浅谈超声无损检测技术在防渗墙质量检测中的应用

发表时间:2021/3/11   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:赵建利
[导读] 摘要:作为防渗墙质量检测的重要形式,超声无损检测技术能在不破坏防渗墙整体结构的情况下,实现防渗墙完整性、匀质性的有效检测,确保防渗性能的有效发挥。
        中国水电建设集团十五工程局有限公司  陕西西安  710000
        摘要:作为防渗墙质量检测的重要形式,超声无损检测技术能在不破坏防渗墙整体结构的情况下,实现防渗墙完整性、匀质性的有效检测,确保防渗性能的有效发挥。本文在阐述超声无损检测技术在防渗墙质量检测中适用性的基础上,就超声无损检测的原理和具体方法展开分析,并指出无损检测技术在防渗墙项目质量检测中的具体应用。期望能进一步提升超声无损检测技术应用水平,继而在发现并处理防渗墙缺陷的基础上,充分保证防渗墙的施工质量。
        关键词:超声无损检测;防渗墙;质量检测;应用
        防渗墙在水利工程、地下工程中的应用较多,其多采用混凝土材料建设而成。开展防渗墙质量检测,主要是对防渗墙的完整性、连续性和匀质性进行检测,以此来消除墙体中的不密实区、孔洞、裂缝等缺陷。新时期,人们对于防渗墙的质量检测提出了较高要求,如何在不损坏墙体结构的情况下,测定缺陷的位置并对其进行评定处理是人们关注的一个核心问题。基于此,超声无损检测在防渗墙施工质量检测中得到了广泛应用。
        一、超声无损检测技术在防渗墙质量检测中的适用性
        现阶段,超声无损检测技术在混凝土防渗墙中得到了广泛应用,其检测过程具有直观性强、检测结果可靠的特点。防渗墙施工中,混凝土材料本身是一种较为复杂的复合材料,即当混凝土材料浇筑振捣不密实时,其结构的内部会出现裂隙、空隙等问题,这使得结构本身出现了非连续问题,并对结构的力学特性和声学特性产生了较大影响。
        采用超声波进行防渗墙体检测时,超声波在墙体中不仅会发生透射、反射,而且会出现折射、散射和绕射等多种传播现象。当声波叠加在一起时,接收到的声波波列就会变得尤为复杂。实际检测中,混凝土防渗墙质量缺陷越多,声波在传递中的衰减会增大;而当混凝土中的宏观结构面越发育时,超声波检测声波的透射损失也就会越大。对接收到的超声波检测信号进行整合分析,可系统掌握混凝土内部结构及组成的信息,并实现其材料性能的有效判断[1]。
        二、超声波检测技术的原理和方法
        1、超声波检测技术原理
        防渗墙超声波无损检测中,工作人员可利用发射探头进行超声波的发射,这些发射的声波会在混凝土中进行传递,并被检测设备的接收探头所捕获。这些内容对于防渗墙结构性能的检测分析具有积极作用。检测结果分析中,一旦混凝土防渗墙的材料材质、内部质量相同,且工艺条件、测点测试距离无较大差异时,所获得的波速、首波振幅、主频率等声学参数也应大致相同,即接收信号的波形无明显变化。然而当防渗墙混凝土结构存在质量缺陷时,超声波检测装置接收到的声波声速、振幅、主频率、波形会发生较大变化[2]。
        超声波声速和混凝土材料的密度有较大关系。即当混凝土的弹性模量和密实度越高时,声速值也会随之升高;反之超声波的声速会有所降低。超声波波幅的变化与混凝土结构缺陷有较大关系,这是因为在结构内部缺陷区,传递的超声波信号会发生反射或散射现象,这样接收探头接收到的波能较小,信号的波幅也会随之变小。声学原理表明,低频波通过障碍的能力较强。即当混凝土结构内部存在缺陷时,超声波的高频部分会获得较大程度的衰减,由此降低了接收探头接收到的信号主频率。另外,混凝土结构畸形会对超声波的传播造成一定影响,致使超声波传递更加复杂,这样接收探头接收信号波形会产生畸变。当混凝土缺陷严重时,一些超声波检测装置的接收探头也会接收不到超声波信号。
        2、超声波检测方法
        随着超声波检测技术的不断成熟,其具体的检测方式也逐渐多样化。防渗墙质量检测中,工作人员常采用对测法和斜测法开展具体检测工作。


