建筑工程檢測中無損檢測技術的應用

徐大敏 （蘭州博文科技學院，甘肅 蘭州 730101）

隨著建筑行業(yè)的改革與發(fā)展，新的技術、工藝、材料、設備不斷涌現(xiàn)，尤其是我國在21世紀初期加入世界貿(mào)易組織（WTO）以來，相關的檢測方法、技術標準逐步與國際接軌，同時建筑工程檢測技術也發(fā)展成了一種新型產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)對建筑物質(zhì)量評判也有了新的要求，隨之對一些規(guī)范和標準進行了重大的調(diào)整和更新。相比大多數(shù)國家，我國建筑工程檢測技術發(fā)展迅速，檢測技術和手段逐漸優(yōu)化，但是檢測水平與發(fā)達國家相比仍存在一定差距，需要從事相關方面的技術人員從理論和實踐相結合的角度出發(fā)，不斷學習、研究和創(chuàng)新，才能出具科學、客觀、嚴謹、公正的檢測數(shù)據(jù)，為建筑工程高質(zhì)量發(fā)展保駕護航。

1 建筑工程檢測發(fā)展的階段

縱觀中國建筑工程檢測發(fā)展歷程，我國建筑檢測技術的發(fā)展共經(jīng)歷了四個階段，分別是摸索階段、起步階段、初步發(fā)展階段和穩(wěn)步推進階段，每個階段的特點如下：

（1）摸索階段：這一階段國內(nèi)工程建筑行業(yè)逐漸起步，工程建設者們憑借著勤勞的雙手展開了如火如荼的建設，此時也沒有相關的檢測手段，國內(nèi)工程檢測技術方面基本處于空白狀態(tài)，僅憑借建筑前輩總結的經(jīng)驗，通過“傳、幫、帶”的形式摸索著前進，因此，很多建筑物也暴露出了不少的質(zhì)量缺陷，使用壽命也大打折扣。

（2）起步階段：20世紀70年代，國家確定了新的發(fā)展思路。隨著改革開發(fā)的大力發(fā)展，國內(nèi)基礎設施的建設日漸增多，國家對建筑行業(yè)檢測技術越來越重視，并制定了結構的檢測驗收標準，檢測方法和標準基本都采取破壞性試驗檢測。該階段檢測技術主要存在操作不規(guī)范、檢測數(shù)據(jù)不準確、檢測過程較復雜、檢測不全面（特別是結構內(nèi)部質(zhì)量缺陷的檢測）等特點。

（3）初步發(fā)展階段：20世紀80年代以后，由于建筑設計方法由原來的極限狀態(tài)設計法逐步調(diào)整為概率極限狀態(tài)設計法，同時又完善、新增了相關檢測規(guī)范。新規(guī)范編制過程中羅列了大量的試驗檢測內(nèi)容，為工程檢測技術注入了新鮮活力。隨著檢測技術標準的發(fā)布，標志著我國建筑工程檢測技術翻開了新的篇章。

（4）穩(wěn)步推進階段：隨著無損檢測技術的引進，工程檢測技術進入了全新的鼎盛時期，逐步與國際接軌。我國對檢測技術也越來越重視，通過檢測技術人員的不斷研究和創(chuàng)新，無損檢測技術達到了全新的高度，同時國家在檢測方面也成立了專門的檢測機構，出臺了相應的規(guī)范和標準。

2 無損檢測技術的優(yōu)點

（1）不破壞被檢測對象的整體結構。無損檢測相比較其他檢測形式，在不破壞被檢測對象幾何尺寸、外觀質(zhì)量、內(nèi)部結構的前提下，通過科技手段，得到想要的檢測數(shù)據(jù)[1]。

（2）檢測數(shù)據(jù)具有較高的準確性。通過多年經(jīng)驗積累和技術改革，無損檢測數(shù)據(jù)的精度已達到無限接近真值，可對被檢測對象的缺陷進行精準定位，并能檢測出缺陷的尺寸、形狀，實現(xiàn)了缺陷的定性和定量化[2]。

