建筑工程检测中无损检测技术的应用

徐大敏 （兰州博文科技学院，甘肃 兰州 730101）

随着建筑行业的改革与发展，新的技术、工艺、材料、设备不断涌现，尤其是我国在21世纪初期加入世界贸易组织（WTO）以来，相关的检测方法、技术标准逐步与国际接轨，同时建筑工程检测技术也发展成了一种新型产业，国内对建筑物质量评判也有了新的要求，随之对一些规范和标准进行了重大的调整和更新。相比大多数国家，我国建筑工程检测技术发展迅速，检测技术和手段逐渐优化，但是检测水平与发达国家相比仍存在一定差距，需要从事相关方面的技术人员从理论和实践相结合的角度出发，不断学习、研究和创新，才能出具科学、客观、严谨、公正的检测数据，为建筑工程高质量发展保驾护航。

1 建筑工程检测发展的阶段

纵观中国建筑工程检测发展历程，我国建筑检测技术的发展共经历了四个阶段，分别是摸索阶段、起步阶段、初步发展阶段和稳步推进阶段，每个阶段的特点如下：

（1）摸索阶段：这一阶段国内工程建筑行业逐渐起步，工程建设者们凭借着勤劳的双手展开了如火如荼的建设，此时也没有相关的检测手段，国内工程检测技术方面基本处于空白状态，仅凭借建筑前辈总结的经验，通过“传、帮、带”的形式摸索着前进，因此，很多建筑物也暴露出了不少的质量缺陷，使用寿命也大打折扣。

（2）起步阶段：20世纪70年代，国家确定了新的发展思路。随着改革开发的大力发展，国内基础设施的建设日渐增多，国家对建筑行业检测技术越来越重视，并制定了结构的检测验收标准，检测方法和标准基本都采取破坏性试验检测。该阶段检测技术主要存在操作不规范、检测数据不准确、检测过程较复杂、检测不全面（特别是结构内部质量缺陷的检测）等特点。

（3）初步发展阶段：20世纪80年代以后，由于建筑设计方法由原来的极限状态设计法逐步调整为概率极限状态设计法，同时又完善、新增了相关检测规范。新规范编制过程中罗列了大量的试验检测内容，为工程检测技术注入了新鲜活力。随着检测技术标准的发布，标志着我国建筑工程检测技术翻开了新的篇章。

（4）稳步推进阶段：随着无损检测技术的引进，工程检测技术进入了全新的鼎盛时期，逐步与国际接轨。我国对检测技术也越来越重视，通过检测技术人员的不断研究和创新，无损检测技术达到了全新的高度，同时国家在检测方面也成立了专门的检测机构，出台了相应的规范和标准。

2 无损检测技术的优点

（1）不破坏被检测对象的整体结构。无损检测相比较其他检测形式，在不破坏被检测对象几何尺寸、外观质量、内部结构的前提下，通过科技手段，得到想要的检测数据[1]。

（2）检测数据具有较高的准确性。通过多年经验积累和技术改革，无损检测数据的精度已达到无限接近真值，可对被检测对象的缺陷进行精准定位，并能检测出缺陷的尺寸、形状，实现了缺陷的定性和定量化[2]。

（3）检测效率快、频率高。无损检测无须进行烦琐的准备工作，出具检测报告快，且无损检测对工程实体不构成任何的破坏，可以对所有被检测对象进行全覆盖[3]。

（4）适用性强。无损检测设备小巧，操作方便，检测速度快，适用于各种复杂的环境，且检测后对环境不造成任何污染。检测方法具有多样性，一项检测数据可通过多种方法或仪器检测，也可相互交叉验证检测结果是否准确[4]。

（5）节约成本。相对于施工单位而言，无损检测技术可以对施工所需的原材料进行全覆盖检测，杜绝了不合格或存在缺陷的材料进场，同时也降低了因材料不合格造成的返工损失。相对于检测单位而言，购置仪器后经常维修保养，可长期使用。