        就对测法而言,检测人员会提前准备发射、接收换能器,然后将这对换能器放在检测孔内,在检测孔内注入清水,然后对发射、接收换能器进行同步提升后者下放处理,该过程中,要求两个换能器始终处以统一轴线高度,实现设计检测点的逐点检测。斜测法的前置操作与对策法相同,所不同的是,在斜测法应用中,检查人员需要将发射、接收换能器放在不同的轴线高度区域,确保两者之间有一定的高度恒差,然后再完成超声检测[3]。
        三、防渗墙项目中超声波检测技术的具体应用
        1、项目概况
        某工程项目基础防渗墙施工中,槽孔混凝土防渗墙施工、现浇混凝土施工是极为重要的两个施工环节。其中前者施工面积为16593平方米,选择C20W8混凝土;防渗墙混凝土的浇筑厚度为0.8m,槽孔最大深度为53.1m。现浇混凝土浇筑面积为243平方米,同样选择C20W8混凝土,防渗墙浇筑厚度、防渗墙顶部分比为0.8m和0.6m。完成项目施工中,按照《示范文本技术条款》的要求,采用超声波无损检测技术对防渗墙施工质量进行检测,有效地提升了防渗墙的施工质量,满足了项目建设要求。
        2、超声波检测技术应用
        本项目采用跨孔超声自动检测仪进行防渗墙施工质量检测,超声检测仪器不仅包含显示装置、一对发射器,而且涉及接收换能器、信号接收装置、探头升降装置等诸多内容。在超声无损检测中,采用对测法、斜测法进行本项目防渗墙施工质量检测,具体判断混凝土结构内部缺陷。
        项目混凝土施工主要为槽孔混凝土防渗墙,防渗墙结构内部存在的缺陷多为结构不密实或者浇筑结构内部存在孔洞。其中结构不密实问题较为常见,此类缺陷发生与配合比缺陷、浇筑过程中堵管或浇筑时塌孔等因素有较大关系在一定程度上,这些问题会使得防渗墙内部出现蜂窝状结构,影响了整体防渗效果。本项目无损检测中,将所有的缺陷分为小范围缺陷和大范围缺陷,然后对其分别进行对测法无损检测和斜测法无损检测,分别完成检测后,对两种检测方式的检测结果进行对比,以此来判断混凝土缺陷的类型和位置。
        3、防渗墙检测结果分析
        本防渗墙项目质量检测通过超声波无损检测设备完成。实际检测中,对浇筑防渗墙的原材料质量进行抽样检查,并检查混凝土的终浇高程、混凝土防渗墙体均匀性及防渗性能,同时对材料、物理力学性能检测进行分析。经检测发现,本项目水泥强度符合DL/T5144-2015相关规定,粗骨料多为天然卵石、砾石,最大粒径40mm;细骨料为2.4~3.0的中粗砂;外加剂、水的使用分别符合DL/T5100-2014和DL/T5144-2015技术规范。基础材料应用满足防渗墙施工需要。项目防渗墙造孔施工中,导墙平行于防渗墙中心线,且偏差小于±1.5cm,导墙顶面高程偏差小于±2.0cm。从防渗墙整体来看,浇筑结构振捣密实,内部结构紧密,无孔洞,具有较高的完整性、连续性和匀质性,满足《示范文本技术条款》的建设要求。
        结论
        采用超声波检测技术能实现防渗墙的高效检测,并且这种检测技术具有检测精度过程、检测过程对防渗墙无损害的特点。防渗墙工程建设中,人们只有充分认识到超声无损检测的优势、原理,然后结合项目实际,合理选择超声无损检测的操作方式,规范控制各个检测环节,这样才能提升超声波无损检测技术应用水平,继而实现防渗墙完整性、连续性和匀质性的有效检测。
        参考文献:
        [1]肖才进.浅谈微探无损检测技术在建筑工程检测中的应用[J].建材与装饰,2018(36):38-39.
        [2]王远明,姚海林,车爱兰,等.堤坝防渗墙完整性快速检测方法及数值仿真[J].土工基础,2019,142(3):135-139.
        [3]杜孟启,蒋娟,代扬.浅析超声波无损检测技术及其应用[J].建材与装饰,2018,554(45):212-213.
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