【正文】 錨桿錨固質(zhì)量無損檢測技術(shù)及應(yīng)用 黃世強 2022年 3月 27日 目錄 二、錨桿的主要類型 三、規(guī)程條文及說明 交流提綱 一、前言 四、 錨桿聲波反射法檢測原理 五、 模擬錨桿試驗 六、工程應(yīng)用及總結(jié) 七、結(jié)束語 交流內(nèi)容 一、 前 言 一、前言 根據(jù)建設(shè)部建標(biāo) [2022 ]77 號文的要求，規(guī)程編制組在國內(nèi)建筑、水利水電、交通、礦山等行業(yè)進(jìn)行了廣泛調(diào)查研究，認(rèn)真地組織相關(guān)科研院所、高等學(xué)校、檢測單位進(jìn)行現(xiàn)場試驗和研究，并在廣泛征求各行業(yè)意見的基礎(chǔ)上，編制了 《 錨桿錨固質(zhì)量無損檢測技術(shù)規(guī)程 》 。 通過各有關(guān)方面的共同努力，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部已批準(zhǔn)發(fā)布 《 錨桿錨固質(zhì)量無損檢測技術(shù)規(guī)程 》 （ JGJ/T1822022），自 2022年 7月 1日起開始實施。 《 錨桿錨固質(zhì)量無損檢測技術(shù)規(guī)程 》 的實施為錨桿無損檢測工作提供了重要的依據(jù)與指導(dǎo)。 一、前言 錨桿支護廣泛應(yīng)用于地下洞室、隧道支護工程及高邊坡治理工程。錨桿支護是通過錨入圍巖內(nèi)部的錨桿改變圍巖本身的力學(xué)狀態(tài)，將圍巖中一定范圍巖體的應(yīng)力狀態(tài)由單向（或雙向）受壓轉(zhuǎn)變?yōu)槿蚴軌?，從而提高其環(huán)向抗壓強度，使壓縮帶既可承受其自身重量，又可承受一定的外部載荷，使其有效地控制圍巖變形。錨桿支護一般使用水泥砂漿、化學(xué)錨固劑或樹脂作為錨桿粘結(jié)劑，或采用機械方式，將錨桿錨固在鉆孔內(nèi)。 一、前言 錨桿施工屬于隱蔽工程，傳統(tǒng)的錨桿錨固質(zhì)量主要通過設(shè)計、施工、試驗和驗收等過程進(jìn)行控制。試驗主要是進(jìn)行材料試驗和錨桿抗拔力試驗。錨桿抗拔力試驗抽檢頻率一般為 1~3%。據(jù)有關(guān)研究結(jié)果表明，當(dāng)錨桿握裹長度達(dá)到 42倍錨桿直徑時，其握裹力已達(dá)到錨桿材質(zhì)極限抗拉強度，而錨桿錨固長度一般遠(yuǎn)大于 42倍的錨桿直徑，因此錨桿拉拔力試驗無法全面、客觀地反映錨桿整體施工質(zhì)量狀況，特別是難以反映錨桿的錨固密實度。 一、前言 隨著錨桿在工程中的大量使用，錨桿抗拔力試驗已明顯不能滿足檢驗錨桿錨固質(zhì)量的要求。根據(jù) 《 錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范 》 (GB500862022)的規(guī)定，對于全長粘結(jié)型錨桿，合格錨桿的長度應(yīng)符合設(shè)計值，注漿密實度不得小于75%，錨桿入巖長度和注漿密實度是反映錨桿錨固質(zhì)量的主要參數(shù)。 近年來，一些大型工程（如水電工程、公路和鐵路交通工程、礦山工程等）探索采用無損檢測技術(shù)檢測錨桿的長度和注漿密實度，以達(dá)到有效評價錨桿錨固質(zhì)量的目的，但基本上處于一種雜亂、無序的狀態(tài)，檢測技術(shù)水平與成果質(zhì)量難以保證。基于這種情況下，為了規(guī)范錨桿錨固質(zhì)量無損檢測方法與技術(shù)，使其符合技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟合理、評價正確，特制定本規(guī)程。 一、前言 本規(guī)程適用于建筑、水利、水電、交通、礦山等各類建設(shè)工程的全長粘結(jié)錨桿的錨固質(zhì)量無損檢測。從調(diào)查結(jié)果看，工程中基本上以全長粘結(jié)型錨桿占絕大多數(shù)，其它類型的錨桿相對較少。 本規(guī)程推薦使用聲波反射法作為全長粘結(jié)錨桿的錨固質(zhì)量無損檢測方法，采用激振聲波信號，實測加速度或速度響應(yīng)曲線，依據(jù)波動理論進(jìn)行分析，進(jìn)而達(dá)到評價錨桿錨固質(zhì)量的目的。