建筑工程检测中无损检测技术的应用分析.pdf

江西建材质量控制与检测882023年6 月建筑工程检测中无损检测技术的应用分析常 晨广东在田检测技术服务有限公司，广东 广州 510700摘 要：文中以某桥梁桩基为工程背景，采用低应变反射波法和超声法开展无损检测。结果表明，在利用低应变反射波法的7 号桩、22 号桩及34 号桩的检测结果中，其桩顶处桩身质量相对较差，桩身完整性相对略差，需进行加固处理；在利用超声法的28 号桩的检测结果中，桩不同立面的缺陷具有一定差异，但总体较为一致，均能有效评价桩身缺陷。通过对比分析两类方法，得出结论，两者均能有效实现桩基无损检测，值得推广和应用。关键词：桥梁；建筑工程；无损检测；低应变反射波法；超声法中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：1006-2890（2023）06-0088-03Application Analysis of Non-destructive Testing Technology in Construction Engineering TestingChang ChenGuangdong Zaitian Testing Technology Service Co.Ltd.,Guangzhou,Guangdong 510700Abstract:To accurately achieve construction engineering inspection,this article takes a bridge pile foundation as the engineering background and conducts non-destructive testing using low strain reflected wave method and ultrasonic method.The analysis results show that in the detection results of Pile 7,Pile 22,and Pile 34 using the low strain reflected wave method,it is found that the quality of the pile body at the top of the pile is relatively poor,and the integrity of the pile body is relatively poor,requiring reinforcement treatment;In the inspection results of pile 28 using ultrasonic method,it was found that there are certain differences in the defects of different facades of the pile,but overall they are relatively consistent,which can effectively evaluate the defects of the pile body.By comparing and analyzing the two kinds of methods,it is concluded that both of them can effectively realize the nondestructive testing of pile foundation and are worthy of popularization and application.Key words:Bridges;Architectural engineering;Non destructive testing;Low strain reflected wave method;Ultrasound method作者简介：常晨（1990-），男，山西长治人，本科，工程师，主要研究方向为建筑工程检测。0 引言在建筑工程施工过程中，需合理开展工程质量检测。为避免对已施作工程造成损害，开展无损检测显得非常必要1-2。目前，谢勇等3利用超声法开展了混凝土构件的缺陷研究；周建等4通过低应变评价了桩基质量；林飞燕5运用雷达技术开展了工程无损检测研究；郭凤龙6开展了桥梁桩基的无损检测分析。上述研究虽取得了相应成果，但限于工程所处地质条件，有必要进一步深化研究内容。因此，本文以某桥梁桩基为工程背景，通过低应变反射波法和超声法开展其无损检测，以期为其类似工程积累经验。