关于公路边坡锚杆施工质量无损检测技术要点探讨

发表时间：2016-01-07T17:23:35.130Z 来源：《基层建设》2015年14期供稿 作者： 杨兵亮

[导读] 广东华路交通科技有限公司 广东广州 笔者结合自身多年工作经验，结合实例对公路边坡锚杆施工质量无损检测技术要点进行了探讨。

杨兵亮

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摘要：锚杆施工质量对公路边坡的安全与稳定产生直接的影响，因此对公路边坡锚杆施工质量的检测十分重要，而与传统检测技术相比，无损检测技术更加方便快捷，精确度更高。笔者就自身多年工作经验，结合实例对公路边坡锚杆施工质量无损检测技术要点进行了探讨，为公路边坡锚杆施工质量无损检测的应用提供一定的参考。 关键词：公路边坡；锚杆；施工质量；无损检测

随着现代计算机技术、岩石动力学研究的进一步深入，无损检测技术已经替代了钻孔法、拉拔法等传统检测方法，而声频应力波无损检测技术则能够对锚杆施工质量进行准确的检测，并评价锚杆锚固状态与锚固力。笔者结合自身多年工作经验，结合实例对公路边坡锚杆施工质量无损检测技术要点进行了探讨。 一、声频应力波反射无损检测 （一）检测原理

锚固体系由水泥砂浆、边坡锚杆与围岩组成（图1），对锚杆施工质量采用声频应力波反射无损检测，由锚杆端头激发的声波，沿着锚杆传向内部，并在锚杆和砂浆、砂浆和围岩间的广义波阻抗界面发生复杂反射、透射和能量衰减，然后对首波、反射波以及地面回波波形、振幅与频率进行记录和分析，从而准确的检测得到锚杆的长度与锚固质量，实现锚杆施工质量的无损检测。

图1锚固体系示意图

（1）锚杆数量无损检测：在边坡工程中，锚杆施工一般要将锚杆头露出地面，并保证一定的距离，此时采用声频应力波反射无损检测可采用直接读数法检测边坡锚杆的数量，方便直观。

（2）锚杆长度无损检测：当锚杆头被覆盖，需要采用钢筋探测仪扫描找到和露出锚杆头，然后进行锚杆长度的检测（图2）。对锚杆长度进行检测的仪器方法较多，总结起来基本都是采用的弹性波法的反射原理，其检测原理与桩基完整性检测基本一致，而锚杆检测更加符合测试条件的一维杆件假设，并且锚杆检测的声波速度更加稳定，因此容易确定，检测结果也更加准确，精度更高。

图2美国PIT检测仪锚杆长度检测系统布置图

（3）锚杆锚固质量的无损检测：在锚杆锚固质量的检测中，声波检测是当前一种主要的检测手段，并处在发展阶段，由于锚杆锚固质量存在一定的复杂性，因此，锚杆锚固质量弹性波检测技术相关研究还有待进一步的深入。 （二）公路边坡锚杆施工质量无损检测依据与要求

锚杆技术在公路边坡建设中得到了广泛的应用，但是目前公路行业有关锚杆施工质量并没有制定相应的无损检测规范，参照的有关标准包括了国家《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）中的锚杆质量的检查规定：对全长粘结型锚杆，检查其砂浆密实度，合格密实度＞75%。而《水电水利工程物探规程》（DL/T5010-2005）对锚杆质量无损检测的则提出了详细的要求：包括抽检数量要求；可采用声波反射法检测锚杆长度与砂浆的饱和度；现场检测要求；资料解释相关要求等等。 二、公路边坡锚杆施工质量无损检测 （一）工程概况

某高速公路段K22+300到K60+580连续下坡，长度为38.28km，最大纵坡6.0%，平均纵坡为3.8%；最高与最低海拔分别为1607.33m与158.26m，降高差为1449.07m，线路需要克服高差为1500m。由于全线属于主要控制工程，并且高差非常大，为施工造成了非常大的困难，坡防护工程浩大，全线需防护的边坡达包括了100多个，因此锚杆施工质量检测非常的重要。本次检测项目包括了锚杆（索）拉拔力、锚杆（索）长度，以及锚杆（索）浆饱满度。这里为方便说明，以K26+445~+600左边坡（总长为1920米）的第一级锚杆长度、锚杆施工砂浆饱满度检测为例。该边坡锚杆设计长度12m，所有锚杆均为φ32全长粘结砂浆锚杆，其设置分为三排，其中因强风化砂泥岩岩性报检锚杆根数为160根，无损检测抽取16根，检测长度为192m。 （二）声频应力波反射无损检测法检测

