《建筑主体结构检测》课件-项目二

2.1地质雷达工作原理《建筑主体结构检测》一、地质雷达概述地质雷达是目前分辨率最高的工程地球物理方法，在工程质量检测、场地勘察中被广泛采用，近年来也被用于隧道超前地质预报工作。一、地质雷达概述地质雷达能发现掌子面前方地层的变化，对于断裂带特别是含水带、破碎带有较高的识别能力。在深埋隧道和富水地层以及溶洞发育地区，地质雷达是一个很好的预报手段。二、地质雷达组成系统地质雷达是一种宽带高频电磁波信号探测方法，它利用电磁波信号在物体内部传播时电磁波的运动特点进行探测的。地质雷达系统主要由以下几部分组成如图所示：发射机数据接收机接收到的回波发射脉冲波数据和指令控制单元地质雷达系统组成示意图探测目标三、工作原理地质雷达探测的工作原理，简单地说是通过特定仪器向地下发送脉冲形式的超高频电磁波。输出显示分析计算处理后反射、散射脉冲无载波脉冲时域接收机发射电磁接收反射目的体介质1介质2Er1Er2三、工作原理T为发射天线，R为接收天线，电磁波在地下介质中遇到目标体和基岩时发生反射，信号返回地面由天线R接收并记录，通过主机的回放处理，就可以得到雷达记录的回波曲线。基岩地面目的体T1T4T7R1R4R7三、工作原理01234567点位/m双程时间t有了雷达记录的双程反射时间即可据公式算出该界面的埋藏深度H：

三、工作原理这时就可以对雷达资料进行进一步的数据处理，主要有以下几方面：01滤波及时频变换处理岩溶洞穴的雷达特征图像测线/m01020304050富水带地质雷达特征图像测线/m01020304050时间/ns时间/ns02自动时变增益或控制增益处理03多次重复测量平均处理04速度分析及雷达合成处理等2.2超前地质预报地质雷达数据处理《建筑主体结构检测》一、地质雷达概述地质雷达（Groundpenetratingradar，GPR）是一种基于地下介质的电磁属性差异，通过电磁波的发射、接收以及对回波数据的处理分析，实现对探测目标内部不可见目标或界面进行定位的电磁技术。测线长度/m深度/m时间/ns图1初始雷达图像二、地质雷达数据特点对于超前地质预报，雷达回波数据具备以下特点：01超前预报以低频天线为主，以保证足够的测深，电磁波能量较低，同时电磁波传播距离较远、能量耗散迅速，在雷达图像表现为深部信号振幅较弱，信号特征难以识别；02回波图像受掌子面平整度、隧道复杂施工环境干扰而包含大量的干扰信号；03前方围岩受应力扰动、爆破震动等作用影响，整体性较差，导致雷达回波图像杂乱，增加了波形解译的难度。三、地质雷达数据处理步骤超前地质预报雷达数据的处理流程，包括以下步骤：01数据编辑包括数据合并、废道剔除和测线方向一致化；在数据含有直流漂移量时，作漂移处理。02数据增益对回波振幅作增益处理，根据数据的平均振幅增益曲线计算增益比例因子，也可以自定义增益函数。03背景去除背景去除可消除数据中的一致性噪声，抑制水平一致的能量。应用时需注意距离范围的选定，避免产生假信号。三、地质雷达数据处理步骤04带通滤波对每道A-scan数据作带通滤波处理，通过设置低切频率和高切频率，抑制与有效信号频率范围不同的噪声信号。05FK偏移偏移技术源于地震波的数据处理，目前在地质雷达数据处理中亦被广泛使用。通过FK偏移可以将绕射信号归位到实际的界面或目标体位置，经偏移处理的雷达图像可反映地下介面的真实位置。