巖土預(yù)應(yīng)力錨索孔道注漿質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)研究

宋占輝

【摘 要】近年來，巖土錨固技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)的快速發(fā)展大大推動(dòng)了土木工程技術(shù)的進(jìn)步。現(xiàn)階段，巖土預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)在山區(qū)公路工程的邊坡防護(hù)與加固中應(yīng)用非常廣泛，但是其作為一項(xiàng)隱蔽工程，其質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)卻相對(duì)滯后。文章主要對(duì)預(yù)應(yīng)力錨固工程的注漿質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了探討，供相關(guān)工作人員參考。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力錨索；注漿；質(zhì)量檢測(cè)；應(yīng)用

隨著我國(guó)交通事業(yè)建設(shè)的迅速發(fā)展，公路工程建設(shè)過程中的巖土工程地質(zhì)問題也日益突出，在公路工程交通建設(shè)中，巖土治理工程治理質(zhì)量是保證工程建設(shè)順利進(jìn)行的重要基礎(chǔ)條件。在巖土工程治理中，受外界多種因素的影響，其施工進(jìn)度、施工周期以及工程造價(jià)等都受到一定的制約，為此相關(guān)工作人員也在積極探尋經(jīng)濟(jì)可靠、操作簡(jiǎn)便的檢測(cè)技術(shù)手段，以便定量評(píng)價(jià)巖土治理工程中有關(guān)質(zhì)量的工程技術(shù)問題。

一、巖土預(yù)應(yīng)力錨固工程技術(shù)概述

預(yù)應(yīng)力錨索主要是指通過建立一種后張預(yù)應(yīng)力場(chǎng)，減少自然力場(chǎng)對(duì)土地巖層的作用力，這樣可以有效增加結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性，以保證施工過程中的安全，盡可能的降低施工后的返修效率。它能夠從根本上減少地質(zhì)體的潛在威脅，并將其自身內(nèi)部狀態(tài)的穩(wěn)定性發(fā)揮至最大。預(yù)應(yīng)力錨索主要由三部分組成，分別是錨固段、自由段和外錨頭，具體如下圖1所示。

錨固段：其下方就是巖土層，所以錨固段的嵌入位置就是巖土層的滑動(dòng)面或者是破裂面，是整個(gè)結(jié)構(gòu)的固定位置，其能夠承受整個(gè)錨索的最終拉力，整根錨索的拉力最終都處在這個(gè)位置上。因此，它通常是形成一種心形的形狀，為了增加穩(wěn)定性，灌漿在澆筑時(shí)也要充分考慮到其穩(wěn)定性，在打孔時(shí)讓它與地質(zhì)巖層形成一種整體，相反地，巖土體則成為了拉力的載體；自由段：自由段處在錨固段和錨頭之間，它就是傳力的主要位置，需要有較強(qiáng)的張力和一定的伸縮性。自由段中有一種鋼絞線材料，這種材料本身具有明顯的伸縮性，因此借助該材料可以將預(yù)應(yīng)力傳遞到最下端，并將反作用力傳遞給上端，主要是起承上啟下的作用；錨頭：因?yàn)樘幵谕饷妫虼擞直环Q之為外錨頭，是處在外部的鎖定性結(jié)構(gòu)，也是對(duì)預(yù)應(yīng)力的張拉信息最初感應(yīng)的結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力錨索根據(jù)其錨固段受力狀態(tài)的不同可以分為拉力型錨索、壓力型錨索以及載荷分散型錨索三種。

二、錨固工程注漿檢測(cè)的現(xiàn)狀

錨固工程本身屬于是隱蔽工程，因此在實(shí)際的工程施工期審計(jì)以及監(jiān)督方面存在一定的困難，錨固的實(shí)效性也就得不到保證。如果在注漿過程中注漿本身不合格，但施工方?jīng)]有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，仍然進(jìn)行注漿，那么這種時(shí)候錨固工程的有效性就大打折扣，工程自身的安全性和可靠性自然就降低，最壞的結(jié)果是整個(gè)工程都會(huì)失效。根據(jù)檢測(cè)的方式、檢測(cè)加力的手段不同，錨桿的施工檢測(cè)主要由兩種分類，一種是動(dòng)力法檢測(cè)，另一種是靜態(tài)法檢測(cè)。動(dòng)力法檢測(cè)一般是借助精密儀器，檢測(cè)速度較快，檢測(cè)效率也很高；靜態(tài)法檢測(cè)是較原始的檢測(cè)方法，采用的是全程人工的檢測(cè)方法，這種檢測(cè)方法耗時(shí)、耗力、浪費(fèi)錢財(cái)，目前使用的較少。

對(duì)于錨索注漿質(zhì)量的檢測(cè)目前比較常用的檢測(cè)方法是應(yīng)力波反射法檢測(cè)技術(shù)。利用這一技術(shù)可以對(duì)錨索錨桿的質(zhì)量作出全面的評(píng)價(jià)。該方法的基本原理是：在錨索外露端激振，產(chǎn)生彈性應(yīng)力波信號(hào)沿鋼絞線傳播，當(dāng)鋼絞線周圍或底端介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)如砂漿不飽滿或空漿時(shí)，傳播信號(hào)將會(huì)反射回來，通過對(duì)錨固端傳感器接收到的反射波信號(hào)進(jìn)行分析處理，可以對(duì)錨固工程的注漿質(zhì)量進(jìn)行評(píng)。應(yīng)力波反射法能對(duì)錨索進(jìn)行大規(guī)模的普查，速度比較快，其能夠清楚分辨錨固質(zhì)量?jī)?yōu)良和極差的情況，但是對(duì)錨桿注漿密實(shí)度的定量判斷還有待改進(jìn)。