1 工程概况本 文 实 例 工 程 属 跨 江 桥 梁 工 程，桥 长 为2345m，宽为35.5m，包含非机动车道、人行道及双向6车道，属重大工程。在设计过程中，桥梁设计为双塔斜拉结构，主跨长度为720m。在桥台位置处，为保证安全，其基础采用桩基，设计桩径为1.8m，长度根据基岩埋深而定，按进入中风化层不少于5m控制，多介于22.535.4m。桩身混凝土强度等级为C40，主筋直径为32mm，箍筋直径为12mm，采用螺旋形式。2 无损检测方法的构建由于该项目桩基质量要求较高，建设成本较大，因此，开展其无损检测显得十分重要。根据以往经验，常用的无损检测方法主要有两类：一是低应变反射波法，主要用于判断桩身完整性及缺陷位置；二是超声法，主要用于判断桩身内部缺陷，并评价其施工质量。2.1 低应变反射波法低应变反射波法主要是通过一维波动方程构建其理论基础，当波长大于桩径且小于桩长时，可不用考虑阻力变化，因此，可忽略横向惯性效应，并可得到其波动方程为：（1）式中，t为时间参数（s），为位移参数（cm），c为传播速度（cm/s）。在式（1）基础上，再进一步利用反射值判定其缺陷程度，并将其缺陷位置的计算公式表示为：（2）式中，T为波峰时间差（s），L为缺陷位置与激发点的距离（cm），f为波峰频差（Hz）。根据上述式（1）、式（2），可推断出桩身缺陷位置，并可用江西建材质量控制与检测892023年6 月于其桩身质量评价。2.2 超声法超声法无特殊理论基础及操作措施，但其能有效检测桩身缺陷；在现场试验过程中，声波路径声时值可通过对测法、斜测法进行测定，因此，求得声波路径声时参数的两类测定方法是不同的。对测法的声波路径声时参数计算公式为：tc=d/vc （3）式中，tc为传播时间（s），d为桩径（mm），vc为传播速度（cm/s）。斜测法的声波路径声时参数计算公式为：（4）式中，R为斜面半径（mm），h为斜距（mm）。3 无损检测结果分析3.1 低应变结果分析结合项目实际，在低应变试验过程中，对7 号桩、22 号桩及34 号桩进行检测结果分析。（1）7 号桩的低应变检测结果该桩桩长45.2m，桩径1.8m，桩身混凝土C40，入中风化基岩深度不少于6.8m，且在试验过程中，波速值取3900m/s，低应变检测结果如图1 所示。在010m，低应变波形出现了多次波速振动变化及反射，在17.5m处，波速逐步具有持续稳定特征，在39.5m处，低应变波形略有波动，但波动幅度较小。因此，判断该桩上部存在较大缺陷，其桩身完整性主要介于-类，且桩顶缺陷原因可能是空洞或缩径，但鉴于缺陷位置较浅，其成因相对较多。在桩底位置处，并无明显反射波，说明桩底沉渣较少，满足规范要求。图1 7 号桩的低应变检测结果（2）22 号桩的低应变检测结果该桩桩长44.8m，桩径1.8m，桩身混凝土C40，入中风化基岩深度不少于5.5m，在试验过程中，波速值取3900m/s，低应变检测结果见图2。据图2，在07.8m，低应变波形出现了多次波速振动变化及反射，判断该范围内的桩身质量相对较差，其后至13.5m处，波形逐步具有持续稳定特征；同时，在39.5m处，低应变波形略有波动，但波动幅度较小，因此，判断该桩沉渣厚度不满足规范要求。据上，其桩身完整性主要介于-类。图2 22 号桩的低应变检测结果（3）34 号桩的低应变检测结果该桩桩长22.5m，桩径1.8m，桩身混凝土C40，入中风化基岩深度不少于5.7m，且在试验过程中，波速值取3900m/s，低应变检测结果见图3。据图3，在07.8m，低应变波形出现了多次波速振动变化及反射，判断该范围内的桩身质量相对较差，其后至12.8m处，波形才逐步趋于稳定，且后续17.5m处也略有波动，因此，判断上述范围的桩身质量较差，其桩身完整性属类。同时，桩底未见波形变化，所以，判断桩底沉渣满足要求。图3 34 号桩的低应变检测结果据上，通过低应变反射波法有效开展了桩身质量、完整性检测，能为现场工程施工提供有效的理论支持。3.2 超声法结果分析结合工程实际，选取28 号桩开展超声法检测；该桩桩长36.0m，桩径1.8m，桩身混凝土标号为C40，入中风化基岩深度不少于6.4m。从桩顶至桩底，按2.0m间距布设测点，共计布设18 个测点，并统计其声速、声时及波幅结果，如表1 所示。据表1，先开展两个立面的特征参数统计，结果如下。A立面：声时介于245.00292.04s，平均值为267.30s；声速介于3.293.92km s-1，平均值为3.61km s-1；波幅介于23.9659.63dB，平均值为34.16dB。