關于公路邊坡錨桿施工質量無損檢測技術要點探討

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摘要：錨桿施工質量對公路邊坡的安全與穩定產生直接的影響，因此對公路邊坡錨桿施工質量的檢測十分重要，而與傳統檢測技術相比，無損檢測技術更加方便快捷，精確度更高。筆者就自身多年工作經驗，結合實例對公路邊坡錨桿施工質量無損檢測技術要點進行了探討，為公路邊坡錨桿施工質量無損檢測的應用提供一定的參考。

關鍵詞：公路邊坡；錨桿；施工質量；無損檢測

隨著現代計算機技術、巖石動力學研究的進一步深入，無損檢測技術已經替代了鉆孔法、拉拔法等傳統檢測方法，而聲頻應力波無損檢測技術則能夠對錨桿施工質量進行準確的檢測，并評價錨桿錨固狀態與錨固力。筆者結合自身多年工作經驗，結合實例對公路邊坡錨桿施工質量無損檢測技術要點進行了探討。

一、聲頻應力波反射無損檢測

（一）檢測原理

錨固體系由水泥砂漿、邊坡錨桿與圍巖組成（圖1），對錨桿施工質量采用聲頻應力波反射無損檢測，由錨桿端頭激發的聲波，沿著錨桿傳向內部，并在錨桿和砂漿、砂漿和圍巖間的廣義波阻抗界面發生復雜反射、透射和能量衰減，然后對首波、反射波以及地面回波波形、振幅與頻率進行記錄和分析，從而準確的檢測得到錨桿的長度與錨固質量，實現錨桿施工質量的無損檢測。

圖1錨固體系示意圖

（1）錨桿數量無損檢測：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，此時采用聲頻應力波反射無損檢測可采用直接讀數法檢測邊坡錨桿的數量，方便直觀。

（2）錨桿長度無損檢測：當錨桿頭被覆蓋，需要采用鋼筋探測儀掃描找到和露出錨桿頭，然后進行錨桿長度的檢測（圖2）。對錨桿長度進行檢測的儀器方法較多，總結起來基本都是采用的彈性波法的反射原理，其檢測原理與樁基完整性檢測基本一致，而錨桿檢測更加符合測試條件的一維桿件假設，并且錨桿檢測的聲波速度更加穩定，因此容易確定，檢測結果也更加準確，精度更高。

圖2美國PIT檢測儀錨桿長度檢測系統布置圖

（3）錨桿錨固質量的無損檢測：在錨桿錨固質量的檢測中，聲波檢測是當前一種主要的檢測手段，并處在發展階段，由于錨桿錨固質量存在一定的復雜性，因此，錨桿錨固質量彈性波檢測技術相關研究還有待進一步的深入。

（二）公路邊坡錨桿施工質量無損檢測依據與要求

錨桿技術在公路邊坡建設中得到了廣泛的應用，但是目前公路行業有關錨桿施工質量并沒有制定相應的無損檢測規范，參照的有關標準包括了國家《錨桿噴射混凝土支護技術規范》（GB50086-2001）中的錨桿質量的檢查規定：對全長粘結型錨桿，檢查其砂漿密實度，合格密實度>75%。而《水電水利工程物探規程》（DL/T5010-2005）對錨桿質量無損檢測的則提出了詳細的要求：包括抽檢數量要求；可采用聲波反射法檢測錨桿長度與砂漿的飽和度；現場檢測要求；資料解釋相關要求等等。

二、公路邊坡錨桿施工質量無損檢測

（一）工程概況

某高速公路段K22+300到K60+580連續下坡，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，坡防護工程浩大，全線需防護的邊坡達包括了100多個，因此錨桿施工質量檢測非常的重要。本次檢測項目包括了錨桿（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）的第一級錨桿長度、錨桿施工砂漿飽滿度檢測為例。該邊坡錨桿設計長度12m，所有錨桿均為φ32全長粘結砂漿錨桿，其設置分為三排，其中因強風化砂泥巖巖性報檢錨桿根數為160根，無損檢測抽取16根，檢測長度為192m。

（二）聲頻應力波反射無損檢測法檢測

因對錨桿長度與砂漿飽滿度采用聲頻應力波反射法進行檢測，為避免諸多干擾因素對檢測結果的影響，使用聲頻應力波反射法檢測前，先進行了拉拔試驗，并根據實驗結果對錨固質量與檢測信號的關系進行了對比分析。在檢測中，錨桿外露桿頭月20～30cm，在檢測前做好對錨桿頭的加工，將浮漿鑿去，保證桿頭的平整，并將焊接點鑿除。檢測選擇三種方式：端發端收、側發側收和端發側收，并就檢測結果進行對比，三種檢測方式的信號基本一致。檢測結果為：

