岩土预应力锚索孔道注浆质量检测技术研究

　　【摘 要】近年来，岩土锚固技术发展迅速，尤其是预应力锚固技术的快速发展大大推动了土木工程技术的进步。现阶段，岩土预应力锚固技术在山区公路工程的边坡防护与加固中应用非常广泛，但是其作为一项隐蔽工程，其质量安全检测技术却相对滞后。文章主要对预应力锚固工程的注浆质量检测技术进行了探讨，供相关工作人员参考。
　　【关键词】预应力锚索；注浆；质量检测；应用
　　随着我国交通事业建设的迅速发展，公路工程建设过程中的岩土工程地质问题也日益突出，在公路工程交通建设中，岩土治理工程治理质量是保证工程建设顺利进行的重要基础条件。在岩土工程治理中，受外界多种因素的影响，其施工进度、施工周期以及工程造价等都受到一定的制约，为此相关工作人员也在积极探寻经济可靠、操作简便的检测技术手段，以便定量评价岩土治理工程中有关质量的工程技术问题。
　　一、岩土预应力锚固工程技术概述
　　预应力锚索主要是指通过建立一种后张预应力场，减少自然力场对土地岩层的作用力，这样可以有效增加结构物的稳定性，以保证施工过程中的安全，尽可能的降低施工后的返修效率。它能够从根本上减少地质体的潜在威胁，并将其自身内部状态的稳定性发挥至最大。预应力锚索主要由三部分组成，分别是锚固段、自由段和外锚头，具体如下图1所示。
　　锚固段：其下方就是岩土层，所以锚固段的嵌入位置就是岩土层的滑动面或者是破裂面，是整个结构的固定位置，其能够承受整个锚索的最终拉力，整根锚索的拉力最终都处在这个位置上。因此，它通常是形成一种心形的形状，为了增加稳定性，灌浆在浇筑时也要充分考虑到其稳定性，在打孔时让它与地质岩层形成一种整体，相反地，岩土体则成为了拉力的载体；自由段：自由段处在锚固段和锚头之间，它就是传力的主要位置，需要有较强的张力和一定的伸缩性。自由段中有一种钢绞线材料，这种材料本身具有明显的伸缩性，因此借助该材料可以将预应力传递到最下端，并将反作用力传递给上端，主要是起承上启下的作用；锚头：因为处在外面，因此又被称之为外锚头，是处在外部的锁定性结构，也是对预应力的张拉信息最初感应的结构。预应力锚索根据其锚固段受力状态的不同可以分为拉力型锚索、压力型锚索以及载荷分散型锚索三种。
　　二、锚固工程注浆检测的现状
　　锚固工程本身属于是隐蔽工程，因此在实际的工程施工期审计以及监督方面存在一定的困难，锚固的实效性也就得不到保证。如果在注浆过程中注浆本身不合格，但施工方没有认识到这一点，仍然进行注浆，那么这种时候锚固工程的有效性就大打折扣，工程自身的安全性和可靠性自然就降低，最坏的结果是整个工程都会失效。根据检测的方式、检测加力的手段不同，锚杆的施工检测主要由两种分类，一种是动力法检测，另一种是静态法检测。动力法检测一般是借助精密仪器，检测速度较快，检测效率也很高；静态法检测是较原始的检测方法，采用的是全程人工的检测方法，这种检测方法耗时、耗力、浪费钱财，目前使用的较少。
　　对于锚索注浆质量的检测目前比较常用的检测方法是应力波反射法检测技术。利用这一技术可以对锚索锚杆的质量作出全面的评价。该方法的基本原理是：在锚索外露端激振，产生弹性应力波信号沿钢绞线传播，当钢绞线周围或底端介质发生变化时如砂浆不饱满或空浆时，传播信号将会反射回来，通过对锚固端传感器接收到的反射波信号进行分析处理，可以对锚固工程的注浆质量进行评。应力波反射法能对锚索进行大规模的普查，速度比较快，其能够清楚分辨锚固质量优良和極差的情况，但是对锚杆注浆密实度的定量判断还有待改进。
　　三、锚固工程注浆无损检测
　　（一）声频应力波在岩土锚固工程注浆检测中的应用
　　锚索注浆饱满度无损检测前，应做好各项准备工作，同时现场检测选择有经验的检测人员进行操作，数据处理结合抽检锚索类别、受力特点及其重要性，评定每根锚索的施工质量与运行状况。锚索检测前，应搜集与锚索无损检测有关的岩土条件、锚索设计资料、锚索施工记录、检测作业条件等基础资料。施工方应提供锚索施工记录，并指派熟悉现场情况的技术人员携带施工图到检测现场协助检测。同时，绘制抽检锚索位置图，并在图上标明抽检锚索的位置，现场检测锚杆宜予以标识；在检测频率上一般是抽检整个锚固工程的锚索数量的5%，并且不少于10根，对于特殊部位或重点受力部位，可增加检测数量。锚索的检测部位应具有代表性并且能够体现随机性，具体检测部位的确定需要结合勘查的设计资料以及现场情况来确定，一般是由检测方提供。在实际的工程建设中一般需要从横、纵断面分别控制边坡锚索的检测部位，在同一横断面中，宜重点检测边坡中部及下部的锚索；在同一纵断面中，宜重点检测高度较高的部位及岩土体变化较大的部位的锚索。对岩土层性状变化大等特殊地质条件下的情况，宜对变化部位、地质条件较差部位和施工较困难部位的锚索进行重点检测。检测条件具备检测的锚索注浆应在3天以上龄期，锚索外露端头的截面或垫板应平整。有连接的锚杆，应掌握连接的准确位置和连接方式。锚索端头应外露，若已用混凝土封锚，需凿开混凝土，使锚杆的外露长度不少于5cm，并且锚杆其他钢筋不能直接接触，锚索的锚具应全露出。锚杆外露段宜为10～20cm，锚索外露段宜不少于10cm。
　　（二）声频应力波在预应力桥梁孔道注浆检测中的应用
　　桥梁孔道注浆检测一般常用的检测方法是首先利用钻芯取样方法进行检测取样，但是这种方法既浪费时间同时人力投入也比较大，对工程结构的安全性有较大影响，因此其推广应用受到限制。但是利用无损检测技术可以有效避免这一问题。目前，较多的采用基于电磁波的方法和基于弹性波的方法对孔道注浆的质量进行检测。探地雷达法是一种基于电磁波的检测技术，将探地雷达天线沿着波纹管的方向行走，发射的电磁波信号透射过注浆管中的浆体，对于不同的介质，电磁信号的透射和反射特性都会发生相应的变化，据此可以测试注浆质量的好坏。但由于预应力梁体钢筋密布且预应力孔道多由钢质波纹管包裹，传统的电磁方法由于受到电磁屏蔽而无法判断注浆情况。因此，只有采用塑料波纹管的梁体才能进行探测。
　　四、结束语
　　总之，现阶段无损检测技术就是现阶段岩土预应力锚固工程质量检测技术的一个重要研究方向，其中基于应力波的检测方法是主要的研究方向。锚固工程是一项隐蔽工程，在公路工程的建设过程中为保证工程项目的安全性以及可靠性必须要加强快速、高效检测技术的研究，促进公路工程建设的发展。
　　【参考文献】
　　[1]刘伟超.预应力锚索锚固力检测方法研究[D].重庆交通大学，2015.
　　[2]谭立铭.锚索预应力无损检测方法研究[D].重庆交通大学，2013.