三、錨固工程注漿無損檢測(cè)

（一）聲頻應(yīng)力波在巖土錨固工程注漿檢測(cè)中的應(yīng)用

錨索注漿飽滿度無損檢測(cè)前，應(yīng)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)選擇有經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員進(jìn)行操作，數(shù)據(jù)處理結(jié)合抽檢錨索類別、受力特點(diǎn)及其重要性，評(píng)定每根錨索的施工質(zhì)量與運(yùn)行狀況。錨索檢測(cè)前，應(yīng)搜集與錨索無損檢測(cè)有關(guān)的巖土條件、錨索設(shè)計(jì)資料、錨索施工記錄、檢測(cè)作業(yè)條件等基礎(chǔ)資料。施工方應(yīng)提供錨索施工記錄，并指派熟悉現(xiàn)場(chǎng)情況的技術(shù)人員攜帶施工圖到檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)協(xié)助檢測(cè)。同時(shí)，繪制抽檢錨索位置圖，并在圖上標(biāo)明抽檢錨索的位置，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)錨桿宜予以標(biāo)識(shí)；在檢測(cè)頻率上一般是抽檢整個(gè)錨固工程的錨索數(shù)量的5%，并且不少于10根，對(duì)于特殊部位或重點(diǎn)受力部位，可增加檢測(cè)數(shù)量。錨索的檢測(cè)部位應(yīng)具有代表性并且能夠體現(xiàn)隨機(jī)性，具體檢測(cè)部位的確定需要結(jié)合勘查的設(shè)計(jì)資料以及現(xiàn)場(chǎng)情況來確定，一般是由檢測(cè)方提供。在實(shí)際的工程建設(shè)中一般需要從橫、縱斷面分別控制邊坡錨索的檢測(cè)部位，在同一橫斷面中，宜重點(diǎn)檢測(cè)邊坡中部及下部的錨索；在同一縱斷面中，宜重點(diǎn)檢測(cè)高度較高的部位及巖土體變化較大的部位的錨索。對(duì)巖土層性狀變化大等特殊地質(zhì)條件下的情況，宜對(duì)變化部位、地質(zhì)條件較差部位和施工較困難部位的錨索進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)。檢測(cè)條件具備檢測(cè)的錨索注漿應(yīng)在3天以上齡期，錨索外露端頭的截面或墊板應(yīng)平整。有連接的錨桿，應(yīng)掌握連接的準(zhǔn)確位置和連接方式。錨索端頭應(yīng)外露，若已用混凝土封錨，需鑿開混凝土，使錨桿的外露長(zhǎng)度不少于5cm，并且錨桿其他鋼筋不能直接接觸，錨索的錨具應(yīng)全露出。錨桿外露段宜為10～20cm，錨索外露段宜不少于10cm。

（二）聲頻應(yīng)力波在預(yù)應(yīng)力橋梁孔道注漿檢測(cè)中的應(yīng)用

橋梁孔道注漿檢測(cè)一般常用的檢測(cè)方法是首先利用鉆芯取樣方法進(jìn)行檢測(cè)取樣，但是這種方法既浪費(fèi)時(shí)間同時(shí)人力投入也比較大，對(duì)工程結(jié)構(gòu)的安全性有較大影響，因此其推廣應(yīng)用受到限制。但是利用無損檢測(cè)技術(shù)可以有效避免這一問題。目前，較多的采用基于電磁波的方法和基于彈性波的方法對(duì)孔道注漿的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。探地雷達(dá)法是一種基于電磁波的檢測(cè)技術(shù)，將探地雷達(dá)天線沿著波紋管的方向行走，發(fā)射的電磁波信號(hào)透射過注漿管中的漿體，對(duì)于不同的介質(zhì)，電磁信號(hào)的透射和反射特性都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，據(jù)此可以測(cè)試注漿質(zhì)量的好壞。但由于預(yù)應(yīng)力梁體鋼筋密布且預(yù)應(yīng)力孔道多由鋼質(zhì)波紋管包裹，傳統(tǒng)的電磁方法由于受到電磁屏蔽而無法判斷注漿情況。因此，只有采用塑料波紋管的梁體才能進(jìn)行探測(cè)。

四、結(jié)束語

總之，現(xiàn)階段無損檢測(cè)技術(shù)就是現(xiàn)階段巖土預(yù)應(yīng)力錨固工程質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，其中基于應(yīng)力波的檢測(cè)方法是主要的研究方向。錨固工程是一項(xiàng)隱蔽工程，在公路工程的建設(shè)過程中為保證工程項(xiàng)目的安全性以及可靠性必須要加強(qiáng)快速、高效檢測(cè)技術(shù)的研究，促進(jìn)公路工程建設(shè)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉偉超.預(yù)應(yīng)力錨索錨固力檢測(cè)方法研究[D].重慶交通大學(xué)，2015.

[2]譚立銘.錨索預(yù)應(yīng)力無損檢測(cè)方法研究[D].重慶交通大學(xué)，2013.