（1）抽檢錨桿波形規則作戰比例為12.5%，砂漿飽滿密實，灌漿等級為優；（2）波形較為規則所占比例62.%，局部存在弱反射波，砂漿情況一般，灌漿等級為價良；（3）波形欠規則所占比例為12.5%，顯示局部砂漿存在缺陷，灌漿等級為合格；（4）波形不規則占到12.5%，而底部反射波較強，為極大幅S波反射，砂漿存在空漿、不飽滿情況，灌漿等級為不合格；（5）另有1根錨桿檢測長度為達到設計標準，并超出允許范圍，長度不合格。

綜上，錨桿長度檢測合格率總體評價93.7%，砂漿飽滿度合格率87.5%，錨桿施工質量等級平等C級以上，81.2%。

三、公路邊坡錨桿施工質量無損檢測技術要點分析

（一）檢測頻率的確定

在公路錨桿施工質量檢測中對錨桿長度與砂漿飽滿度進行檢測，通常抽檢率應根據工程數量，按照5%的比例進行抽檢，并且應≥5根。在具有特殊要求的工程中，應根據設計要求相應的增加抽檢數量；當某個檢測單元的錨桿檢測合格率低于70%時，應加大抽檢數量；或者在工程中對質量存在質疑時應增加抽檢數量。

（二）抽檢部位

對公路邊坡錨桿施工質量檢測過程中，通常情況下錨桿檢測部位是由橫斷面與縱斷面來決定的，不能單純的進行隨機抽檢，也即是說，公路邊坡的錨桿檢測應形成一定的橫斷面與縱斷面。重點抽檢部位：在同一個橫斷面中，重點對邊坡的中部與下部進行檢測；而在同一縱斷面中，重點檢測高度較高與巖土體變化較大的部位；高邊坡對潛在不穩定質心以上部位重點檢測；針對針對滑坡體，對滑體質心以下錨桿進行檢測；當地質條件較為特殊、巖土層變化較大時，應對地質較差、變化的部位，以及施工困難的部位進行重點的檢測。

（三）檢測誤差

當錨桿的長度<10m時，檢測相對誤差應<5%；當錨桿長度≥10m時，檢測相對誤差應<10%；砂漿存在單個缺陷時，砂漿飽和度檢測相對誤差<10%；砂漿存在多個缺陷時，砂漿飽和度檢測相對誤差<20%。當錨桿存在較長的接頭時，在未進行大量的對比測試的情況系下，僅根據接頭數量與接頭方式，很難對誤差進行估計。

（四）資料處理與等級評價

分別根據自由段與錨固段的長度來對錨桿長度進行分析，比較端發端收、側發側收和端發側收三種檢測方式下的波形，區分開地層結構、錨桿底端與不密實砂漿段的反射波信號，根據波形特征與頻率特征綜合評價錨桿的長度與砂漿飽和度。根據已完成的無損檢測試驗結果，結合拉拔試驗結果，對檢測信號與錨固質量的關系進行比較分析，確定檢測等級評判標準。

（五）其他注意事項

錨桿外露端順直，無彎曲，斷面平整干凈；測量過程中避免噪聲的干擾；盡量準確判定錨桿底部的反射波；采集信號應具有良好的重復性，信號波形平滑，回歸基線；對錨桿灌漿體內部的缺陷探測，包括裂隙、孔洞與蜂窩等，可通過聲時、波形、波幅、頻譜等參數進行綜合判斷；將信號能量特征進行綜合，從而較為可靠的對錨桿長度、錨固質量進行判斷。

結束語

在公路邊坡錨桿施工質量的檢測中，采用聲頻應力波反射法，不受時間與地點的限制，能夠比較全面的提供錨固狀況信，有利于督促錨固施工質量的提升，同時在公路邊坡錨桿施工質量的無損檢測中，我們也應重視檢測中的一些檢測要點，從而提高檢測的精度，準確的對錨桿施工質量準確的評價。

參考文獻：

[1]《錨桿噴射混凝土支護技術規范》GB50086-2001

[2]《水電水利工程物探規程》DL/T5010-2005

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