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）

隨著建筑行業的改革與發展，新的技術、工藝、材料、設備不斷涌現，尤其是我國在21世紀初期加入世界貿易組織（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展成了一種新型產業，國內對建筑物質量評判也有了新的要求，隨之對一些規范和標準進行了重大的調整和更新。相比大多數國家，我國建筑工程檢測技術發展迅速，檢測技術和手段逐漸優化，但是檢測水平與發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，不斷學習、研究和創新，才能出具科學、客觀、嚴謹、公正的檢測數據，為建筑工程高質量發展保駕護航。

1 建筑工程檢測發展的階段

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

（1）摸索階段：這一階段國內工程建筑行業逐漸起步，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，國內工程檢測技術方面基本處于空白狀態，僅憑借建筑前輩總結的經驗，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，國家確定了新的發展思路。隨著改革開發的大力發展，國內基礎設施的建設日漸增多，國家對建筑行業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范、檢測數據不準確、檢測過程較復雜、檢測不全面（特別是結構內部質量缺陷的檢測）等特點。

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

（4）穩步推進階段：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，出臺了相應的規范和標準。

2 無損檢測技術的優點

（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、外觀質量、內部結構的前提下，通過科技手段，得到想要的檢測數據[1]。

（2）檢測數據具有較高的準確性。通過多年經驗積累和技術改革，無損檢測數據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境，且檢測后對環境不造成任何污染。檢測方法具有多樣性，一項檢測數據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，購置儀器后經常維修保養，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，但是混凝土在現場養護和標準養護室養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施工（如強度不足拆模或進行上部結構施工，發生坍塌事故），此時就需要借助強度回彈儀來檢測混凝土強度。回彈儀檢測混凝土強度最主要的優點是檢測速度快、檢測完成后即可讀數，得出混凝土強度。回彈儀檢測混凝土強度操作流程：從盒子內取出回彈儀，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值，最后對回彈儀上的數值進行讀數，并記錄，數據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。回彈儀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是否通暢，對聲測管編號，在儀器中輸入聲測管相關參數（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，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生波，應力沿著樁體傳遞，存在問題時（如斷樁、夾層等缺陷）產生反射波。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，如出現粘結不密實或遺漏，降雨后雨水順著薄弱環節下滲，且滲水后可能會發生大面積漫流現象，粘結部位長期受水浸泡，出現粘結點失效，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，里面的化學物質泄漏，會損壞儀器電路板，導致檢測數據不準確），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]。如屋內有明顯的滲水現象，測量出大概位置，將滲漏尋檢儀放置在對應屋頂的滲漏區域，儀器開機后將靈敏度調整到最大，然后貼在滲漏區域，如儀器沒有讀數表面干燥，逐步排查滲水區域，存在讀數時在草圖上進行標記，此時將靈敏度調低，在標記范圍內繼續尋找，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產生兩個低頻電子信號，一個電極傳輸到防水卷材上，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，儀器讀數越大，反之越小，通過反復調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量影響著居住或辦公環境，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

隨著現代化建筑業的發展，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。現階段，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，呈現不連續分部的特點，鋼結構表面的磁力線發生不正常的變化，在其表面撒入一定量的磁粉，通過兩者互相作用，形成不連續或出現缺陷導致磁粉匯集的現象，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量缺陷。如若磁粉在鋼結構表面沒有發生變化，說明鋼結構自身無質量缺陷，反之發生不規則變化存在質量缺陷。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現的淺層裂縫，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，在規定的時間內再次涂抹顯像劑，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，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、鋼結構的焊接質量等缺陷，滲透檢測法的優點是工藝簡單、操作方便。缺點是只能檢測到表面的裂縫，鋼結構內部的質量缺陷無法檢測。

（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發生相互作用，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，且能檢測出構建內部的缺陷，檢測影像可長時間保存，質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存在一定的危害。

在鋼結構質量缺陷檢測時，上述檢測方法均有不同的適用范圍和優缺點。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，已成為建筑行業每個工序必不可少的檢測手段，在工程建設質量提升方面發揮著關鍵的作用。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缺點，為檢測技術人員提供了技術支撐。