(一)锚杆加工质量检查
锚杆是用金属或其他具有高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件,使用机械式装置或胶结材料将其安设在隧道围岩体中,通过悬吊、组合等效应加固围岩。
锚杆的种类主要包括砂浆锚杆、药卷锚杆、中空注浆锚杆、自钻式锚杆、组合中空锚杆、树脂锚杆、楔缝式端头锚固式锚杆、管缝式锚杆等。常用的几种全长黏结锚杆杆体构造如图4.3-2所示。
图4.3-2 全长锚杆杆体构造图 (尺寸单位:mm)
(a)砂浆锚杆、药卷锚杆构造;(b)中空注浆锚杆构造;(c)组合中空注浆锚杆构造
每一种锚杆在使用安装前,都必须对其材质、规格和加工质量进行检查,以免不合格的锚杆材料用于隧道支护。
1.锚杆杆体材料力学性能检测
(1)抗拉强度。锚杆在工作时主要承受拉力,检查材质时应首先检测其抗拉强度。方法是从原材料中或成品锚杆上截取试样,在拉力试验机上做拉伸试验,测试材料抗拉强度和力学特性,确定其是否满足工程要求。
(2)延展性。锚杆是在隧道围岩发生变形后发挥作用,这就要求锚杆材质具有一定的延展性,过脆可能导致锚杆中途断裂失效,所以,需要对材料的延展性进行试验。对于杆体材料为钢材的锚杆,其断后伸长率A 不应小于16%。
(3)弹性。对管缝式锚杆,要求原材料具有一定的弹性,使锚杆安装后管壁和孔壁紧密接触。检查时,可进行现场弯折或锤击,观察其塑性变形情况。
2.杆体规格
锚杆杆体的直径必须与设计相符,中空锚杆还应检查管壁厚度,可用卡尺或直尺测量,杆体直径和壁厚允许偏差小于或等于4%。另外,还应注意观察杆体的直径是否均匀一致、有无削弱钢筋截面的伤痕,若有发现,则应弃之不用。
3.锚杆长度
锚杆杆体长度不应小于设计值,用直尺测量。
4.加工质量
锚杆都需要进行一定的加工。锚杆外露端需要加工丝口,用以戴螺母固定垫板;锚杆前端需要加锚头或削尖;组合中空锚杆连接套与螺纹钢筋和中空锚杆体需连接加工;楔缝式端头锚杆锚固端需要特殊加工。检查时,首先应测量锚杆各部分的尺寸,其次检查焊接件的焊接质量。对于攻丝部分,应检查丝纹质量,观察是否有偏心现象,并戴上螺母。
(二)锚杆安装质量检查
1.锚杆孔位
钻孔前应根据设计要求定出孔位,做出标记。可用钢卷尺检测锚杆的环向间距和纵向排距,孔位允许偏差为±150mm,但需要控制累积误差,以保证锚杆设计密度。控制方法是任意5～10m范围内的锚孔数量不少于设计值。检查频率为锚杆数的10%。
2.锚杆方向
锚杆打设方向应根据围岩情况,尽量与围岩壁面或岩层主要结构面垂直。采用气腿式风动凿岩机钻孔时,边墙锚杆打设方向能满足要求,但拱部锚杆打设方向不易做到与开挖面垂直,容易出现偏差。锚杆打设方向过于偏斜,会使锚杆实际有效锚固深度降低,不仅浪费材料,还达不到设计效果。锚杆打设方向检查主要采用目测,也可采用地质罗盘检测。
3.锚杆钻孔深度
锚杆钻孔深度是保证锚杆锚固质量的前提,孔深不足则锚固深度不够。锚杆钻孔深度不小于锚杆设计长度,孔深允许偏差为±50mm。钻孔深度可用带有刻度的塑料管或木棍等插孔量测,检查频率为锚杆数的10%。全长锚杆杆体构造如图4.3-3所示。(www.xing528.com)
图4.3-3 全长锚杆杆体构造 (尺寸单位:mm)
4.孔径
对于以砂浆作为锚固剂的锚杆,孔径过小会减小锚杆杆体包裹砂浆层的厚度,影响锚杆的锚固力及其耐久性,因此,锚孔钻径大于杆体直径15mm才符合要求。
对于其他形式锚杆,孔内有锚杆连接件、特殊锚头,为便于安装,孔径可以更大一些,以满足安装工艺要求。
孔径检查采用直尺、游标卡尺测量,检查频率为锚杆总数的10%。
5.锚杆锚固剂(砂浆)强度
锚固剂(砂浆)强度是锚杆质量的重要保证。砂浆强度检测,首先是在现场取样,每次锚杆安装应至少取一组试件,在标准养护条件下试件28d的抗压强度不低于设计强度,设计没有特别要求时,砂浆强度等级应不小于M20。
6.锚杆垫板
锚杆垫板对发挥锚杆锚固作用十分重要,锚杆垫板要求与岩面紧贴,不能出现吊空(垫板没有贴到围岩)、翘边、螺母没有压住垫板的现象。垫板长、宽尺寸偏差应不小于5mm,厚度大于设计值。检查频率为锚杆数的10%。
7.锚杆数量
锚杆数量是锚杆设计参数的重要指标。锚杆安装数量检测,可直接在现场用肉眼点数,或通过全息扫描拍照点数。方法是任意取5～10m 地段,统计该范围内锚杆数量,实际数量不得少于设计要求。检查频率为锚杆总数的10%。
8.锚杆抗拔力
锚杆抗拔力是指锚杆锚固后能够承受的抗拔能力,其是锚杆材料、加工及锚固质量的综合反映,是锚杆质量检测的一项基本内容。锚杆抗拔力检测标准如下:
(1)检测数量为锚杆数的1%且每次不少于3根。
(2)同组锚杆抗拔力的平均值应不小于设计值。
(3)单根锚杆的抗拔力不得低于设计值的90%。
锚杆(抗)拔力测试具体方法见本课题“三、锚杆抗拔力测试”。
9.锚杆锚固长度和砂浆注满度
对全长黏结锚杆,还可采用锚杆质量无损检测仪进行锚固长度和密实度检测,见本课题“四、锚杆锚固长度和密实度检测”。
10.锚杆实测项目应符合的规定
依据《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTG F80/1—2017),锚杆实测项目应符合表4.3-1的规定。
表4.3-1 锚杆实测项目
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