三、地质雷达数据处理步骤如图所示，雷达数据经过处理后，大部分的杂波信号得到了滤除，同时深部信号特征得到了适当的放大。测线长度/m深度/m时间/ns图2雷达数据处理效果2.3超前地质预报地质雷达图像解读《建筑主体结构检测》一、技术参数现场采用瑞典MALA地质雷达（RAMAC/GPR）进行探测，主机为CUⅡ，采用的主要技术参数为：0150MHz非屏蔽天线，天线间距1m。02100MHz屏蔽天线，天线间距0.5m。记录时间、叠加次数和采样率根据实际情况做适当调整。根据实际情况，采用点测和连续扫描两种方式进行探测。二、裂隙的地质雷达图像后经开挖证实，掌子面前方有1条与隧道中心线大角度斜交的压性节理面，并贯穿整个隧道断面，预报结果与实际情况吻合。（左图为利用采集软件Groundvision直接得到的图像；右图为利用Reflexw软件处理后得到雷达图像。下同）图2掌子面前方为裂隙的雷达图像距离/m距离（米）深度（米）深度/m时间（纳秒）时间/ns三、断层的地质雷达图像后经开挖证实，掌子面前方有1条压性小断层破碎带和2条节理面与隧道相交，走向与隧道中心线交角接近90°，预报结果与实际情况基本吻合。图3掌子面前方为断层的雷达图像深度/m时间/ns距离/m距离（米）时间（纳秒）深度（米）四、溶洞的地质雷达图像后经证实，探测面前方为一夹少量粘土的溶洞。图4掌子面前方为溶洞的雷达图像距离（米）时间（纳秒）深度（米）深度/m时间/ns距离/m五、含水裂隙的地质雷达图像后经开挖证实，左侧围岩完整性相对较好，中间有一夹层，右侧节理裂隙较发育并有少量滴水。时间/s距离/m时间/ns深度/m时间/ns深度/m图5掌子面前方为含水裂隙的雷达图像六、软弱夹层的地质雷达图像结合地质观察及地质勘查资料，推断掌子面前方为煤层。这一探测结果被后来的开挖观测结果所证实。图6掌子面前方为软弱夹层的雷达图像距离/m时间/ns距离（米）深度（米）深度/m时间（纳秒）2.4钻芯法检测基桩施工准备与要点《建筑主体结构检测》一、确定检测桩基及桩数依据《建筑地基基础设计规范》、《建筑地基基础工程施工质量验收标准》、《建筑桩基技术规范》等有关条文、规范等，结合工程实际情况（成孔、施工、场地、桩型等），也可针对工程中存在的某些问题，由施工、设计、监理等单位共同商定所检测的桩基、孔位、桩数等，并向检测单位提供工程的基本资料，以指导检测施工。二、确定施工单位、人员、设备桩基检测受到检测仪器设备性能、现场试验条件和检测人员素质等诸多方面的影响，为保证检测结果的准确率，要求检测单位具有相应的检测资质，检测技术人员具有较高的技术水平，检测仪器设备具有较高的稳定、可靠、齐全性，并按有关规定进行定期检验、校正。三、施工要点在检测施工前，要求有关人员熟悉工程的基本情况，如桩型、标高、桩长等，做到心中有数。在钻进抽芯过程中，要严格遵循相关评定、规范、标准等，特别注意如下几个方面。三、施工要点（1）抽芯检测设备和操作要求较高，采用普通液压钻机、金刚石单动双管等钻具，一般采用中等压力、较高转速及中等泵量钻进，保持钻进参数一致，匀速钻进，以便观察钻进、桩身情况。三、施工要点（2）钻进过程中应经常对钻机立轴进行校正，及时纠正偏差，保证钻孔垂直度<0.5%，以免碰到钢筋。因此据有关规范等要求和工程具体情况准确确定钻孔位置，采用长岩芯管或大直径钻杆以减小环状间隙，防止孔斜。