C立面：声时介于252.00300.98us，平均值为273.82s；声速介于3.394.05km s-1，平均值为3.74km s-1；波幅介于21.4760.90dB，平均值为35.49dB。根据经验，该项目桩在超声法试验过程中，声时的正常范围为245275s，波速的正常范围为3.24.1km/s，波幅的正常范围为3040dB。江西建材质量控制与检测902023年6 月表1 28 号桩超声法检测结果测点序号声时/s声速/（km s-1）波幅/dB测点序号声时/s声速/（km s-1）波幅/dBA1289.593.3259.63C1298.963.4160.90A2288.613.3356.94C2298.463.4258.68A3276.363.4825.54C3283.313.6021.47A4269.013.5728.03C4276.743.6924.37A5264.603.6328.83C5275.723.7136.92A6246.473.9029.60C6276.743.6931.46A7245.003.9234.79C7272.703.7432.52A8283.223.3935.73C8253.514.0235.68A9270.973.5435.49C9253.014.0338.52A10245.493.9133.81C10253.014.0338.62A11289.593.3226.91C11293.413.4834.85A12292.043.2923.96C12300.983.3925.58A13269.993.5628.52C13279.273.6527.47A14249.413.8534.64C14252.004.0538.25A15250.393.8430.63C15255.034.0029.71A16248.433.8737.85C16256.043.9837.49A17263.133.6532.35C17271.193.7634.55A18269.013.5731.57C18279.773.6531.67在A立面试验结果中，声时在A1A3、A11A12测点处不属正常范围，波速均在正常范围，波幅在A1A2测点处不属正常范围。因此，判断 A立面在桩顶和桩中部均具有一定缺陷。在 C立面试验结果中，声时在 C1C6、C11C13、C18 测点处不属正常范围，波速均在正常范围，波幅在 C1C2 测点处不属正常范围。因此，判断 C立面在桩顶、桩中部及桩底均具有一定缺陷。对比上述两立面测试结果，得出桩不同立面的缺陷具有一定差异，但总体较为一致，均能有效评价桩身缺陷，侧面验证了本文超声法测试结果的准确性。4 结语（1）无损检测在重大工程桩基检测中具有较强的适用性，低应变反射波法能有效评价桩身缺陷范围及其完整性，其适用性范围较广。（2）超声法试验，可通过声速、声时及波幅判断桩身缺陷位置，结果显示，即使同一根桩，在不同立面的检测结果也会存在一定差异，侧面验证了本文超声法测试结果的准确性。参考文献 1 李骅庚.基于声学参数特性的超声法检测钢管混凝土缺陷试验研究D.长沙：长沙理工大学，2017.2 陈逵，李骅庚，曹智雄，等.超声法检测建筑工程钢管混凝土缺陷试验研究J.施工技术，2017，46（3）：65-68.3 谢勇，曹少辉.超声法检测混凝土缺陷试验研究J.黑龙江交通科技，2013，36（11）：71-72.4 周建，郭真真，崔伟杰，等.基桩低应变检测方法及在工程检测中的应用J.中国建材科技，2023，32（1）：126-130.5 林飞燕.雷达检测技术在建设工程无损检测中的应用J.江西建材，2022（12）：38-39，42.6 郭凤龙.无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用研究J.江西建材，2022（11）：67-68.（3）随着养护龄期的延长，混凝土抗弯强度值不断提高。（4）随着养护温度的升高，混凝土抗弯强度不断增大。因此，在高速公路混凝土路面结构施工过程中，可以适当调整水灰比、骨料粒径、养护龄期及养护温度，改善混凝土的抗弯强度特性，延长高速公路使用年限。参考文献 1 张鹏，代思源，王磊，等.纳米 SiO2和聚乙烯醇纤维对混凝土抗弯拉性能的影响J.科学技术与工程，2021，21（10）：4191-4195.2 谷孟君.回收轮胎钢纤维再生粗骨料混凝土弯拉性能试验研究J.武汉理工大学学报，2022，44（12）：75-82.3 过震文，刘小方，段昕智，等.超高性能混凝土在环境温度变化下的力学性能试验研究J.复合材料学报，2021，38（10）：3495-3503.4 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