨桿桿系波速應采用錨桿模擬試驗結果或類似工程錨桿的波速值。上述基本規(guī)定是聲波反射法獲得高質量檢測效果的基本保證,在進行檢測工作時要按照規(guī)定執(zhí)行。(1錨桿桿體長度計算1錨桿桿底反射信號識別可采用時域反射波法、幅頻域頻差法等。2桿底反射波與桿端入射首波波峰間的時間差即為桿底反射時差,若有多次桿底反射信號,則取各次時差的平均值。 3時間域桿體長度應按(1-1 式計算:11.( (21×=

29、t c e m L式中L 桿體長度;c 同類錨桿的波速平均值,若無錨桿模擬試驗資料,其取值原則如下:當錨固密實度<30%時,取桿體波速平均值;當錨固密實度30%時,取桿系波速平均值(m/s;t 時域桿底反射波旅行時;m e4 頻率域桿體長度應按(1-2 式計算:21(.2=f L c m式中f 幅頻曲線上桿底相鄰諧振峰間的頻差。(2 桿體波速和桿系波速平均值的確定應符合下列規(guī)定:1 以現(xiàn)場錨桿檢測同樣的方法,在自由狀態(tài)下檢測工程所用各種材質和規(guī)格的錨桿桿體波速值,桿體波速應按(2-1式計算平均值:32(.222.(.212.(.11=f L L n C C C C bie bin i b

30、i b式中 相同材質和規(guī)格的錨桿桿體波速平均值(m/s;C b C bi 相同材質和規(guī)格的第i 根錨桿的桿體波速值(m/s,且005C C C b b biL 桿體長度(m;t e 桿底反射波旅行時(s;f 幅頻曲線上桿底相鄰諧振峰間的頻差(Hz;n 參加波速平均值計算的相同材質和規(guī)格的錨桿數量(n3。2 宜在現(xiàn)場錨桿試驗中選取不少于5根相同材質和規(guī)格的同類型錨桿的桿系波速值按(2-4式計算平均值:62.(.252.(.242.(.11=f L L n C C C C tf e ti n i ti t式中 桿系波速的平均值(m/s;C t C ti 第i 根試驗桿的桿系波速值(m/s,且005

31、0C C C t t ti ; L 桿體長度(m;t e 桿底反射波旅行時(s;f 幅頻曲線上桿底相鄰諧振峰間的頻差(Hz;n 參加波速平均值計算的試驗錨桿的錨桿數量(n5。(3缺陷判斷及缺陷位置計算應符合下列要求:1時間域缺陷反射波信號到達時間應小于桿底反射時間;若缺陷反射波信號的相位與桿端入射波信號反相,二次反射信號的相位與入射波信號同相,依次交替出現(xiàn);則缺陷界面的波阻抗差值為正,若各次缺陷反射波信號均與桿端入射波同相。則缺陷界面的波阻抗差值為負。2頻率域缺陷頻差值應大于桿底頻差值。3錨桿缺陷反射信號識別可采用時域反射波法、幅頻域頻差法等。4缺陷反射波信號與桿端入射首波信號的時間差即為缺陷

32、反射時差,若同一缺陷有多次反射信號,則取各次缺陷反射時差的平均值。 5缺陷位置應按(3-1式計算:23.(.2113.( (21=f C C t x m m x x x式中x 錨桿桿端至缺陷界面的距離(m;t x 缺陷反射波旅行時間(s;f x 頻率曲線上缺陷相鄰諧振峰間的頻差(Hz。(4 錨固密實度評判:10 級巖土工程 辛明靜 1） 錨桿密實度宜根據表 4 進行綜合評判。 表 4 錨固密實度評判標準質量等級 質量 波形特征 等級 A 波形規(guī)則， 呈指 數快速衰減， 持 續(xù)時間短 2L/Cm 時刻前無缺 陷反射波，桿底反 射波信號微弱或沒 有 B 波形較規(guī)則， 呈 較快速衰減， 持 續(xù)時間較

33、短 2L/Cm 時刻前有較 弱的缺陷反射波， 或可見清晰的桿底 反射波 C 波形欠規(guī)則， 呈 逐步衰減或間 2L/Cm 時刻前可見 明顯的缺陷反射波 呈單峰形態(tài)，或可見 微弱的桿底諧振峰， 其相鄰頻差 f c m 2 L 時域信號特征 幅頻信號特征 密實度 D 90% 呈單峰或不對稱的雙 峰形態(tài)，或可見較弱 的諧振峰，其相鄰頻 差 f 90%80% cm 2L 呈不對稱多峰形態(tài)， 可見諧振峰， 其相鄰 頻差 f 80%75% 歇減趨勢形態(tài)， 或清晰的桿底反射 持續(xù)時間較長 波，但無桿底多次 反射波 D 波形不規(guī)則， 呈 慢速衰減或間 歇增強后衰減 形態(tài)， 持續(xù)時間 長 2L/Cm 時刻前可見

34、明顯的缺陷反射波 及多次反射波，或 清晰的、多次桿底 反射波信號 cm 2L 呈多峰形態(tài)，桿底諧 振峰明顯、連續(xù)， 或 相鄰頻差 f > c m 2 L 75% 2）錨固密實度可根據(4-1公式按長度比例估算。（注：所有錨桿均可用長度比例 計算） 16 10 級巖土工程 辛明靜 D = 100 0 0 × ( Lr L x Lr .(4 1 式中 D錨固密實度； Lr 錨桿入巖深度； L X 錨固不密實段長度。 3）除孔口段缺漿而深部密實外，錨固密實度可依據反射波能量法估算，根據(4-2 公式估算錨固密實度。 D = (1 × 100 0 0 . . .( 4 2 .

35、 . .( 4 4 = E r E s . . . . .( 4 3 0 E r = (E E 0 . 式中 D 錨固密實度； 錨桿桿系能量反射系數； 桿系能量修正系數，可通過錨桿模擬試驗修正或根據同類錨桿經驗取值，若 無 錨桿模擬試驗數據或同類錨桿經驗值，可取=1； E 0 錨桿入射波總能量，自入射波波動開始至入射波持續(xù)波動結束時間段內的波 動總能量； E S 錨桿波動總能量，自入射波波動開始至桿底反射波波動持續(xù)結束時刻 (2 L cm + t 0的波動總能量； E r (2 L cm + t 時間段內反射波波動總能量。 4.出現(xiàn)下列情況之一，錨固質量判定宜結合其他檢測方法進行： (1 實測信號復雜，波動衰減極其緩慢，無法對其進行準確分析與評價。 (2 外露自由段過長、彎曲或桿體截面多變。 (二應力反射波法 1. 理論基礎 17 10 級巖土工程 辛明靜 應力波反射法錨桿檢測技術源自于建筑樁基低應變檢測法， 其基本原理是一維波 動理論，將錨桿及