三、施工要点（3）保证混凝土芯样采取率>95%，任何情况下芯样直径应不小于最大骨料直径的2倍，以便于对芯样试件作抗压强度试验。为了保证采芯率，一方面应严格保证钻具质量，另一方面要严格按照有关规范、规程等进行施工，回次进尺控制在1~2m以内，正确卸芯，保证芯样不折断、不磨损等，提高采芯率。三、施工要点（4）相关人员应按有关规范等要求对取出芯样进行详细描述记录，如混凝土的胶结性、骨料大小及充填情况等，芯样不得颠倒、丢失、更换，并在芯样上按要求标明孔号、回次、进尺等钻进、芯样信息，在施工完验收前及时拍摄芯样全长照片，并按规定和视工程情况给予保存。三、施工要点（5）钻进中若出现钻速变慢、变快、孔口返泥水、带出大量混凝土拌和用砂等异常现象，应立即起钻，分析判断原因并得出结论，采取适当处理措施后方可继续钻进。三、施工要点（6）当钻至距桩底（约0.2m左右）时，应减小钻进参数，密切观察钻压、泵压、进尺等变化，当钻压、泵压、钻具突降时，说明已钻穿桩底，应立即准确如实记录钻进、余尺等有关情况，另外，钻进人持力层深度宜不小于1.0m，并将桩底混凝土芯、沉渣及基岩一并取出，即圆满完成钻孔施工工作。四、芯样试件截取、制作及试验要点在检测桩身完整性后，须对桩身强度（承载力）进行检测，一般是通过芯样试件的抗压试验来验算，在芯样试件截取、制作和试验中要注意如下几点。（1）芯样试件截取主要有2种模式：01从检测桩芯样等间截取不小于10个试件；02在检测桩芯样上中下有代表性的部位各截取1组芯样，每组芯样制作3个试件，并不少于9个试件。当桩长大于30m时，宜适当增加试样组数。四、芯样试件截取、制作及试验要点（2）在芯样试件加工制作中，要严格按照有关规范等进行，使芯样试件的平均直径、高径比、垂直度、平整度等均满足要求。对平整度、垂直度不符合要求者，应磨平或用水泥砂浆等材料进行补平，补平厚度应满足有关规范等要求。四、芯样试件截取、制作及试验要点（3）芯样试件应在（20士5）℃清水中浸泡40~48h，从水中取出后立即进行抗压试验。（4）芯样试件抗压强度试验按《混凝土物理力学性能试验方法标准》中有关规定进行。2.5基桩钻芯法检测过程质量控制《建筑主体结构检测》一、超声波检测概述采用钻芯法检测时，被检测桩身混凝土龄期不得少于28d或者试件达到设计要求。钻孔数量应满足规范要求：01桩径φ＜1.2m，钻孔数量为一桩一孔；021.2m≤φ≤1.6m，钻孔数量为一桩二孔；03φ＞1.6m，钻孔数量为一桩三孔。一、超声波检测概述持力层应钻至设计要求的深度，如设计未有明确要求时，宜钻入持力层3倍桩径，但至少不小于5m。现场钻孔作业完成后，分上、中、下不同部位按规定采取若干组代表性混凝土芯样及一组岩样进行室内加工和轴心抗压强度试验，并参照检测标准综合评价其强度。二、合理确定钻孔位置在钻孔之前需要对受检部位进行认真的核对，同时检查钻机安装质量，保证钻机的平整度、稳固性和主轴角度符合相关要求，必须对钻芯要求进行满足，严禁降低要求进行开钻。根据规范要求当基桩钻芯孔为一个时，宜在距桩中心100～150mm位置开孔；当钻芯孔为两个或两个以上时，宜在距桩中心D/6处均匀对称布置。三、现场钻芯质量控制01在钻进过程中，钻孔内循环水流不得中断，水压应能保证充分排除孔内岩粉。02当钻孔钻至接近桩端或墙底的地基持力层时，应采取提钻或其他措施，保证在一个回次中能反映桩端接触带的持力层性状。