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1、锚杆检测简介,一、概 述,1.1 岩土锚固技术应用锚杆，英文“Bolt”；“bolting（准确称谓）”；“anchor(早期称谓)”是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分,他将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身。现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主动加固。 岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术；由于这种技术大大减轻结构物的自重、节约工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的经济效益和社会效益，因而目前在工程中得到极其广泛的应用。岩土锚固的基本原理就是利用锚杆(索)周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力以保持
2、地层开挖面的自身稳定，由于锚杆锚索的使用，它可以提供作用于结构物上以承受外荷的抗力；可以使锚固地层产生压应力区并对加固地层起到加筋作用；可以增强地层的强度，改善地层的力学性能；可以使结构与地层连锁在一起，形成一种共同工作的符合体，使其能有效地承受拉力和剪力。在岩土锚固中通常将锚杆和锚索统称为锚杆。,锚杆 （锚索）,使用量大边坡加固、隧道支护公路每年10000km,维系安全特别是预应力锚索,缺陷隐蔽性强“定时炸弹”,长度短缺 灌浆不饱满 张拉不到位,预应力损失 锈蚀 断裂 浆体开裂,质量重灾区,隐患高发区,检测难度大,1.1.1 技术背景,1.2 锚杆(索)的结构锚杆是一种将拉力传至稳定岩层或土
3、层的结构体系，主要由锚头、自由段和锚固段组成，如图6.1所示。(1)锚头：锚杆外端用于锚固或锁定锚杆拉力的部件，由垫墩、垫板、锚具、保护帽和外端锚筋组成。(2)锚固段：锚杆远端将拉力传递给稳定地层的部分锚固深度和长度应按照实际情况计算获取，要求能够承受最大设计拉力。1-台座；2-锚具；3-承压板； 4-支挡结构；5-钻孔； 6-自由隔离层；7-钢筋； 8-注浆体； Lf-自由段长度；La-锚固段长度,(3)自由段：将锚头拉力传至锚固段的中间区段，由锚拉筋、防腐构造和注浆体组成。(4)锚杆配件：为了保证锚杆受力合理、施工方便而设置的部件，如定位支架、导向帽、架线环、束线环、注浆塞等。 1-台坐；
4、2-锚具； 3-承压板；4-支档结构； 5-自由隔离层；6-钻孔； 7-对中支架；8-隔离架； 9-钢绞线；l0-架线环； ll-注桨体；12-导向帽； Lr-自由段；La-锚固段,1.3 锚杆(索)的分类按锚固形态分：圆柱形锚杆端部扩大型锚杆(索)连续球型锚杆(索),圆柱形锚杆锚杆的承载力主要依靠锚固体与周围岩土介质间的粘结摩阻强度提供。,该类锚杆适用于各类岩石和较坚硬的土层，一般不在软弱粘土层中应用，因软粘土层中的粘结摩阻强度较低，很难满足设计抗拔力的要求。,1-台座 2-锚具 3-承压板 4-支挡结构 5-钻孔 6-自由隔离层 7-钢筋 8-注浆体Lf-自由段长度La-锚固段长度,端部扩
5、大型锚杆(索)锚杆的承载力主要依靠锚固体与周围岩土介质间的粘结摩阻强度和扩大头处的端承强度共同提供。,该类锚杆适用于粘土等软弱土层、因比邻地界限制土锚长度不宜过长的土层。,1-台座 2-锚具 3-承压板 4-支挡结构 5-钻孔 6-自由隔离层 7-钢筋 8-注浆体 9-端部扩大体 Lf-自由段长度 La-锚固段长度,连续球型锚杆(索) 锚杆的承载力主要依靠锚固体与周围岩土介质间的粘结摩阻强度提供。,该类锚杆适用于淤泥、淤泥质粘土等极软土层、或对锚固力有较高要求的土层。,1-台座 2-锚具 3-承压板 4-支挡结构 5-钻孔 6-自由隔离层 7-止浆密封设备 8-钢筋 9-注浆体 10-锚固体
6、Lf-自由段长度 La-锚固段长度,1、锚杆与钢筋混凝土桩联合使用构成钢筋混凝土排桩式锚杆挡墙，排桩可以是钻孔桩、挖孔桩或混凝土桩，锚杆可以是预应力或非预应力锚杆。,1.3 锚杆(索)与其他支挡结构联合使用,2、锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式锚杆挡墙，锚杆锚点设在格架结点上，锚杆可以是预应力锚杆(索)或非预应力锚杆(索)。,3、锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混凝土板肋式锚杆挡墙，这种结构主要用于直立开挖的岩石边坡或土质边坡支护。,4、锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定板挡墙。这种结构主要用于填方形成的直立土质边坡。,二、锚杆的检测,(1) 拉拔试验规范中采用的
