工程锚杆无损检测方案Word下载.doc

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本次检测仪器为RSM-RBT锚杆无损检测仪。

4.2工作原理

全长粘结砂浆锚杆的水泥砂浆的灌注密实与否，是锚杆能否按设计要求起作用的重要指标。

传统的测试方法是用抗拔力来检验，但这种方法并不能完全确定其施工质量。

试验证明，对于高强锚杆，当锚固长度达到锚杆直径的42倍时，握裹力不再随锚杆长度的增加而增加，因此仅用抗拔力来检验施工质量不完整。

采用声波反射法对锚杆的锚固质量进行无损检测和抗拔力试验有机地结合并进行综合分析，才能对锚杆的锚固质量进行很好地分析和评价，其原理如下：

图1锚杆体系模型示意图

当工程的锚杆构件的尺寸为圆柱体且其直径d远远小于其长度L时，即L>

>

d，则此锚杆可以作为弹性波中的一维杆件理论分析处理。

锚杆是钢筋与水泥砂浆胶结在一起，与周围围岩存在较大的弹性波波阻抗差异，因此，应用弹性波理论对锚杆进行无损检测，可以视锚杆为一维弹性杆件。

应力波在锚杆中传播时考虑粘滞性阻尼力的一维弹性波波动方程为：

（1）

式中，为截面的纵向位移；

为空间、时间坐标；

为锚杆周围介质的阻尼系数；

分别表示锚杆的截面积及锚杆材料的弹性模量；

为锚杆的纵波波速；

，为锚杆材料的质量密度。

在小阻尼情况下，式

（1）的解可近似简化为

（2）

式中，为衰减因子，为无阻尼条件下的圆频率。

由式

（2）可见，波在传播过程中幅值随传播时间的增加按指数规律衰减；

当值不变时，值或值愈小则波幅值随时间衰减愈快。

在由锚杆、混凝土砂浆和围岩组成的体系中，由锚杆端部发射的声波经杆体向四周传播，在锚杆与砂浆、砂浆与围岩等界面发生入射、

反射和透射。

入射波应力为反射波应力与透射波应力之间的关

系分别为

　　　　（3）

　（4）

式中，波阻抗Z=cA，、c、A分别为介质的密度、声速和截面积。

从上述公式可以看出，当杆中某一截面面面积或材料性质发生改变时，入射波将在该截面处发生反射和透射，其反射和透射波的大小与截面面积和波阻抗相对变化的程度有关。

与变截面杆相类似，在锚杆体系中锚杆、砂浆、和基岩三者之间浇灌均匀密实时，应力波的能量大部分透射到基岩体中，只有小部分能量反射回来，且反射信号极有规律。

当砂浆浇灌不均匀、密实时，在砂浆中出现空穴，在空穴处将出现不同程度的波阻抗变化面。

表现在原有的信号中迭加了强度不同的反射信号，或在不应出现反射波处有反射信号，根据反射波位置和反射信号的强弱，就可以确定锚杆锚固质量并为其分级。

5.现场检测

现场检测采用武汉中科智创岩土技术有限公司生产的RSM-RBT型锚杆无损检测仪。

5.1检测条件

（1）锚杆杆体直径宜均匀。

（2）锚杆外露端面应平整。

（3）锚杆端头应外露，外露杆体应与内锚杆体呈直线，外露段不宜过长。

（4）采用多根杆体连接而成的锚杆，施工方应提供详细的锚杆连接资料。

5.2现场检测注意事项

（1）宜使用端发端收或端发侧收方式。

（2）接收传感器使用强磁或其它方式固定，传感器轴心与锚杆杆轴线平行。

（3）安装有托板的锚杆，接收传感器不应直接安装在托板上。

（4）激振器激振时应避免触及接收传感器。

（5）实芯锚杆的激振点宜选择在杆头靠近中心位置，保持激振器的轴线与锚杆杆轴线基本重合.

（6）中空式锚杆的激振点宜紧贴在靠近接收传感器一侧的环状管壁上，保持激振器的轴线与杆轴线平行。

（7）激振点不宜在托板上。

（8）单根锚杆检测的有效波形记录不应少于3个，且一致性较好。

（9）现场检测期间，检测现场周边不能有机械振动、电焊作业等对检测数据有明显干扰的施工作业。

（10）现场检测宜在锚固7天后进行。

6结果判定

6.1锚固密实度判定

锚固密实度判别详见表1。

表1锚固密实度判别

质量

等级

波形特征

时域信号特征

幅频信号特征

密实度D

A

波形规则，呈指数快速衰减，持续时间短

2L/Cm时刻前无缺陷反射波，杆底反射波信号微弱或没有

呈单峰形态，或可见微弱的杆底谐振峰，其相邻频差

≥90%

B

波形较规则，呈较快速衰减，持续时间较短

2L/Cm时刻前有较弱的缺陷反射波，或可见较清晰的杆底反射波

呈单峰或不对称的双峰形态，或可见较弱的谐振峰，其相邻频差

90%~80%

C

波形欠规则，呈逐步衰减或间歇衰减趋势形态，持续时间较长

2L/Cm时刻前可见明显的缺陷反射波或清晰的杆底反射波，但无杆底多次反射波

呈不对称多峰形态，可见谐振峰，其相邻频差

80%~75%

D

波形不规则，呈慢速衰减或间歇增强后衰减形态，持续时间长

2L/Cm时刻前可见明显的缺陷反射波及多次反射波，或清晰的、多次杆底反射波信号

呈多峰形态，杆底谐振峰明显、连续，或相邻频差

＜75%

6.2锚固质量评定标准

（1）锚杆杆体长度不小于设计长度的95%，且不足长度不超过0.5m，可评定锚杆长度合格；

（2）锚杆锚固密实度按表1进行评定，同时应执行下列规定：

1）当锚杆空浆部位集中在底部或浅部时，应降低一个等级；

2）锚固密实度达到C级以上，且符合工程设计要求时，评定锚固密实度合格。

（3）单根锚杆锚固质量无损检测分级评判应按表2进行。

表2锚杆锚固质量无损检测分级评价表

锚固质量等级

评价标准

Ⅰ

密实度为A级，且长度合格

Ⅱ

密实度为B级，且长度合格

Ⅲ

密实度为C级，且长度合格

Ⅳ

密实度为D级，或长度不合格

（4）单元或单项工程锚杆锚固质量全部达到Ⅲ级及以上的应评定为合格，否则应评定为不合格。

7.检测报告

委托方提供委托书、施工记录、平面图等完整资料，现场检测结束后，即可出具检测报告。

检测报告宜包含以下主要内容：

1）工程项目及检测概况；

2）检测依据；

3）检测方法及仪器设备；

4）检测资料分析；

5）检测成果综述；

6）检测结论；

7）附图和附表

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