03在钻芯过程中，应观察并记录回水含砂量及颜色、钻进的速度变化，当出现异常情况时，应记录缺陷位置及程序、沉渣厚度等情况。04钻芯孔倾斜率不得大于0.5%，当出现钻孔偏离桩或墙体时，应立即停机，并查找原因。05当有争议时应安排专业队伍进行钻孔测斜，以判定是工程桩倾斜超过规范要求还是钻芯孔倾斜过大。三、现场钻芯质量控制钻进时适当控制回次进尺，一般每个回次不宜超过2m，在预测或钻到胶结较差、断桩、表层、桩身缩径及桩顶以下1m内、桩底接近持力层部位等应采用轻压慢转钻进，回次进尺必须控制在1m以内。三、现场钻芯质量控制芯样取出后，应按回次顺序放进芯样箱中，及时注明清晰标记（如钻芯回次、节数、节长等）并及时记录取芯深度。当进尺接近桩底时，必须注意穿桩时的钻进速度，若出现钻尺快进现象，必须立即关水泵起钻，然后用无泵或反循环进行捞碴钻进，以确定沉渣厚度及沉渣组成。三、现场钻芯质量控制对混凝土的胶结情况、骨料的分布情况、混凝土芯样表面的光滑程度、气孔大小、蜂窝、夹泥、松散、桩或墙底混凝土与持力层的接触情况、沉渣厚度以及桩或墙端持力层的岩土特征等，应作出清晰、准确的详细记录。当终孔时若发现基桩有关技术指标不符合设计要求，或钻芯桩长与委托方提供的施工桩长不一致，应如实记录。三、现场钻芯质量控制当持力层要求为强风化岩层或土层又未有超前钻探资料时，应进行标准贯入试验。钻取芯样试件前应对有注明工程名称、钻芯桩号、钻孔号的标牌的全貌进行拍照。有明显缺陷的芯样表面应朝上，务求能反映芯样的真实情况。四、芯样采集控制混凝土抗压芯样试件采取数量应符合规范规定：01当桩长小于10m时，应在上半部和下半部取代表性芯样2组，每组连续取3个芯样试件；02当桩长在10～30m时，每孔应在上、中、下三个部位分别选取有代表性芯样3组；03当桩长大于30m时，每孔选取不少于4组代表性芯样；04当混凝土芯样均匀性较差时，应根据实际情况，增加取样数量。四、芯样采集控制取样时上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或1m，下部芯样位置距桩底不宜大于1倍桩径或1m，中间芯样宜等间距截取。四、芯样采集控制混凝土钻芯位置如图1所示（ZK1为钻芯编号）。图1混凝土钻芯位置ABCZK160cm2.6钻芯法检测基桩注意事项《建筑主体结构检测》一、钻机就位在钻机就位、固定前，首先清理机座范围内的场地，达到平整、密实后均匀铺设枕木，然后将钻机吊上枕木，调整枕木使钻机机座水平、稳固，采用螺栓或铆钉将机座与枕木牢固连接；对于150型或100型(改进)的钻机宜采用砂袋、条石等压重物固定机座。在开钻前应检查钻机立轴，天轮中心与孔口应在同一中心线上，然后才能开钻。二、钻芯位置钻芯位置宜选在距桩中心1/3半径处，这样可以避开基桩施工时桩中心下导管的位置，确保芯样较真实地反映桩身混凝土的实际情况，而桩中心下导管的位置往往有局部离析、粗骨料含量偏大的缺陷。二、钻芯位置钻芯位置还应考虑桩径、桩长等因素，因为桩径愈小，钻芯容易碰上桩身纵钢筋，桩长愈长钻芯也容易由于钻芯时钻杆立轴的微斜使钻孔穿出桩身，造成钻芯失败。因此钻芯过程中应经常对钻机立轴进行垂直度校正，及时纠正立轴偏差，保证钻芯孔垂直度偏差<0.5%。三、取芯操作根据《基桩钻芯法检测技术规程》要求，钻机立轴压力不低于20kN，转速应选用350~700转/分。