（3）檢測效率快、頻率高。無損檢測無須進行煩瑣的準備工作，出具檢測報告快，且無損檢測對工程實體不構成任何的破壞，可以對所有被檢測對象進行全覆蓋[3]。

（4）適用性強。無損檢測設備小巧，操作方便，檢測速度快，適用于各種復雜的環(huán)境，且檢測后對環(huán)境不造成任何污染。檢測方法具有多樣性，一項檢測數(shù)據(jù)可通過多種方法或儀器檢測，也可相互交叉驗證檢測結果是否準確[4]。

（5）節(jié)約成本。相對于施工單位而言，無損檢測技術可以對施工所需的原材料進行全覆蓋檢測，杜絕了不合格或存在缺陷的材料進場，同時也降低了因材料不合格造成的返工損失。相對于檢測單位而言，購置儀器后經(jīng)常維修保養(yǎng)，可長期使用。

3 建筑工程中無損檢測技術應用

3.1 回彈法在混凝土強度檢測中的應用

房建工程存在諸多的混凝土工程，如基礎、主梁、頂板、樓梯等，雖然在施工過程中預留了大量的混凝土試塊，但是混凝土在現(xiàn)場養(yǎng)護和標準養(yǎng)護室養(yǎng)護存在很多不確定因素，在強度上升過程中可能存在偏差，不能有效的指導后續(xù)施工（如強度不足拆?；蜻M行上部結構施工，發(fā)生坍塌事故），此時就需要借助強度回彈儀來檢測混凝土強度?；貜梼x檢測混凝土強度最主要的優(yōu)點是檢測速度快、檢測完成后即可讀數(shù)，得出混凝土強度?；貜梼x檢測混凝土強度操作流程：從盒子內(nèi)取出回彈儀，回彈儀彈擊桿垂直對準被檢測的混凝土構件，緩慢勻速地按壓儀器，連接彈擊桿按鈕松開，回彈儀緩慢向后退，隨即彈擊桿伸出，在被檢測的混凝土結構物表面畫出標準方格，將回彈儀的彈擊桿對準方格，均勻施加壓力，隨著彈擊桿按壓到一定位置時，回彈儀的刻度上顯示數(shù)值，最后對回彈儀上的數(shù)值進行讀數(shù)，并記錄，數(shù)據(jù)記錄完成后去掉最大和最小強度，采用平均法計算混凝土的強度?；貜梼x在混凝土強度檢測時應用較為廣泛，但是在回彈法強度檢測過程中，對混凝土外觀質(zhì)量還是有一定影響的，檢測完成后混凝土表面與彈擊桿接觸的位置遺留諸多小坑，后期需要外觀修飾。

3.2 反射波法在房建工程樁基檢測中的應用

樁基礎在房建工程高層或超高層應用較為廣泛，樁基的完整性直接影響著整個建筑物的使用安全，樁基工程需要承受上部所有的荷載，通過群樁對荷載進行分解，最終傳遞到整個地基形成整體受力。房建工程樁基由于樁徑較小，施工過程中設置兩根Φ57mm的聲測管，樁頭破除后將聲測管位置處的混凝土鑿除，漏出聲測管，并進行灌水，確保整個聲測管通暢，采用反射波法對樁基質(zhì)量進行檢測（該方法是樁基礎低應變無損檢測中最快捷、有效且最普遍采用的方法）。具體操作是先檢測聲測管全長范圍內(nèi)是否通暢，對聲測管編號，在儀器中輸入聲測管相關參數(shù)（聲測管外漏長度、直徑及相鄰聲測管之間的間距），安裝三腳架、提升裝置及滑輪，將換能器放入聲測管內(nèi)，緩慢下降到聲測管底部，連接線纜和主機，然后勻速緩慢地提升換能器，反射波會通過導線傳遞到儀器中。反射波法檢測樁基結構完整性的主要原理是：在聲測管頂部增加激振信號產(chǎn)生波，應力沿著樁體傳遞，存在問題時（如斷樁、夾層等缺陷）產(chǎn)生反射波。檢測結果分為四類，Ⅰ類是最好的，說明整個樁體無瑕疵；Ⅱ類是樁體結構存在少量的質(zhì)量缺陷，如輕微的夾層等，但不影響正常使用；Ⅲ類是樁體存在明顯缺陷，需要進一步探明缺陷對樁體的影響，確定是否影響正常使用；Ⅳ類是樁體存在嚴重的質(zhì)量缺陷，需進行返工處理。樁基的檢測工序是重中之重，利用超聲波的滲透能力，可快速、準確地完成樁基內(nèi)部結構缺陷的檢測，反射波法在房建工程樁基施工領域中發(fā)揮著重要的作用[5]。

