张秀娟
山东省菏泽市定陶区黄店镇人民政府 菏泽 定陶 274111
摘要：我国建筑行业不断发展，锚杆锚固技术已在采掘、隧道、高边坡和深基坑等工程中得到广泛应用，但其受力状态、锚固质量的检测仍停留在对岩体有较大影响且费时费力的破坏性拉拔试验阶段。因此，研发一种既能准确判断锚杆锚固质量，又对锚杆及其周围岩体没有影响的检测方法已迫在眉睫。无损检测技术可为锚杆锚固质量的评价提供一种新方法。
关键词：工民建；施工；土层锚杆技术；运用
引言
锚杆是一种受拉杆件，由杆体（钢绞线、预应力螺纹钢筋、普通钢筋或钢管）、注浆固结体、锚具、套管所组成，一端锚固于稳定的岩土层中，另一端与支护结构相连结（各种围护桩，如钢板桩、挖孔桩、灌注桩、地下连续墙等），用于承受由于土压力、水压力等施加于支护结构的推力，从而利用地层的锚固力以维持支护结构的稳定。锚杆应用于基坑支护工程，由于其施工机械及设备的作业空间不大，提供开阔的挖土和结构施工空间，施工效率和质量得到提高。用锚杆代替钢横撑作为基坑侧壁支撑，可以节省大量钢材，减少土方开挖量，且能改善地下室施工条件。锚杆还可以预加拉力，减少位移，控制支挡结构的变形，因此在基坑工程中，锚杆的应用日益普遍。但是，在工程实践中，常常会遇到锚杆施工结束后，承载力验收抗拔试验出现锚杆的抗拔力达不到设计要求的情况，导致需要变更设计增加锚杆的数量来满足设计要求，补充锚杆施工造成造价升高、工期延误的情况时有发生。因此，在锚杆设计时，如何正确稳妥解决此类问题，在工程实践中显得非常需要。
1锚杆概念
锚杆是一种深入地层的受拉构件，主要由杆体、注浆体、套管和锚具（锚具仅预应力锚杆设置）组成，它一端与工程建（构）筑物、支护结构连接，另一端锚入稳定的地层中，用以抵抗水浮力、水压力、土压力，从而保证建（构）筑物、基坑、边坡等的安全，锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆外锚头处的拉力通过杆体传至锚固体的区域，其作用是对锚杆施加预应力，仅预应力锚杆设置自由段，一般采用塑料管套在锚杆上满足自由段无粘结的要求；锚固段是指水泥浆握裹杆体与岩层或土层粘结成整体的区域，其传力顺序为自由段（或无自由段）拉力通过杆体传至锚固体，锚固体通过水泥浆体与岩土层的粘结摩擦作用将拉力传至周围土体深处。
2土层锚杆无损检测试验研究
2.1工作原理
基于锚固体系的锚杆动力学和一维波动理论，试验采用应力波反射法检测锚杆。小扰动应力波反射法示意见图1。在锚杆外端利用力锤对锚杆端部施加1个垂直于锚杆的小冲击扰动力F（t），激发一道应力波，再由速度检波器或加速度传感器接收由初始信号和锚杆杆身缺陷位置（或杆底）产生的反射信号组合的时程曲线（或称为波形），最后结合有关地质资料和施工记录对曲线进行分析，判断锚杆的完整性。
2.2验收试验
已施工的锚杆质量是广大建筑从业者特别关心的问题,因锚杆失效引起的工程事故屡见不鲜,锚杆验收试验是独立于建设方、施工方之外的第三方，技术人员采用专业的设备，根据规范要求对抽检的锚杆进行承载力测验，通过验收试验可获得锚杆承载力是否达到设计要求，具有检测、控制锚杆施工质量的作用。因此,锚杆验收试验对基坑支护、边坡支护、建筑抗浮等工程的意义重大,应引起建筑行业从业者的高度重视。不同规范对锚杆验收试验的规定有较大差异。
2.3基本试验
对于重要的锚杆或新工艺、新技术、新材料的锚杆，规范均要求进行基本实验（或称性能试验），主要是因为土层情况以及水文条件复杂，新工艺、新技术、新材料的设计施工经验较少，通过基本实验可以确定锚固体与岩土层间极限粘结强度标准值，可以验证所选锚杆设计参数、施工工艺的正确性，为设计提供依据，选点位置应选在具有代表性地质条件处，每种锚杆试验数量不小于3根。不同规范对锚杆基本实验的规定差别较大。