對于其他類型的錨桿，可參照執(zhí)行本規(guī)程。 目錄 二、錨桿的主要類型 交流內(nèi)容 二、錨桿的主要類型 錨桿的分類 錨桿的分類和定義缺少統(tǒng)一，各規(guī)程、規(guī)程也不相一致，一般錨桿可按以下分類： （ 1）按應(yīng)用對象分：巖石錨桿、土層錨桿； （ 2）按施加應(yīng)力分：預(yù)應(yīng)力錨桿、非預(yù)應(yīng)力錨桿； （ 3）按錨固機理分：粘結(jié)式錨桿、摩擦式錨桿、端頭錨固式錨桿和混合式錨桿； （ 4）按錨桿桿體構(gòu)造分：脹殼式錨桿、水脹式錨桿、自鉆式錨桿和縫管式錨桿； （ 5）按錨固體傳力方式分：壓力型錨桿、拉力型錨桿和剪力型錨桿； （ 6）按錨固體形態(tài)分：端部擴大型錨桿、連續(xù)球型錨桿； （ 7）按錨固體材料分：砂漿錨桿、樹脂錨桿、藥卷錨桿； （ 8）按作用時段和服務(wù)年限分：永久錨桿、臨時錨桿； （ 9）按布置形式分：系統(tǒng)錨桿、隨機錨桿； （ 10）按錨固范圍分：集中（端頭）錨固類錨桿和全長錨固類錨桿； （ 11）按錨固方式分：機械錨固型錨桿和粘結(jié)錨固型錨桿； 二、錨桿的主要類型 錨桿的類型 （ 1）全長粘結(jié)錨桿 ： 錨桿孔全長填充粘結(jié)材料的錨桿。 （ 2）預(yù)應(yīng)力錨桿 ： 施加預(yù)應(yīng)力的錨桿。 （ 3）摩擦型錨桿 ： 靠錨桿體與孔壁之間的摩擦力起錨固作用的錨桿。 （ 4）砂漿錨桿：以水泥砂漿、快硬水泥砂漿為錨固劑的粘結(jié)型錨桿 。 （ 5）水泥藥卷錨桿：以水泥藥卷為錨固劑的粘結(jié)型錨桿 。 （ 6）樹脂錨桿：以樹脂為錨固劑的粘結(jié)型錨桿 。 （ 7）自鉆式錨桿 ： 錨桿本身兼有造孔鉆桿功能，將造孔、注漿和錨固結(jié)合為一體的錨桿，亦稱自進(jìn)式錨桿。 二、錨桿的主要類型 （ 8）縫管式錨桿：將沿縱向開縫的薄壁鋼管強行推入比其外徑小的鉆孔中，借助鋼管對孔壁的徑向壓力產(chǎn)生阻力而起錨固作用的錨桿。 （ 9）花管注漿錨桿：以在管壁布置一定數(shù)量小孔的鋼管為桿體插入鉆孔后，通過桿體空腔的小孔向錨桿孔注漿的砂漿錨桿 。 （ 10）水脹式錨桿 ：將用薄壁鋼管加工成的異型空腔桿件 ， 送入比其略大的鉆孔中，通過向該桿件空腔高壓注水，使桿件膨脹與孔壁產(chǎn)生摩阻力而起到錨固作用的錨桿。 （ 11）永久性錨桿 ： 與主體工程使用年限相符，在工程有效運行期內(nèi)能夠保持性能穩(wěn)定和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，或具備檢修更換條件，可持續(xù)發(fā)揮作用的錨桿。 二、錨桿的主要類型 （ 12）臨時錨桿 ： 達(dá)不到主體工程同等使用年限標(biāo)準(zhǔn)，只要求在工程施工期間或特定階段起作用的錨桿，工程正常運用工況條件下一般不考慮其作用。 （ 13）系統(tǒng)錨桿 ：根據(jù)巖（土）體整體穩(wěn)定要求，在整個開挖面上，按一定間距、一定規(guī)律布置的錨桿 。 （ 14）隨機錨桿：為防止巖（土） 體塌落或滑動 ，在局部布設(shè)的錨桿 二、錨桿的主要類型 目錄 交流內(nèi)容 三、 規(guī)程條文及說明 1 、總則 為了規(guī)范錨桿錨固質(zhì)量無損檢測方法與技術(shù)，使其符合技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟合理、評價正確，制定本規(guī)程。 本規(guī)程適用于建筑工程 全長粘結(jié)錨桿 的錨固質(zhì)量無損檢測。(其他類型錨桿的錨固質(zhì)量無損檢測可參照執(zhí)行 ) 錨桿錨固質(zhì)量無損檢測方法應(yīng)根據(jù)檢測條件、適用范圍、施工工藝等合理使用。 現(xiàn)場作業(yè)時，應(yīng)遵守現(xiàn)行安全和勞動保護的有關(guān)規(guī)定。 (由于錨桿一般位于邊坡、洞室等地質(zhì)條件差、施工環(huán)境復(fù)雜、風(fēng)險源較集中的部位，故現(xiàn)場檢測作業(yè)時應(yīng)遵守現(xiàn)行安全和勞動保護的有關(guān)規(guī)定，確保安全 ) 本規(guī)程規(guī)定了全長粘結(jié)錨桿錨固質(zhì)量無損檢測的基本技術(shù)要求。