7、方法 (2) 仪器监测（包括无损检测）,2.1 锚杆拉拔力监控量测,监控量测的目的：,锚杆抗拔力是指锚杆能承受的最大拉力，它是锚杆材料、加工与施工安装质量优劣的综合反映。,锚杆抗拔力的大小直接影响着锚杆的作用效果，如果抗拔力不足，会使锚杆起不到锚固围岩的作用，所以锚杆抗拔力的量测是检验锚杆质量的一项基本内容，是新奥法监控量测项目的必测项目。,其量测项目如下：, 测定锚杆的锚固力是否大小设计要求, 检查锚杆安装质量,2.2.1 试验依据,建筑地基基础设计规范 GB 50007-2002建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002,2.2 抗拔试验,2.2.2 试验目的,锚杆拉拔力试验的目的是
8、判定巷道围岩的可锚性、评价锚杆、树脂、围岩锚固系统的性能和锚杆的锚固力。试验必须在现场进行。,2.2.3 锚杆质量,抗拉强度 锚杆在工作时主要承受拉力，所以检查材质时首先应检测其抗拉强度。方法是从原材料中或成品锚杆上截取试样；在拉力试验机上拉伸，检测材料的力学特性，确定是否满足工程要求,杆体规格锚杆杆体的直径必须与设计相符，可用卡尺或直尺测量。此外还应注意观察杆径是否均匀，一致若发现锚杆直径明显忽粗忽细，则应弃之不用,2.2.4 锚杆拉拔力测试, 锚杆拉拔力指锚杆能承受的最大拉力它是锚杆材料、加工和施工安装质量的综合反映，是锚杆质量检测的一项基本内容。 拉拔试验在锚杆安装后0.5h4.0h进行
9、。时间过短影响锚固剂固化后的强度，时间过长则因巷道围岩发生变形影响测量结果。,、拉拔设备, 中空千斤顶, 手动油压泵,油压表,千分表,测量方法,操作程序：,1）把锚杆测力计接头拧到锚杆末端，再套上拉力缸，使活塞端向外，然后拧紧螺母。,2）上下摇动手压泵手柄，用力要均匀，不要用力过猛；当压力表上的读数达到所要求的数据后，停止摇动手柄。,3）手压泵必须摆成水平位置工作，检测完毕，卸压，收好仪器。,试验要求: (1)、锚杆：16mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆，抗拔力大于40KN。 (2)、18mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆，抗拔力大于60KN。 (3)、22mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆，抗拔力大于100
10、KN。,2.2.5 锚杆拉拔测试要求, 每安装300根锚杆至少随机抽样一组（3根），设计变更或材料变更时另做一组拉拔力测试。 同组锚杆锚固力或拉拔力的平均值，应大于或等于设计值。 同组单根锚杆的锚固力或拉拔力，不得低于设计值的90. 试验的终止加载条件：当试验出现下列情况之一时，即可终止加载： 1） 锚杆拔升量持续增长，且在1小时时间范围内未出现稳定的迹象； 2） 新增加的上拔力无法施加，或者施加后无法使上拔力保持稳定； 3） 锚杆的钢筋已被拔断，或者锚杆锚筋被拔出。 4） 验收试验，累计加载量等于或超过设计荷载的2倍,2.2.6 注意事项,1安装拉拔设备时，应使千斤顶与锚杆同心，避免偏心受拉
11、。 2. 加载应匀速，一般以10KNmin的速率增加。 3如无特殊需要，可不作破坏性试验，拉拔到设计拉力即停止加载。用中空千斤顶进行锚杆拉拔力试验，一般都要求做破坏性试验，测取锚杆的最大承载力。一方面检验锚杆施工质量，另一方面为调整设计参数提供依据。 4千斤顶应固定牢靠，并有必要的安全保护措施。特别是试验时操作人员要避开锚杆的轴线延长线方向，在锚杆的侧向并远离锚杆尾部的位置上加压读数；侧位移时停止加压。,2.3 无损检测技术 2.3.1 无损检测技术的原理,在锚杆(锚索)外露端激发应力波，应力波沿锚杆(锚索)传播，传播至底端时，孔底监测器的反射体将应力波全部反射 为此，可在锚杆(锚索)底端安装
12、孔底监测器，准确判断锚杆(锚索)底端，并增强反射率，提高锚杆(锚索)检测准确性。,2.3.2 主要步骤,a.安装孔底监测器 b.锚索安装后采集数据 c.建立对比数据,孔底监测器,（1）按作业分区200 根为1 组（不足200 根按1 组计），由监理人根据现场实际情况随机指定抽查，抽查比例不得低于锚杆总数的3（每组不少于6 根）。对于不同的锚杆类型、材料类型、施工工艺、工程部位的地质单元，均应抽取不少于1组的试件进行检验，以保证其结果能全面反映各种情况下的锚杆施工质量。 （2）当抽查合格率大于80%时，认为抽查作业分区锚杆合格；当合格率小于80%时，将抽查比例增大至6%，如合格率仍小于80%时，对作业分区内锚杆全部检测，对不合格的锚杆重新施工。,2.3.3 锚杆(索)无损检测面临的要求：,2.3.4 锚杆(索)无损检测面临的技术瓶颈：对较长的有粘结锚杆(锚索) ，由于应力波传播距离较长，能量不断衰减，到达底端后，大部分继续透射，少部分反射 因此，反射回波十分微弱，难以判断锚索底端，难以判断灌浆质量。影响了检测的准确性，不能真实的反映锚索（锚杆）的锚固质量,