3锚杆检测及注意问题
3.1现场试验方法
试验时需要去除敲击面的污垢等杂质且敲击面应尽量平整、干燥，必要时可用打磨器将其打磨平整，且加速度测量计与锚头之间需有1～3mm的黄油或橡胶做耦合剂，以减少噪声对入射波和反射波信号的干扰。敲击锚头时，敲击点与加速度测量计不宜靠得太近，尽量使作用力垂直于锚杆轴线，重复3～5次敲击，选择效果最好的脉冲信号进行记录。由于手锤激发的应力波脉冲信号宽度窄、反射信号很弱，因此选择加速度测量计时应尽量选用频率和灵敏度较高的。在收集脉冲信号时，还应采用线性放大、指数放大等信号增强技术以应对反射波信号微弱的情况。
3.2电气设备漏电保护的措施
无论是上文所述的接地漏电防护、设备保护接零保护、还是漏电保护开关、漏电插座、电气火灾监控系统等，都是为了减少烧损电气、设备短路事故、人身触电时对工作人员产生的危害，确保用电安全。以下场所需采取漏电保护及监控的措施：交流电气装置及设备的外露可导电部分做接地处理：①高压电气装置以及传动装置的外露可导电部分；②电缆沟和电缆隧道内，以及地上各种电缆金属支架等；③附属于高压电气装置的互感器的二次绕组和控制电缆的金属外皮；④配电、控制和保护用的柜（箱）等的金属框架；⑤配电变压器的变压器、低电阻部分以及中性点，接地系统的中金属设备外露部分可导致漏电问题的发生；⑥电气、配电变压器和高压电器等的底座和金属外壳；⑦电缆保护线盒、终端盒的外壳金属部分，电缆金属保护套层和屏蔽层，穿线过程使用的钢管以及电缆桥架等等；⑧预装式变电站、干式变压器和环网柜的金属箱体等；⑨发电机中性点柜的外壳、发电机出线柜、母线槽的外壳等。
3.3锚杆锚固系统信号处理及分析
分析完整锚杆和具有不同缺陷位置锚杆在不同龄期下的减速度响应曲线可知，试验中收集到的反射波脉冲信号很难准确确定，这将直接影响应力波波速的确定，对锚杆锚固质量的判断造成不小的困扰，因此，在试验中需要用到各种信号处理手段以便从加速度响应曲线中找到明显的底端反射信号，解决应力波波速确定的问题，从而对锚杆锚固质量进行准确判断。众所周知，描述信号的主要参数是时间和频率。传统信号分析和处理的方法是广义频域滤波法，这种方法在对时域信号进行分析时，对频域信号的分析频率为零而对时域信号的分析频率为无穷大；在对频域信号进行分析时，对时域信号的分析频率为零而对频域信号的分析频率为无穷大。因此傅立叶变换只适用于平稳信号的研究。
结语
由于工程地质和水文地质的复杂性，锚杆在全面施工之前应先进行基本试验以确定锚杆的抗拔承载力，为确保锚杆施工质量和工程进度的重要保证措施。现行有关规范对土层锚杆基本试验的要求均有不同，应根据工程的性质来选用不同的规范。支护工程的土层锚杆的基本试验，其最大试验荷载宜按预估破坏荷载来取值，并控制杆体应力值不超过规范允许值。试验方法宜采用多循环加载，其试验循环次数、分级荷载值和锚头位移观测时间，各规范的规定有区别，应根据设计采用的规范规定进行。通过两个工程实例的比较表明，未在全面施工前进行基本试验的锚杆工程容易出现承载力不满足设计要求、需变更设计二次进场施工的问题。
参考文献
［1］刘道涵，汤型正，胡祥云.锚杆锚固质量电磁法检测的理论研究［J］.人民长江，2010（15）：87-90.
［2］朱耀斌.地锚拉杆设置对小半径曲线无缝线路稳定性的影响分析［J］.中国铁路，2016（5）：96-101.
［3］孙冰.不同围岩中锚杆锚固系统的低应变动力响应分析［D］.长沙：中南大学，2010.