3.3 滲漏尋檢儀在房建工程防水檢測中的應用

房建工程屋頂一般鋪設雙層防水卷材，采用條粘或點粘的方式固定，如出現(xiàn)粘結不密實或遺漏，降雨后雨水順著薄弱環(huán)節(jié)下滲，且滲水后可能會發(fā)生大面積漫流現(xiàn)象，粘結部位長期受水浸泡，出現(xiàn)粘結點失效，導致整片防水卷材失效。滲漏尋檢儀主要用于檢測屋頂受潮和滲漏水情況，可以精確找出滲水位置，具體操作是打開滲漏尋檢儀開關，按下電量檢查開關（采用電池供電，確保電量滿足要求。使用時安裝電池，使用后及時取下電池，嚴禁電池安裝在長時間不使用的儀器上，電池的鍍鋅外殼會被逐漸消耗，里面的化學物質(zhì)泄漏，會損壞儀器電路板，導致檢測數(shù)據(jù)不準確），按照防水結構形式選擇滲漏尋檢儀模式（有兩種檢測模式，主要是靈敏度不同，黃燈亮起代表靈敏度小，適用于平滑的屋頂結構，紅燈亮起代表靈敏度大，穿透力較強，適用于不平整的屋頂結構），繪制屋頂表面草圖，在屋頂表面與草圖相應的位置進行檢測，檢測完成后形成濕度圖[6]。如屋內(nèi)有明顯的滲水現(xiàn)象，測量出大概位置，將滲漏尋檢儀放置在對應屋頂?shù)臐B漏區(qū)域，儀器開機后將靈敏度調(diào)整到最大，然后貼在滲漏區(qū)域，如儀器沒有讀數(shù)表面干燥，逐步排查滲水區(qū)域，存在讀數(shù)時在草圖上進行標記，此時將靈敏度調(diào)低，在標記范圍內(nèi)繼續(xù)尋找，依次縮小檢測范圍，確定滲漏點位。滲漏尋檢儀檢測屋面防水卷材缺陷的原理是通過供電系統(tǒng)產(chǎn)生兩個低頻電子信號，一個電極傳輸?shù)椒浪聿纳?，另一個電極接收被檢防水卷材的信號，儀器距離滲漏點越近，信號越強，儀器讀數(shù)越大，反之越小，通過反復調(diào)頻和檢測范圍的縮小，得到準確的滲漏水位置。屋面防水卷材的鋪設質(zhì)量影響著居住或辦公環(huán)境，通過滲漏尋檢儀無損檢測可精確找出防水卷材鋪設的質(zhì)量缺陷，針對滲漏位置單獨處理。滲漏尋檢儀具有檢測速度快，操作簡便的特點，檢測出滲漏水位置后僅對該位置進行處理即可，避免了大規(guī)模的返修處理。

3.4 房建工程鋼結構探傷檢測技術應用

隨著現(xiàn)代化建筑業(yè)的發(fā)展，鋼材在高層建筑結構和大型鋼結構工程領域應用越來越多，因此，對鋼材的穩(wěn)定性和耐久性有了新的要求。在此過程中，技術人員需要對整個鋼結構進行質(zhì)量檢測，檢測時均采取無損檢測技術，既要得到想要的結果，還保存整個鋼結構的受力結構?，F(xiàn)階段，鋼結構無損檢測技術有以下幾種，具體方法如下：