钻进时，钻机立轴压力和转速应适当，采用清水循环钻进，开孔直到钻进2m深时宜采用慢钻，然后逐渐加大压力，加快转速，直到钻进8m深后再改用快速钻进，且始终注意钻进压力和速度。三、取芯操作钻芯愈深，钻头处的立轴压力就愈小，扭矩和转速也将随着阻力的增大而减小。100型钻机只能应用在场地狭小，桩长小于15m的基桩钻芯法检测中，对于场地条件允许，均宜优先选用300型钻机。三、取芯操作对于桩身缺陷、取芯钻进接近桩底、钻头偏离或遇到钢筋、钻进持力层等特殊情况时应细心操作，并采取以下一些措施：01若突然钻杆跳动，或在相同动力和立轴压力情况下钻进速度突然加快，应立即降低立轴压力和转速，减小或停止泥浆泵给水量，量测机上余尺，同时注意取出芯样特别是碎块的芯样，详细描述钻芯过程和芯样情况。02取芯钻进接近桩底时，为了准确检测桩长、桩底沉渣或虚土厚度，应减压、慢速钻进。三、取芯操作03取芯突遇夹泥、桩底沉渣或虚土时，钻具突降，此时应立即停钻、停泵，开慢车干钻几转后取出芯样，准确量测机上余尺，注意取出芯样特别是夹泥、沉渣或虚土样，详细描述记录。05在钻进中，若钻头遇到钢筋，应立即停钻，用测斜仪检测钻孔的方位角和倾角，以判定钻孔是否倾斜。04当钻芯检测即将钻达桩底，且恰好钻头遇到桩身纵向钢筋等特殊情况时，应立即停钻、检测钻孔垂直度，在确认垂直度偏差在5%以内时，可采用变径的钻芯方法，即减小钻芯使用的钻头和钻具直径。2.7低应变反射波法基桩注意事项《建筑主体结构检测》一、桩头的处理桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。对低应变而言，判断桩身阻抗相对变化的基准是桩头部位的阻抗。二、传感器的安装传感器的安装对现场信号的采集影响较大，理论上传感器越轻，越贴近桩面，与桩面之间接触刚度越大，传递特性越好，测试信号也越接近桩面的质点振动。三、击振点、安装面及击振方式的选择对实心桩的测试，击振点位置应选择在桩的中心；对空心桩的测试，锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成90°夹角，击振点位置宜在桩壁厚的1/2处。1.击振点手锤低应变加速度传感器RSM-PRT(N)基桩低应变检测仪三、击振点、安装面及击振方式的选择选择安装面和击振点非常必要。浅部缺陷反射的应力波大小与敲击点和安装点很有关系，当发现浅部有缺陷时，应尽量在各个方位测试一下。多点选择还有利于排除邻近安装与敲击点的局部微小缺陷和其他因素引起的干扰。大多数情况下，现场测试时，最好选择2个以上安装面，桩头较差或信号不一致时更应如此。

2.安装面三、击振点、安装面及击振方式的选择一般来说，对长大桩测试一般应当用力棒或大铁球击振；当根据信号发现浅层部位异常时，建议用小钉锤或钢筋进行击振。

3.击振方式2.8低应变反射波法检测基桩桩顶部位缺陷波形分析《建筑主体结构检测》一、概述桩顶部位易出现浮浆、松动、断裂或强度偏低等缺陷。受上述缺陷的影响，反射波沿桩身传播时会逐渐衰减，且激振频率越高衰减就越快，波动曲线呈低频振荡状态。为能准确的判断缺陷位置，应选择材质硬且轻的钢锤或铁锤，可提高脉冲力频率，也可清除桩底部位的浮浆、松动、断裂等浅部缺陷后，再进行检测。一、概述以某高速公路大桥基桩为例，17-4#桩,桩长21.0m，桩径1000mm，钻孔灌注桩，桩身混凝土强度C30。