當(dāng)本規(guī)程與國家法律、行政法規(guī)的規(guī)定相抵觸時，應(yīng)按國家法律、行政法規(guī)的規(guī)定執(zhí)行。 錨桿錨固質(zhì)量無損檢測除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)程外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)強制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 三、規(guī)程條文及說明 3 、基本規(guī)定 一般規(guī)定 錨桿錨固質(zhì)量無損檢測內(nèi)容應(yīng)包括錨桿桿體長度檢測和錨固密實度檢測。 （全長粘結(jié)型錨桿檢測的內(nèi)容包括錨桿桿體長度、錨固密實度，摩擦型、膨脹型、管楔型等非粘結(jié)型錨桿可采用聲波反射方法檢測桿體長度） 錨桿錨固質(zhì)量無損檢測應(yīng)委托有檢測資質(zhì)的單位承擔(dān)。（為了保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、公證，根據(jù) 中華人民共和國建設(shè)部 第 141號令 建設(shè)工程質(zhì)量檢測管理辦法 的規(guī)定，試驗和檢測均應(yīng)由有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行） 錨桿錨固質(zhì)量無損檢測前宜進(jìn)行錨桿模擬試驗。 （模擬錨桿對于檢測人員來講是“盲桿”，通過錨桿模擬試驗獲得不同缺陷錨桿的波形，同時對檢測人員的檢測水平和檢測儀器的測試精度進(jìn)行考核 ） 三、規(guī)程條文及說明 錨桿錨固質(zhì)量宜分項目或單元進(jìn)行抽樣檢測。 （大型工程包含的項目較多，有些項目的施工周期較長，分單元進(jìn)行施工與驗收，可按項目和單元檢測，以便與施工、驗收相對應(yīng)） 錨桿錨固質(zhì)量無損檢測資料分析，宜對照所檢測工程錨桿模擬試驗成果或類似工程錨桿錨固質(zhì)量無損檢測資料進(jìn)行。 （對于大型工程一般應(yīng)進(jìn)行錨桿模擬試驗，但不可能所有型號、所有地質(zhì)條件下的均進(jìn)行錨桿模擬試驗，還應(yīng)通過在檢測過程中總結(jié)規(guī)律，逐步建立工程的錨桿檢測圖庫。為了保證檢測成果質(zhì)量，在內(nèi)業(yè)資料整理前，應(yīng)對所檢測的每根錨桿的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查驗收，錨桿檢測數(shù)據(jù)合格的方可進(jìn)行資料分析處理。單項工程可對檢測過的錨桿進(jìn)行系統(tǒng)抽樣檢查，通過抽樣檢查控制一個工程單元的檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量是否合格 ） 三、規(guī)程條文規(guī)定及說明 檢測數(shù)量 單項或單元工程的整體錨桿檢測抽樣率應(yīng)不低于總錨桿數(shù)的 10%，且每批宜不少于 20根。重要部位或重要功能的錨桿宜全部檢測。（ 重要部位如巖錨吊車梁、起重機錨固墩、地下廠房頂拱等 等） 單項或單元工程抽檢錨桿的不合格率大于 10%時，應(yīng)對未檢測的錨桿進(jìn)行加倍抽檢。 三、規(guī)程條文及說明 檢測成果 錨桿檢測成果應(yīng)以簡報、單項或單元工程檢測報告的方式提交。 （有些零星檢測項目或小工程一般不設(shè)檢測機構(gòu)，一次進(jìn)場完成，檢測工期短、檢測數(shù)量少，可采取直接提交成果報告的方式 ） 、檢測成果表。 單項或單元工程檢測報告宜在各期簡報的基礎(chǔ)上綜合整理分析后編制。 三、規(guī)程條文及說明 單項或單元工程檢測報告宜在各期簡報的基礎(chǔ)上綜合整理分析后編制。 ： 1）工程項目及檢測概況； 2）檢測依據(jù)； 3）檢測方法及儀器設(shè)備； 4) 檢測資料分析； 5）檢測成果綜述； 6）檢測結(jié)論； 7）附圖和附表。 