無損檢測在建筑結構工程質量檢測中的應用

駱登萬

0 引言

無損檢測技術是基于多種不同性質的物理射線的透射性質對結構件內部情況進行檢查的方法，可以在不破壞結構件使用性能的情況下獲得理想的檢測結果。隨著社會的發展，建筑工程規模不斷擴大，人們對建筑工程質量的要求不斷提高。因此，為了提高建筑工程質量，建筑企業需要一種全新的檢測技術，以滿足現代建筑工程檢測要求并保證檢測結果的準確性。在工程項目建設階段，需要結合施工進度和階段性建設特點，綜合采用多種無損檢測技術，這樣才能起到相互校驗的作用，進一步擴大無損檢測技術的應用范圍。本文中，作者圍繞無損檢測技術的基本概念，結合建筑施工流程分析了多種無損檢測技術的特點和實施方法，并且探索了這些檢測技術在具體工程項目中的應用效果，為無損技術在建筑工程結構質量檢測與控制中的進一步應用提供了理論指導。

1 工程概述

某建筑工程項目的主體結構為辦公樓（1～15 層），地下配套建設有車庫（-1 層），位于縣級城市中心區域，總占地面積14 000m，其中總建筑面積12 500m，地下面積1 700m，底層層高3.6m，標準層層高3.25m，建筑高度62m，屋面防水設計指標為二級?；A結構采用泥漿護壁鉆孔灌注樁獨立承臺基礎，主體結構為鋼筋混凝土框架剪力墻，屋蓋采用現澆筑混凝土結構。整個工程項目投資額為1.2 億元，要求1 年內完工。

為了提高工程項目建設質量，施工項目部在關鍵施工流程中采用無損檢測技術進行質量控制。各個施工階段的無損檢測技術應用情況，如表1 所示。

表1 關鍵施工流程中無損檢測技術應用情況

2 無損檢測技術概述

2.1 無損檢測技術定義

無損檢測又被稱為無損探傷，是在不損傷結構件內部組織結構且不影響結構件使用性能的前提下探究其結構分布情況的一種技術方法。眾所周知，結構件內部出現裂痕或者其他缺陷時，會對結構件的物理性質（比如穩定性、壓力承受能力、拉伸力傳遞能力等）產生影響，從而限制這種結構件的使用；這些裂痕或其他缺陷在人為不破壞結構件表面的前提下很難發現，但是通過特殊的顯影技術卻可以觀察到。這些顯影技術包括但不限于超聲波、紅外、電磁等各類射線。當這些超聲波、紅外、電磁等射線發射到結構件表面時，由于其分子振動頻率極高，因此能夠輕易穿透結構件表面分子膜，當遇到結構件內部結構發生變化時，就會改變其傳播路線，或者被結構變化部分吸收，最終會在結構件另一側預置的顯影設備上出現重影或者空白現象，從而幫助使用者作出判斷。這就是無損檢測的理論依據，其基本原理如圖1 所示。

圖1 無損檢測技術原理

無損檢測最大的優勢是可以在不破壞結構件內部物理結構的前提下發現結構件內部的變化，因此不會對結構件的使用造成任何負面影響。另外，無損檢測對結構件的放置位置沒有額外要求，尤其是對于已經放置于特定結構中的結構件，可以在不解除安裝的前提下進行檢測并獲得滿意的結果，進一步增強了其應用范圍。

2.2 無損檢測技術分類

根據檢測過程中所使用射線的類型不同，無損檢測技術可以分為不同類別。結合建筑工程項目的特點，一般在建筑結構工程質量檢測中，經常使用到的無損檢測技術有以下幾種，如表2 所示。

3 無損檢測技術在建筑工程結構質量檢測中的應用

3.1 建筑工程結構質量檢測流程

在本工程項目實施過程中，結合施工設計文件可以發現，樁基、墻體、防水、鋼結構、混凝土強度等施工過程中需要重點進行結構件的承力性能及穩定性檢測。為了保證不影響施工進度，同時獲得較好的檢測結果，可以結合不同階段施工特點，綜合選用表2 中所示的各種無損檢測技術進行。

表2 常用無損檢測技術及特點

3.2 樁基施工質量無損檢測

樁基是工程項目的基礎，其結構穩定性直接關系到整個工程項目的建設質量。樁基施工中往往需要使用大量的水泥混凝土，一般前一道工序覆蓋之后就很難采用直接觀測外觀的方法進行缺陷檢測，因此需要采用無損檢測的方法。