经低应变反射波法检测，发现曲线成低频振荡，判断为桩头浅部强度低或局部离析，通过钻芯验证，1～3.0m岩芯松散，强度低，3m以后岩芯强度满足要求。案例：10.300.150-0.1505101520253035深度/m振动速度（cm/s）21.00m(3.565m/s)L/D-21(D-100cm)一、概述从所示低应变反射波形看（设计桩长：38m，设计桩径：1m，设计强度：C30，缺陷位置距桩顶约1.5m。）图中高频波形可以看出，缺陷的位置很明显，在距桩顶约1.5m处。经开挖发现此桩在距桩顶1.5m处出现一横向裂纹，形成一横向断裂面。案例：2051015202530354045505560657075800.200.100.00-0.10幅值/cm·s-138.00m(3832m/s)L/D-38(D-100cm)深度/m高频波形一、概述图为某铁路桥梁桩基的低应变检测波形（设计桩长：35m，设计桩径：1m，设计强度：C30，扩径位置距桩顶约1.5m。），由图（a）可见该桩呈现低频正弦波形振荡，看不到明显的桩底反射，似乎桩身浅部有严重缺陷。经查施工记录，发现该桩在灌注时均有超灌现象，据现场地质，该桩在桩顶下1~2m处是淤泥质黏土，经开挖验证，该桩在距桩顶约1.6m处严重扩径。案例：3深度/m(b)高频波形深度/m(a)高频波形2.9低应变反射波法检测基桩桩身部位缺陷波形分析《建筑主体结构检测》一、概述桩身部位易出现离析、夹泥、缩颈和断裂等缺陷。根据基桩的应力波理论，在缺陷处会导致桩身阻抗的减小，反射波表现为同相反射，且反射幅度越大缺陷程度越严重。一、概述①离析、夹泥和空洞等缺陷主要是改变了桩身的质量密度，从而引起桩身阻抗的减小，反射波表现为同相反射，反射波幅与缺陷程度相关，反射波频率明显降低，这明显有异于断桩，且一般难以探测到桩底反射波。一、概述②缩颈缺陷主要是缺陷处断面面积减小，从而引起桩身阻抗的减小，反射波表现为同相反射，如果缩颈的范围较大，缩颈的另一端面积增大，阻抗增大，反射波表现为反向反射，由于缺陷处桩身质量密度未发生变化，一般可探测到桩底反射波。一、概述③桩身发生扩径时，缺陷处面积由小增大，阻抗增大，表现为反向反射波，扩径处桩身质量密度未变化，一般可探测到桩底反射波。④桩身发生断裂时，缺陷处断面面积为0，阻抗减小，反射波表现为同相反射波。疏松夹泥缩径裂纹弯曲浮浆沉渣接缝断裂裂纹内部裂纹缺损松散一、概述以某高速公路大桥为例，8-2#桩,桩长35m，桩径800㎜，钻孔灌注桩，桩身混凝土强度C25。经低应变反射波法检测，发现该桩在8.6m处有相同多次低频反射，通过钻芯验证，在8.0～9.0m段发生严重离析，无法取到芯样。案例：18.6m一、概述以某高速公路大桥为例，左1-1#桩，桩长24.5m，桩径1600㎜，摩擦桩，桩身混凝土强度C30。经低应变反射波法检测，桩身在桩顶下18.85m左右存在轻微缺陷，通过钻芯验证，桩身该位置附近存在夹泥现象。案例：20.005.4514.4524.1737.55L(m)24.9051.52.10低应变反射波法检测基桩桩端部位缺陷波形分析《建筑主体结构检测》一、概述根据以往工程经验，单凭有无桩底反射波来判别桩身的完整性，往往不够准确。以常见的摩擦桩或端承桩为例，假如其桩身阻抗与桩底的岩土阻抗相差不大，则很难得到桩端反射波。