因对锚杆长度与砂浆饱满度采用声频应力波反射法进行检测，为避免诸多干扰因素对检测结果的影响，使用声频应力波反射法检测

前，先进行了拉拔试验，并根据实验结果对锚固质量与检测信号的关系进行了对比分析。在检测中，锚杆外露杆头月20~30cm，在检测前做好对锚杆头的加工，将浮浆凿去，保证杆头的平整，并将焊接点凿除。检测选择三种方式：端发端收、侧发侧收和端发侧收，并就检测结果进行对比，三种检测方式的信号基本一致。检测结果为：

（1）抽检锚杆波形规则作战比例为12.5%，砂浆饱满密实，灌浆等级为优；（2）波形较为规则所占比例62.%，局部存在弱反射波，砂浆情况一般，灌浆等级为价良；（3）波形欠规则所占比例为12.5%，显示局部砂浆存在缺陷，灌浆等级为合格；（4）波形不规则占到12.5%，而底部反射波较强，为极大幅S波反射，砂浆存在空浆、不饱满情况，灌浆等级为不合格；（5）另有1根锚杆检测长度为达到设计标准，并超出允许范围，长度不合格。

综上，锚杆长度检测合格率总体评价93.7%，砂浆饱满度合格率87.5%，锚杆施工质量等级平等C级以上，81.2%。 三、公路边坡锚杆施工质量无损检测技术要点分析 （一）检测频率的确定

在公路锚杆施工质量检测中对锚杆长度与砂浆饱满度进行检测，通常抽检率应根据工程数量，按照5%的比例进行抽检，并且应≥5根。在具有特殊要求的工程中，应根据设计要求相应的增加抽检数量；当某个检测单元的锚杆检测合格率低于70%时，应加大抽检数量；或者在工程中对质量存在质疑时应增加抽检数量。 （二）抽检部位

对公路边坡锚杆施工质量检测过程中，通常情况下锚杆检测部位是由横断面与纵断面来决定的，不能单纯的进行随机抽检，也即是说，公路边坡的锚杆检测应形成一定的横断面与纵断面。重点抽检部位：在同一个横断面中，重点对边坡的中部与下部进行检测；而在同一纵断面中，重点检测高度较高与岩土体变化较大的部位；高边坡对潜在不稳定质心以上部位重点检测；针对针对滑坡体，对滑体质心以下锚杆进行检测；当地质条件较为特殊、岩土层变化较大时，应对地质较差、变化的部位，以及施工困难的部位进行重点的检测。 （三）检测误差

当锚杆的长度＜10m时，检测相对误差应＜5%；当锚杆长度≥10m时，检测相对误差应＜10%；砂浆存在单个缺陷时，砂浆饱和度检测相对误差＜10%；砂浆存在多个缺陷时，砂浆饱和度检测相对误差＜20%。当锚杆存在较长的接头时，在未进行大量的对比测试的情况系下，仅根据接头数量与接头方式，很难对误差进行估计。 （四）资料处理与等级评价

分别根据自由段与锚固段的长度来对锚杆长度进行分析，比较端发端收、侧发侧收和端发侧收三种检测方式下的波形，区分开地层结构、锚杆底端与不密实砂浆段的反射波信号，根据波形特征与频率特征综合评价锚杆的长度与砂浆饱和度。根据已完成的无损检测试验结果，结合拉拔试验结果，对检测信号与锚固质量的关系进行比较分析，确定检测等级评判标准。 （五）其他注意事项

锚杆外露端顺直，无弯曲，断面平整干净；测量过程中避免噪声的干扰；尽量准确判定锚杆底部的反射波；采集信号应具有良好的重复性，信号波形平滑，回归基线；对锚杆灌浆体内部的缺陷探测，包括裂隙、孔洞与蜂窝等，可通过声时、波形、波幅、频谱等参数进行综合判断；将信号能量特征进行综合，从而较为可靠的对锚杆长度、锚固质量进行判断。 结束语

在公路边坡锚杆施工质量的检测中，采用声频应力波反射法，不受时间与地点的限制，能够比较全面的提供锚固状况信，有利于督促锚固施工质量的提升，同时在公路边坡锚杆施工质量的无损检测中，我们也应重视检测中的一些检测要点，从而提高检测的精度，准确的对锚杆施工质量准确的评价。 参考文献：

[1]《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001 [2]《水电水利工程物探规程》DL/T5010-2005

[3]刘文进.某高速公路边坡锚杆施工质量检测技术分析[J].科技致富向导，2011，（35） [4]胡帆，付炎，张敏等.边坡锚杆质量无损检测技术浅析[J].湖南交通科技，2009，（3） [5]李道欣.公路隧道支护质量无损检测技术研究[D].长安大学，2014.