1引言

 

　　边坡锚杆的施工质量对工程安全运行尤为重要，边坡支护工程中，常规锚杆拉拔力试验不能完全保证锚杆的施工质量满足设计要求，实验证明，对于高强螺纹锚杆，当锚固长度达到锚杆直径42倍时，握裹力不在随锚杆长度的增加而增加，水电工程锚杆的长与直径比达到了100～300，因此仅用抗拔力来检验施工质量是不完整的。本工程采用锚杆无损检测技术检测锚杆的注浆密实度，相比传统的锚杆抗拔力检测，具有无损、便捷、准确等特点，在工程中广泛应用，一些大型工程（如小浪底、三峡、水布垭、龙滩等）逐渐采用声波反射无损检测技术对工程的锚杆长度和锚固密实度进行检测，已达到有效控制锚杆锚固质量的目的。本文通过模拟试验和大量检测数据分析对比，对无损检测过程中几个重要问题进行探讨研究，得出可供工程实践的重要结论.

 

 

　　2.1基本原理

 

　　无损检测技术是利用声频应力波（简称声波）快速检测，在锚杆外漏的端头，利用超磁震源激发高频能量声波或手锤敲击，同时接收锚杆体内的反射信息。利用声波在受边界条件约束的一维杆状体内传播的运动学与动力学规律，尤其是对边界条件变化产生的特征反射和杆体内波动能量的衰减特征，进行频谱分析和能量衰减分析，快速检测与分析锚杆长度、锚固状态的检测。

 

　　2.2试验及其结果分析

 

　　为了确定锚杆无损检测技术的可靠性，即无损检测的密实度和锚杆长度与实际值误差是否满足质量控制的要求，选取两种类型锚杆（4.5m*Φ25、6m*Φ25）各三根，以相同的孔斜、水泥砂浆模拟现场施工工艺，将水泥砂浆注入Φ50*2.1mmPVC管中，然后插入锚杆现场养护，不同龄期进行无损检测，七天龄期剖管查看，对比分析无损检测的可靠性。

 

　　7天龄期无损检测与实际剖管结果对比分析，检测出的密实度与实际值的误差在-0.6%～+7.3%；长度绝对误差小于9cm，相对误差小于1.98%，其中4-1号锚杆外露长度过长0.60m，造成密实度误差和长度误差偏大。从试验结果看，锚杆无损检测值可靠性达实际值92.8%，满足施工质量控制要求。

 

　　通过对工地现场锚杆进行抗拉拔力试验（设计值20kN），当力值达到60kN时，锚杆无位移滑动现象，通过无损检测分析，饱满度仅43.2%，因此，在工程质量控制过程中，对锚杆饱满度进行无损检测是必要的。

 

　　固结波速是锚杆锚固质量的一个重要参数，根据公式，式中：C1，C2分别为锚杆

 

　　和锚固介质在锚固状态下的折算刚度（N/m），与二者粘结强度有关。根据上式可以看出在锚固体内，固结波速介于杆体和锚固介质的波速之间。钢筋波速检测值为=5155m/s，纯砂浆波速为=3100-3400m/s，根据工地2d-40d检测数据统计分析，固结波速检测范围=4514-3344m/s，随着砂浆龄期增长和边坡沉降的稳定，粘结强度和锚固质量趋于最佳。模拟试验中通过对砂浆龄期为2d～7d时锚杆的检测，发现固结波速差异很小，=4339-4453m/s，平均值=4378m/s，基本处于钢筋波速与锚固介质波速中间。

 

　　4.杆底反射波形的确定

 

　　杆底反射的确定将直接影响锚杆的检测长度，检测过程中发现，锚杆注浆两天后，锚固介质和锚杆的粘结力较小，杆底反射信号明显，随着砂浆强度的增长，锚固介质和锚杆的粘结强度趋于最佳，杆底反射信号变弱，如图4-1。在锚固密实度比较高、岩体包阻抗较大、锚杆入岩较长，锚杆杆底反射的信号一般较弱，很难辨别，根据2d-7d不同砂浆龄期检测波形对比，发现锚杆注浆2d-7d后进行无损检测，可以准确判定杆底反射和缺陷反射。

 

 

　　检测过程中发现外露长度超过0.35cm后，频谱出现双峰，检测的波形频谱和时域分析差异性较大，激震过程中外露端能听见微弱余振，手握外露端头有轻微震感，分析原因：锚杆外露长度过长，在受激振动后，外露钢筋产生的余振与初始应力波相互干涉，造成缺陷反射和杆底反射不明显，影响波形分析。在检测过程中，用手将外露杆体侧压后进行激震采样，波形分析过程中，将余振产生的峰值过滤，能减少余振的影响.

 

 

　　通过工程实体检测过程中的大量数据分析，发现锚杆无损检测过程中需要充分考虑注浆工艺，围岩情况，锚杆方向及外露端质量等方面对波形分析的影响，无损缺陷判别的理论分析是基于声波在均匀介质传播过程中，对不同介质产生的不同反射波而判别为缺陷，通过模拟试验与实际检测中对比得出，不同地质条件对砂浆包裹锚杆的均质性影响很大.通过以上分析，得出如下重要结论可应用于指导工程实践：

 

　　锚杆无损检测可靠性能够满足工程实体质量控制，实体检测过程中，需要对围岩类别、锚杆类别、注浆方向、注浆工艺等因素综合考虑缺陷的判别，可提高分析的精度和避免缺陷误判；

 

　　固结波速的确定，需要在不同围岩条件下进行试验，确定各类围岩条件下不同饱满度的固结波速，用于锚杆长度的检测；

 

　　锚杆无损检测最好是在砂浆龄期两天后进行，如果龄期过长，锚杆杆底反射信号较难判别，影响锚杆长度的测定；

 

　　锚杆外露长度过长将影响检测精度，检测过程中可对过长部分采取切除、用手侧压的方式避免外露端余振干扰检测波形.