三、規(guī)程條文及說明 檢測機構(gòu)和檢測人員 檢測機構(gòu)應(yīng)通過計量認(rèn)證，并具有相關(guān)資質(zhì)。 檢測人員應(yīng)經(jīng)上崗培訓(xùn)合格，并持證上崗。 (根據(jù) 中華人民共和國建設(shè)部 第 141號令 建設(shè)工程質(zhì)量檢測管理辦法 的規(guī)定 ) 三、規(guī)程條文及說明 4 檢測儀器 一般規(guī)定 檢定或校準(zhǔn)合格。 （當(dāng)前錨桿無損檢測的儀器大多在基樁低應(yīng)變檢測儀器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，甚至直接使用測樁儀進(jìn)行錨桿檢測，但近年來已有一些廠商開發(fā)出了專門的錨桿檢測儀。錨桿檢測儀其原理與樁基低應(yīng)變儀類同，但在傳感器、激振、頻率響應(yīng)等方面充分考慮了錨桿的特性，更加適用于錨桿無損檢測，所以規(guī)定使用經(jīng)技術(shù)監(jiān)督部門批準(zhǔn)生產(chǎn)的專用錨桿無損檢測儀 ） 三、規(guī)程條文及說明 。 檢測設(shè)備應(yīng)配套齊全、功能完整、主要技術(shù)參數(shù)符合本規(guī)程要求。 三、規(guī)程條文及說明 檢測儀器的采集器應(yīng)具有現(xiàn)場顯示、輸入、保存實測波形信號、檢測參數(shù)的功能，宜有對現(xiàn)場檢測信號進(jìn)行分析處理、與計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能，一屏應(yīng)能顯示不少于三條波形。 （便于檢測人員在現(xiàn)場檢測時，能識別、判斷信號的有效性，保持檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，同時也保證資料分析評判人員能完整地使用現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，從而保證了“現(xiàn)場檢測 — 數(shù)據(jù)檢查 — 成果分析”的連續(xù)性 ） 采集器模擬放大的頻率帶寬不窄于 10Hz~50kHz，具有濾波頻率可調(diào)， A/D不低于 16位，最小采樣間隔不大于1181。s。 （主要考慮錨桿的振動特性和聲波傳播特征，一般錨桿的激振頻率和固有頻率均較高（ 10Hz~100kHz），所以規(guī)定數(shù)據(jù)采集的采樣率和 A/D轉(zhuǎn)換精度等參數(shù) ，以保證所采集的信號質(zhì)量） 三、規(guī)程條文及說明 采集器應(yīng)能與超磁致伸縮聲波震源或其他瞬態(tài)沖擊震源匹配工作。 （為了檢測各種類型的錨桿，配備多種震源是必須的。如短錨桿和長錨桿，硬質(zhì)圍巖和軟質(zhì)圍巖等，所采用的檢測震源及激振頻率會有所區(qū)別） 檢測資料的分析軟件宜具有數(shù)字濾波、幅頻譜分析、瞬時相位譜分析、能量計算等信號處理功能，及錨桿桿長計算、缺陷位置計算和密實度分析功能，可將檢測波形、計算參數(shù)、分析結(jié)果導(dǎo)入 Excel、 Word等文檔。 （便于數(shù)據(jù)處理、成果分析和報告編制） 三、規(guī)程條文及說明 激發(fā)與接收設(shè)備 激振器激振頻率范圍應(yīng)在 10Hz~50kHz，宜使用超磁致伸縮聲波震源。 （聲波接收傳感器使用速度或加速度傳感器，一般加速度傳感器體積小、高頻響應(yīng)較好，速度傳感器一般體積大、低頻響應(yīng)較好。由于錨桿直徑小，激振頻率高，故推薦使用加速度傳感器） 接收傳感器感應(yīng)面直徑應(yīng)小于錨桿直徑，可通過強力磁座或其它方式與桿頭耦合。 三、規(guī)程條文及說明 10Hz~50kHz，當(dāng)響應(yīng)頻率為 160Hz時，加速度傳感器的電荷靈敏度宜為10pc/m/s2~20pc/m/s2；當(dāng)響應(yīng)頻率為 50Hz時，加速度傳感器的電壓靈敏度宜為 50mV/cm/s~300 mV/cm/s。 （采集儀器和接收傳感器、激振設(shè)備的頻帶應(yīng)兼容，并與錨桿的頻率特性相包容。傳感