应结合桩的类型、桩身及桩端受力特性、桩周边土质等综合分析。一、概述根据桩端阻抗与桩底岩土阻抗的大小关系，分为以下三种情况：01桩端阻抗大于桩底岩土阻抗（如一般的摩擦桩或预制桩），桩底出现同相反射波，同相反射波幅度越大说明桩身完整性越好；02桩端阻抗等于桩底岩土阻抗（如软土地区的超长桩），桩底无明显反射波，难以判别桩身的完整性，因结合其他测试方法综合确定；03桩端阻抗小于桩底岩土阻抗（桩端为完整岩石），桩底出现同相反射波，反射波波幅越大，桩底沉渣越小。一、概述以某高速公路大桥为例，14-2#桩，桩长12.61m，桩径1500㎜，端承桩，桩身混凝土强度C30。经低应变反射波法检测，桩底处存在明显的同向反射；通过钻芯验证，该桩桩底持力层为粉质黏土，该桩未入岩。案例：10.004.059.7614.95L(m)12.6114.6一、概述以某高速公路大桥为例，15-1#桩，桩长26.28m，桩径1600㎜，端承桩，桩身混凝土强度C30。经低应变反射波法检测，桩底处存在明显的同向反射，通过钻芯验证，该桩桩底沉渣较厚。案例：20.005.4910.9015.4521.9727.4532.4538.4443.9349.1126.2847.92.11锚杆简介《建筑主体结构检测》一、锚杆的概述锚杆作为地下工程和岩石边坡的主要支护形式之一，对土木工程稳定性的维护起着重要作用，尤其是在节理裂隙岩体中，锚杆对岩体的加固作用十分明显。二、锚杆的作用锚杆是岩土体加固的杆件体系结构。通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。表面上看是限制了岩土体脱离原体。宏观上看是增加了岩土体的粘聚性。从力学观点上是主要是提高了围岩体的粘聚力C和内摩擦角中。其实质上锚杆位于岩土体内与岩土体形成一个新的复合体。三、锚杆的组成锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段。冠梁自然地面基坑底面自由段自由段自由段锚固段锚固段锚固段破裂面护坡桩2.12锚杆的分类《建筑主体结构检测》一、锚杆种类的划分锚杆种类划分的方法较多，目前国内外多按锚固长度分类，按锚固方式分型。现有锚杆按锚杆长度可划分为两大类，即集中（端头）锚固类锚杆和全长锚固类锚杆。锚固装置或杆体只有一部分和锚孔壁接触的锚杆，称之为集中类锚杆；锚固装置或杆体全部和锚孔壁接触的锚杆，称之为全长类锚杆。锚杆体塑料锚头止浆塞螺母垫板一、锚杆种类的划分两类锚杆按锚固方式可分为两种形式，即机械锚固型和粘结锚固型。锚固装置或杆体和锚孔壁接触，以摩擦阻力为主起锚固作用的锚杆，称之为机械型锚杆。杆体部分或全长利用胶结材料把杆体和锚孔壁粘结住，以粘结力为主起锚固作用的锚杆，称之为粘结型锚杆。集中类机械类粘结型爆扩锚杆涨壳锚杆楔缝锚杆倒楔锚杆竹锚杆膨胀水泥锚杆伸长锚杆树脂锚杆水泥锚杆全长类机械类粘结型预应力大锚杆膨胀水泥锚杆压缩木锚杆杂木锚杆管缝锚杆内涨锚杆树脂锚杆水泥锚杆钢筋砂浆锚杆钢丝绳砂浆锚杆锚固类型图二、锚杆的作用(1)集中类锚杆的作用，是由锚杆的张拉力挤压岩体，约束岩体变形而达到提高其强度及改变围岩的受力状态。一般地说，整体结构的岩体及块状结构的岩体（不存在三级以上岩石结构面，其力学作用与整体结构的岩体相似），围岩自稳性较好，松动圈400~1000mm，且不受采动影响的中等断面巷道，宜用集中类锚杆。