3 建筑工程中无损检测技术应用

3.1 回弹法在混凝土强度检测中的应用

房建工程存在诸多的混凝土工程，如基础、主梁、顶板、楼梯等，虽然在施工过程中预留了大量的混凝土试块，但是混凝土在现场养护和标准养护室养护存在很多不确定因素，在强度上升过程中可能存在偏差，不能有效的指导后续施工（如强度不足拆模或进行上部结构施工，发生坍塌事故），此时就需要借助强度回弹仪来检测混凝土强度。回弹仪检测混凝土强度最主要的优点是检测速度快、检测完成后即可读数，得出混凝土强度。回弹仪检测混凝土强度操作流程：从盒子内取出回弹仪，回弹仪弹击杆垂直对准被检测的混凝土构件，缓慢匀速地按压仪器，连接弹击杆按钮松开，回弹仪缓慢向后退，随即弹击杆伸出，在被检测的混凝土结构物表面画出标准方格，将回弹仪的弹击杆对准方格，均匀施加压力，随着弹击杆按压到一定位置时，回弹仪的刻度上显示数值，最后对回弹仪上的数值进行读数，并记录，数据记录完成后去掉最大和最小强度，采用平均法计算混凝土的强度。回弹仪在混凝土强度检测时应用较为广泛，但是在回弹法强度检测过程中，对混凝土外观质量还是有一定影响的，检测完成后混凝土表面与弹击杆接触的位置遗留诸多小坑，后期需要外观修饰。

3.2 反射波法在房建工程桩基检测中的应用

桩基础在房建工程高层或超高层应用较为广泛，桩基的完整性直接影响着整个建筑物的使用安全，桩基工程需要承受上部所有的荷载，通过群桩对荷载进行分解，最终传递到整个地基形成整体受力。房建工程桩基由于桩径较小，施工过程中设置两根Φ57mm的声测管，桩头破除后将声测管位置处的混凝土凿除，漏出声测管，并进行灌水，确保整个声测管通畅，采用反射波法对桩基质量进行检测（该方法是桩基础低应变无损检测中最快捷、有效且最普遍采用的方法）。具体操作是先检测声测管全长范围内是否通畅，对声测管编号，在仪器中输入声测管相关参数（声测管外漏长度、直径及相邻声测管之间的间距），安装三脚架、提升装置及滑轮，将换能器放入声测管内，缓慢下降到声测管底部，连接线缆和主机，然后匀速缓慢地提升换能器，反射波会通过导线传递到仪器中。反射波法检测桩基结构完整性的主要原理是：在声测管顶部增加激振信号产生波，应力沿着桩体传递，存在问题时（如断桩、夹层等缺陷）产生反射波。检测结果分为四类，Ⅰ类是最好的，说明整个桩体无瑕疵；Ⅱ类是桩体结构存在少量的质量缺陷，如轻微的夹层等，但不影响正常使用；Ⅲ类是桩体存在明显缺陷，需要进一步探明缺陷对桩体的影响，确定是否影响正常使用；Ⅳ类是桩体存在严重的质量缺陷，需进行返工处理。桩基的检测工序是重中之重，利用超声波的渗透能力，可快速、准确地完成桩基内部结构缺陷的检测，反射波法在房建工程桩基施工领域中发挥着重要的作用[5]。

3.3 渗漏寻检仪在房建工程防水检测中的应用

房建工程屋顶一般铺设双层防水卷材，采用条粘或点粘的方式固定，如出现粘结不密实或遗漏，降雨后雨水顺着薄弱环节下渗，且渗水后可能会发生大面积漫流现象，粘结部位长期受水浸泡，出现粘结点失效，导致整片防水卷材失效。渗漏寻检仪主要用于检测屋顶受潮和渗漏水情况，可以精确找出渗水位置，具体操作是打开渗漏寻检仪开关，按下电量检查开关（采用电池供电，确保电量满足要求。使用时安装电池，使用后及时取下电池，严禁电池安装在长时间不使用的仪器上，电池的镀锌外壳会被逐渐消耗，里面的化学物质泄漏，会损坏仪器电路板，导致检测数据不准确），按照防水结构形式选择渗漏寻检仪模式（有两种检测模式，主要是灵敏度不同，黄灯亮起代表灵敏度小，适用于平滑的屋顶结构，红灯亮起代表灵敏度大，穿透力较强，适用于不平整的屋顶结构），绘制屋顶表面草图，在屋顶表面与草图相应的位置进行检测，检测完成后形成湿度图[6]。如屋内有明显的渗水现象，测量出大概位置，将渗漏寻检仪放置在对应屋顶的渗漏区域，仪器开机后将灵敏度调整到最大，然后贴在渗漏区域，如仪器没有读数表面干燥，逐步排查渗水区域，存在读数时在草图上进行标记，此时将灵敏度调低，在标记范围内继续寻找，依次缩小检测范围，确定渗漏点位。渗漏寻检仪检测屋面防水卷材缺陷的原理是通过供电系统产生两个低频电子信号，一个电极传输到防水卷材上，另一个电极接收被检防水卷材的信号，仪器距离渗漏点越近，信号越强，仪器读数越大，反之越小，通过反复调频和检测范围的缩小，得到准确的渗漏水位置。屋面防水卷材的铺设质量影响着居住或办公环境，通过渗漏寻检仪无损检测可精确找出防水卷材铺设的质量缺陷，针对渗漏位置单独处理。渗漏寻检仪具有检测速度快，操作简便的特点，检测出渗漏水位置后仅对该位置进行处理即可，避免了大规模的返修处理。

