巖土工程錨桿測試.課件

1、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?，F(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構物的自重、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構物的拉力以保持

2、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構物上以承受外荷的抗力；可以使錨固地層產生壓應力區(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；可以使結構與地層連鎖在一起，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:錨桿斷裂：抗拉承載力不足，錨桿斷

3、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；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；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，不是質的區(qū)別，只是張拉介質不同。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，一般情況下，錨索是需

4、要施加預應力的，因此它是主動受力，多應用于已出現(xiàn)變形或對變形要求嚴格的工程部位；錨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2050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)的結構 錨桿是一種將拉力傳至穩(wěn)定巖層或土層的結構體系，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

5、計拉力。1-臺座；2-錨具；3-承壓板；4-支擋結構；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-支檔結構；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

6、錨桿 錨桿的承載力主要依靠錨固體與周圍巖土介質間的粘結摩阻強度提供。 該類錨桿適用于各類巖石和較堅硬的土層，一般不在軟弱粘土層中應用，因軟粘土層中的粘結摩阻強度較低，很難滿足設計抗拔力的要求。1-臺座 2-錨具 3-承壓板 4-支擋結構 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 端部擴大型錨桿(索) 錨桿的承載力主要依靠錨固體與周圍巖土介質間的粘結摩阻強度和擴大頭處的端承強度共同提供。 該類錨桿適用于粘土等軟弱土層、因比鄰地界限制土錨長度不宜過長的土層。1-臺座 2-錨具 3-承壓板 4-支擋結構5-鉆孔 6-自由隔離層 7-鋼筋 8-注漿體9-端部擴大體

7、 Lf-自由段長度La-錨固段長度 連續(xù)球型錨桿(索) 錨桿的承載力主要依靠錨固體與周圍巖土介質間的粘結摩阻強度提供。 該類錨桿適用于淤泥、淤泥質粘土等極軟土層、或對錨固力有較高要求的土層。1-臺座 2-錨具 3-承壓板4-支擋結構 5-鉆孔 6-自由隔離層7-止?jié){密封設備 8-鋼筋 9-注漿體10-錨固體 Lf-自由段長度La-錨固段長度 1、錨桿與鋼筋混凝土樁聯(lián)合使用 構成鋼筋混凝土排樁式錨桿擋墻，排樁可以是鉆孔樁、挖孔樁或混凝土樁，錨桿可以是預應力或非預應力錨桿。1.3 錨桿(索)與其他支擋結構聯(lián)合使用2、錨桿與鋼筋混凝土格架聯(lián)合使用 形成鋼筋混凝土格架式錨桿擋墻，錨桿錨點設在格架結點上

8、，錨桿可以是預應力錨桿(索)或非預應力錨桿(索)。3、錨桿與鋼筋混凝土板肋聯(lián)合使用 形成鋼筋混凝土板肋式錨桿擋墻，這種結構主要用于直立開挖的巖石邊坡或土質邊坡支護。4、錨桿與鋼筋混凝土板肋、錨定板聯(lián)合使用 形成錨定板擋墻。這種結構主要用于填方形成的直立土質邊坡。二、錨桿的檢測(1) 拉拔試驗規(guī)范中采用的方法(2) 儀器監(jiān)測（包括無損檢測）2.1 錨桿拉拔力監(jiān)控量測 監(jiān)控量測的目的： 錨桿抗拔力是指錨桿能承受的最大拉力，它是錨桿材料、加工與施工安裝質量優(yōu)劣的綜合反映。 錨桿抗拔力的大小直接影響著錨桿的作用效果，如果抗拔力不足，會使錨桿起不到錨固圍巖的作用，所以錨桿抗拔力的量測是檢驗錨桿質量的一項

9、基本內容，是新奧法監(jiān)控量測項目的必測項目。其量測項目如下： 測定錨桿的錨固力是否大小設計要求 檢查錨桿安裝質量 2.2.1 試驗依據(jù) 建筑地基基礎設計規(guī)范 GB 50007-2002建筑邊坡工程技術規(guī)范GB50330-20022.2 抗拔試驗2.2.2 試驗目的 錨桿拉拔力試驗的目的是判定巷道圍巖的可錨性、評價錨桿、樹脂、圍巖錨固系統(tǒng)的性能和錨桿的錨固力。試驗必須在現(xiàn)場進行。 2.2.3 錨桿質量抗拉強度 錨桿在工作時主要承受拉力，所以檢查材質時首先應檢測其抗拉強度。方法是從原材料中或成品錨桿上截取試樣；在拉力試驗機上拉伸，檢測材料的力學特性，確定是否滿足工程要求 桿體規(guī)格 錨桿桿體的直徑必須