二、锚杆的作用(2)全长锚固类锚杆，多是在岩石变形时，起锚固作用的，围岩绝对变形或锚孔壁岩石与锚杆相对变形时，锚杆这时起约束剪应力及横向变形作用，在围岩稳定性差，松动大于1m宜采用全长类锚杆。普通水泥砂浆全长黏结锚杆砂浆杆体垫板螺母二、锚杆的作用(3)机械型锚杆作用的实质，是围岩变形时，锚固装置和锚孔壁接触面产生摩擦阻力约束围岩变形，摩擦阻力大小，主要决定锚孔壁岩石的强度，因此，围岩等级大于5时，可选用机械型锚杆。螺母垫板自进钻头自进中空锚杆体二、锚杆的作用(4)粘结型锚杆作用的实质，是利用胶结材料把杆体部分或全长与锚孔壁粘结成整体，达到端锚或全长锚固目的。错固力的大小，主要决定粘结力或胶结材料固化后的强度，在围岩等级小于5的层状或有三级以上岩石结构面的块状结构岩体，宜用粘结型锚杆。自钻式中空注浆锚杆钻头锚杆体连接体止浆塞螺母拱形垫板2.13应力波反射法检测锚杆质量实例《建筑主体结构检测》应力波反射法检测锚杆质量实例在某水电站工程建设中，为锚固围岩，在发电洞、大坝左右岸边坡、发电厂房边坡等位置，设计砂浆锚杆一万余根，锚杆长度为3.6~4.0m，检测工作使用JL-MG锚杆质量检测仪。一、优良类锚杆检测波形规则、振幅较小、衰减较快且有规律如下图，杆底反射处有微弱的底部反射，推断没有空浆或不密实，底部和岩体结合紧密、实测锚杆长度满足“锚杆长度误差不大于设计长度的5%”的设计要求，质量分类可以判定为优。352-3520杆底反射1.0242.0483.072t/ms质量评价全长砂浆锚杆，Ⅱ级围岩设计长度3.600m，实测长度3.759m自由端长0.133m，砂浆饱满度：90.0%，锚固质量：优二、良好类锚杆检测波形较规则，除底部有微弱的反射外，如图所示空浆部位也有较弱的反射，波幅较前波幅大且相位和入射波相位相反，推断为空浆。锚杆长度符合设计要求，质量分类可以判定为良。2830-283空浆杆底反射1.0242.0483.072t/ms质量评价全长砂浆锚杆，Ⅱ级围岩设计长度3.600m，实测长度3.573m自由端长0.010m，砂浆饱满度：80.0%，锚固质量：良三、合格类锚杆检测波形较规则，底部都有较强的反射，推断为锚杆底部和岩体结合不好，下图所示空浆部位有较强的反射，波幅较前波幅大且相位和人射波相位相反，推断为有较明显的空浆，锚杆长度符合设计要求，质量分类判定为合格。1.2802.5603.840t/ms空浆杆底反射405-4050质量评价全长砂浆锚杆，Ⅱ级围岩设计长度3.700m，实测长度3.662m自由端长0.110m，砂浆饱满度：75.0%，锚固质量：合格1.缺陷范围：2.242-2.511m，不密实，轻微四、不合格锚杆左图所示空浆部位波幅较前波幅大且相位和人射波相位相反，推断为空浆，不密实部位波幅与前后波幅相比有较大的突然衰减，推断为不密实。右图所示空浆、不密实部位波幅先是较前波幅大且相位和人射波相位相反，后又出现波幅的突然衰减，推断为空浆、不密实。空浆不密实空浆，不密实258-2580281-28101.0242.0483.072t/ms1.0242.0483.072t/ms质量评价全长砂浆锚杆，Ⅱ级围岩设计长度3.600m，实测长度3.014m自由端长0.143m，砂浆饱满度：55.0%，锚固质量：不合格质量评价全长砂浆锚杆，Ⅱ级围岩设计长