3.4 房建工程钢结构探伤检测技术应用

随着现代化建筑业的发展，钢材在高层建筑结构和大型钢结构工程领域应用越来越多，因此，对钢材的稳定性和耐久性有了新的要求。在此过程中，技术人员需要对整个钢结构进行质量检测，检测时均采取无损检测技术，既要得到想要的结果，还保存整个钢结构的受力结构。现阶段，钢结构无损检测技术有以下几种，具体方法如下：

（1）磁粉检测技术

磁粉检测的原理是通过钢材自身被磁化，呈现不连续分部的特点，钢结构表面的磁力线发生不正常的变化，在其表面撒入一定量的磁粉，通过两者互相作用，形成不连续或出现缺陷导致磁粉汇集的现象，通过磁粉的在钢结构表面形成的形状、大小来判断钢结构自身是否存在质量缺陷。如若磁粉在钢结构表面没有发生变化，说明钢结构自身无质量缺陷，反之发生不规则变化存在质量缺陷。磁粉检测是一种高灵敏极高的检测方法，检测精度可达到0.1μm。该技术主要适用于铁磁、铁镍基铁磁性材料中目视难以发现的浅层裂缝，对被检测钢结构表面的平整度及光滑度要求较高，如若钢结构表面粗糙磁粉受到磁场的作用运动受阻，影响检测人员的判断。优点为操作快捷方便，检测成本低廉，不会对钢结构造成损伤，且灵敏度高，缺点是无法检测结构物内部的缺陷[7]。

（2）渗透检测法

渗透检测原理是利用渗透液的流动性，将渗透液均匀涂抹在钢结构表面，在规定的时间内再次涂抹显像剂，观察在钢结构表面的渗透情况，从而确定整个钢结构是否存在缺陷。渗透检测按照检测材料分类可分为着色法、荧光法和荧光着色法，三种方法最大的区别在于渗透剂的选择，荧光着色法检测工艺最为简单，但是其渗透能力相对较差，影响技术人员的判断。为了提高检测精度，重点介绍着色法。着色渗透检测法是通过三种试剂按先后顺序涂刷后检测钢材质量缺陷的，检测前先对钢结构表面进行预清洗，用清洗剂清除表面灰尘、油污等杂质，清洗完成后烘干。渗透剂采用喷雾或涂刷的形式涂抹均匀，表面的渗透剂应适当富裕，如缺少应及时补充，在规定的渗透时间后用清洗剂擦除表面多余渗透剂,然后均匀喷洒显像剂，喷洒过程中喷嘴距离被检测钢构件30cm，角度控制在40°，喷洒完成后观测渗透情况，观察细微裂缝时可借助放大镜。渗透检测法可检测钢结构表面裂缝、松散、钢结构的焊接质量等缺陷，渗透检测法的优点是工艺简单、操作方便。缺点是只能检测到表面的裂缝，钢结构内部的质量缺陷无法检测。

（3）射线检测法

射线法检测是利用射线（如X、γ射线等）具有较强的穿透力，通过射线穿透整个钢结构，在穿透过程中与物质发生相互作用，吸收和折射了部分射线，使射线强度衰减，然后在合适的位置设置胶片，射线通过感光作用形成底片，在底片上会出现局部黑化，黑化部位代表存在缺陷，黑化程度越大表面钢结构缺陷越大，反之越小。射线检测适用于材料、钢结构成品及焊接的规则平面检测，对异性结构无法检测。射线检测法具有较高的检测精度，且能检测出构建内部的缺陷，检测影像可长时间保存，质量控制方面具有较强的可追溯性。射线法检测时操作人员应做好相关的防护措施，射线对人体的皮肤及造血系统存在一定的危害。

在钢结构质量缺陷检测时，上述检测方法均有不同的适用范围和优缺点。为了准确、快速找出缺陷位置，可对上述检测方法交叉使用，例如先用射线法对需要检测的构建进行全方位扫描，确定大概位置后，用渗透法准确找出裂缝位置[8]。

4 结语

随着科技时代的来临，无损检测技术已逐步取代了传统的检测工艺，被广泛应用于工程建设中，无损检测技术依靠其快速、准确、无损性和适用性强的特点，已成为建筑行业每个工序必不可少的检测手段，在工程建设质量提升方面发挥着关键的作用。本文论述了桩基、防水卷材、钢结构探伤方面的无损检测技术，阐述了其适用范围，分析了各种检测手段的优缺点，为检测技术人员提供了技术支撑。