10、與設計相符，可用卡尺或直尺測量。此外還應注意觀察桿徑是否均勻，一致若發(fā)現(xiàn)錨桿直徑明顯忽粗忽細，則應棄之不用 2.2.4 錨桿拉拔力測試 錨桿拉拔力指錨桿能承受的最大拉力它是錨桿材料、加工和施工安裝質量的綜合反映，是錨桿質量檢測的一項基本內容。 拉拔試驗在錨桿安裝后0.5h4.0h進行。時間過短影響錨固劑固化后的強度，時間過長則因巷道圍巖發(fā)生變形影響測量結果。、拉拔設備 中空千斤頂 手動油壓泵 油壓表千分表 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

11、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）5152535455565758

12、5960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）把錨桿測力計接頭擰到錨桿末端，再套上拉力缸，使活塞端向外，然后擰緊螺母。 2）上下?lián)u動手壓泵手柄，用力要均勻，不要用力過猛；當壓力表上的讀數(shù)達

13、到所要求的數(shù)據(jù)后，停止搖動手柄。 3）手壓泵必須擺成水平位置工作，檢測完畢，卸壓，收好儀器。 試驗要求:(1)、錨桿：16mm左旋無縱筋等強螺紋鋼錨桿，抗拔力大于40KN。(2)、18mm左旋無縱筋等強螺紋鋼錨桿，抗拔力大于60KN。(3)、22mm左旋無縱筋等強螺紋鋼錨桿，抗拔力大于100KN。2.2.5 錨桿拉拔測試要求 每安裝300根錨桿至少隨機抽樣一組（3根），設計變更或材料變更時另做一組拉拔力測試。 同組錨桿錨固力或拉拔力的平均值，應大于或等于設計值。 同組單根錨桿的錨固力或拉拔力，不得低于設計值的90. 試驗的終止加載條件：當試驗出現(xiàn)下列情況之一時，即可終止加載：1） 錨桿拔升量持

14、續(xù)增長，且在1小時時間范圍內未出現(xiàn)穩(wěn)定的跡象；2） 新增加的上拔力無法施加，或者施加后無法使上拔力保持穩(wěn)定；3） 錨桿的鋼筋已被拔斷，或者錨桿錨筋被拔出。4） 驗收試驗，累計加載量等于或超過設計荷載的2倍2.2.6 注意事項1安裝拉拔設備時，應使千斤頂與錨桿同心，避免偏心受拉。 2.加載應勻速，一般以10KNmin的速率增加。 3如無特殊需要，可不作破壞性試驗，拉拔到設計拉力即停止加載。用中空千斤頂進行錨桿拉拔力試驗，一般都要求做破壞性試驗，測取錨桿的最大承載力。一方面檢驗錨桿施工質量，另一方面為調整設計參數(shù)提供依據(jù)。4千斤頂應固定牢靠，并有必要的安全保護措施。特別是試驗時操作人員要避開錨桿的

15、軸線延長線方向，在錨桿的側向并遠離錨桿尾部的位置上加壓讀數(shù)；側位移時停止加壓。2.3 無損檢測技術2.3.1 無損檢測技術的原理 在錨桿(錨索)外露端激發(fā)應力波，應力波沿錨桿(錨索)傳播，傳播至底端時，孔底監(jiān)測器的反射體將應力波全部反射 為此，可在錨桿(錨索)底端安裝孔底監(jiān)測器，準確判斷錨桿(錨索)底端，并增強反射率，提高錨桿(錨索)檢測準確性。2.3.2 主要步驟a.安裝孔底監(jiān)測器b.錨索安裝后采集數(shù)據(jù)c.建立對比數(shù)據(jù)孔底監(jiān)測器 （1）按作業(yè)分區(qū)200 根為1 組（不足200 根按1 組計），由監(jiān)理人根據(jù)現(xiàn)場實際情況隨機指定抽查，抽查比例不得低于錨桿總數(shù)的3（每組不少于6 根）。對于不同的錨桿類型、材料類型、施工工藝、工程部位的地質單元，均應抽取不少于1組的試件進行檢驗，以保證其結果能全面反映各種情況下的錨桿施工質量。（2）當抽