（1）磁粉檢測技術

磁粉檢測的原理是通過鋼材自身被磁化，呈現(xiàn)不連續(xù)分部的特點，鋼結構表面的磁力線發(fā)生不正常的變化，在其表面撒入一定量的磁粉，通過兩者互相作用，形成不連續(xù)或出現(xiàn)缺陷導致磁粉匯集的現(xiàn)象，通過磁粉的在鋼結構表面形成的形狀、大小來判斷鋼結構自身是否存在質(zhì)量缺陷。如若磁粉在鋼結構表面沒有發(fā)生變化，說明鋼結構自身無質(zhì)量缺陷，反之發(fā)生不規(guī)則變化存在質(zhì)量缺陷。磁粉檢測是一種高靈敏極高的檢測方法，檢測精度可達到0.1μm。該技術主要適用于鐵磁、鐵鎳基鐵磁性材料中目視難以發(fā)現(xiàn)的淺層裂縫，對被檢測鋼結構表面的平整度及光滑度要求較高，如若鋼結構表面粗糙磁粉受到磁場的作用運動受阻，影響檢測人員的判斷。優(yōu)點為操作快捷方便，檢測成本低廉，不會對鋼結構造成損傷，且靈敏度高，缺點是無法檢測結構物內(nèi)部的缺陷[7]。

（2）滲透檢測法

滲透檢測原理是利用滲透液的流動性，將滲透液均勻涂抹在鋼結構表面，在規(guī)定的時間內(nèi)再次涂抹顯像劑，觀察在鋼結構表面的滲透情況，從而確定整個鋼結構是否存在缺陷。滲透檢測按照檢測材料分類可分為著色法、熒光法和熒光著色法，三種方法最大的區(qū)別在于滲透劑的選擇，熒光著色法檢測工藝最為簡單，但是其滲透能力相對較差，影響技術人員的判斷。為了提高檢測精度，重點介紹著色法。著色滲透檢測法是通過三種試劑按先后順序涂刷后檢測鋼材質(zhì)量缺陷的，檢測前先對鋼結構表面進行預清洗，用清洗劑清除表面灰塵、油污等雜質(zhì)，清洗完成后烘干。滲透劑采用噴霧或涂刷的形式涂抹均勻，表面的滲透劑應適當富裕，如缺少應及時補充，在規(guī)定的滲透時間后用清洗劑擦除表面多余滲透劑,然后均勻噴灑顯像劑，噴灑過程中噴嘴距離被檢測鋼構件30cm，角度控制在40°，噴灑完成后觀測滲透情況，觀察細微裂縫時可借助放大鏡。滲透檢測法可檢測鋼結構表面裂縫、松散、鋼結構的焊接質(zhì)量等缺陷，滲透檢測法的優(yōu)點是工藝簡單、操作方便。缺點是只能檢測到表面的裂縫，鋼結構內(nèi)部的質(zhì)量缺陷無法檢測。

（3）射線檢測法

射線法檢測是利用射線（如X、γ射線等）具有較強的穿透力，通過射線穿透整個鋼結構，在穿透過程中與物質(zhì)發(fā)生相互作用，吸收和折射了部分射線，使射線強度衰減，然后在合適的位置設置膠片，射線通過感光作用形成底片，在底片上會出現(xiàn)局部黑化，黑化部位代表存在缺陷，黑化程度越大表面鋼結構缺陷越大，反之越小。射線檢測適用于材料、鋼結構成品及焊接的規(guī)則平面檢測，對異性結構無法檢測。射線檢測法具有較高的檢測精度，且能檢測出構建內(nèi)部的缺陷，檢測影像可長時間保存，質(zhì)量控制方面具有較強的可追溯性。射線法檢測時操作人員應做好相關的防護措施，射線對人體的皮膚及造血系統(tǒng)存在一定的危害。

在鋼結構質(zhì)量缺陷檢測時，上述檢測方法均有不同的適用范圍和優(yōu)缺點。為了準確、快速找出缺陷位置，可對上述檢測方法交叉使用，例如先用射線法對需要檢測的構建進行全方位掃描，確定大概位置后，用滲透法準確找出裂縫位置[8]。

4 結語

隨著科技時代的來臨，無損檢測技術已逐步取代了傳統(tǒng)的檢測工藝，被廣泛應用于工程建設中，無損檢測技術依靠其快速、準確、無損性和適用性強的特點，已成為建筑行業(yè)每個工序必不可少的檢測手段，在工程建設質(zhì)量提升方面發(fā)揮著關鍵的作用。本文論述了樁基、防水卷材、鋼結構探傷方面的無損檢測技術，闡述了其適用范圍，分析了各種檢測手段的優(yōu)缺點，為檢測技術人員提供了技術支撐。