在樁基施工過程中，可以綜合采用超聲和雷達波無損檢測技術。對于立式樁，可以在樁基的一側架設超聲發生器，將超聲通過樁基后采用數字超聲儀進行接收，在超聲儀上會顯示出樁基內部的結構，其中裂縫部分會顯示成白色，通過黑白色對比可以看出樁基的施工質量。對于樁基中的鋼結構，在利用雷達波檢測技術進行無損探傷時，需要提前對鋼結構表面進行潔凈處理，之后架設雷達波設備發生器進行檢測，具體過程和超聲檢測方法一致。

3.3 墻體施工質量無損檢測

墻體在工程項目施工過程中，一方面需要具備一定強度的穩定性，發揮承重力的作用，另一方面表面需要平整，不允許有太多的凹凸不平，避免影響美觀性。墻體具有面積大、厚度相對較小的特點，因此進行墻體施工質量檢測時經常采用抽檢的方法進行。根據墻體受力特點，提前選取好檢測點，之后利用超聲回彈無損檢測技術進行檢測。檢測點的選擇需要隨機分布，同時盡量包含邊緣點，因為這些地方屬于受力復雜的區域，經常會受到相鄰墻體微弱震動的干擾。

超聲回彈無損檢測技術是超聲無損檢測中的一種，需要配合采用超聲回彈儀進行。如果墻體內部結構均一、無裂縫和形變，連續多次回彈之間的頻率變化是均勻、穩定的，在超聲信號接收屏幕上會顯示為有規律變化的波形；如果墻體內部結構有空隙或者產生了裂縫等，波形的變化會產生紊亂現象。通過對不同點位在超聲回彈過程中反饋的波形進行觀測，可以判斷墻體內部結構情況。

3.4 防水施工質量無損檢測

防水施工質量無損檢測是在滲透檢測技術的基礎上改進發展起來的。滲透檢測技術主要是利用各種熒光粉或者染色料的滲透能力進行的，對于很多防水型材這些物質無法滲透，此時可以在型材的正反面同時增加一對正負電極，兩個電極在電壓的作用下發射電信號，滲透進防水層外部空間的熒光粉或者染色料能夠增強電信號的穿透能力。電信號會隨著防水型材中是否有水分而發生變化，一般來說水分的存在會減弱防水型材的電阻性。根據這一特點，通過檢測電信號在防水型材中的衰減程度，就可以對型材中是否浸入了水分作出判斷，從而對建筑物的防水性能給出檢測結果。

4 基于無損檢測技術的工程質量檢測效果評價

4.1 施工質量整改效果

利用無損檢測技術，在各個施工階段均發現了一定數量的結構質量問題，項目部組織專業技術力量及時進行了修補和完善，最終在項目驗收階段未出現任何結構質量問題和缺陷，贏得了建設方和監管方的一致好評。利用無損檢測技術在各個施工階段發現的結構質量問題及缺陷數目及整改完成情況如表3所示。

表3 各個施工階段中結構質量缺陷及整改情況統計

通過無損檢測技術，發現了很多憑經驗或者直觀檢查無法發現的結構質量缺陷，經過及時進行整改避免了安全隱患的積累和傳遞，取得了良好的施工質量控制效果。

4.2 經濟與社會效益

通過在工程項目中應用無損檢測技術，除了發現結構質量缺陷外，還幫助企業節約了大量資金，產生了巨大的經濟效益。該工程項目的總投資額為1.2 億元，根據施工設計方案資金在各個單項工程中的分布情況及利用無損檢測技術之后的資金結余情況，如圖2 所示。

圖2 各單項工程中資金使用情況

通過圖2 可以看出，使用無損檢測技術后，由于提前發現了施工過程中的質量缺陷從而及時進行了整改，減少了返工，同時有效節約了工程設備及人力資源的投入，這些都導致了實際投入資金比設計方案額定投入資金減少，產生了結余。從圖2 中可以看出，樁基基礎施工結余資金占設計方案額定投入（=實際投入/設計方案額定投入×100%，下同）的25%，墻體施工結余資金占設計方案額定投入的35%，防水施工結余資金占設計方案額定投入的16%，鋼結構施工結余資金占設計方案額定投入的0.07%，混凝土施工結余資金占設計方案額定投入的18%；相比之下，無損檢測技術在墻體施工中的資金結余效果最明顯，其次是混凝土施工。

5 結論

綜上所述，無損檢測技術在建筑工程質量檢測中發揮著重要作用，它為建筑工程質量管理提供了可靠的依據，有利于提高建筑施工質量。為了進一步提高建筑工程質量檢測的準確性，在檢測工作中，技術人員需要不斷積累經驗，積極學習無損檢測技術知識，熟練應用無損檢測技術，從而有效降低建筑工程檢測誤差。