候躍敏 王彥偉

【摘要】裂縫問題出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，不僅會影響結(jié)構(gòu)的美觀性，而且威脅結(jié)構(gòu)安全性與穩(wěn)定性。傳統(tǒng)檢測手段難以適應(yīng)當(dāng)前工程建設(shè)要求，超聲波平測法是一種先進(jìn)的檢測手段，被廣泛應(yīng)用于混凝土裂縫檢測當(dāng)中，能夠獲得裂縫的基本情況，為裂縫處理提供可靠的依據(jù)。本文對超聲波平測法進(jìn)行全面介紹，提出超聲波平測法在混凝土裂縫檢測中的問題，探索超聲波平測法在混凝土裂縫檢測中的應(yīng)用措施。

【關(guān)鍵詞】超聲波平測法;混凝土裂縫;檢測;應(yīng)用

混凝土的收縮變形是導(dǎo)致裂縫問題出現(xiàn)的主要原因，如果未能對其進(jìn)行有效處理，將會導(dǎo)致病害問題擴(kuò)大化，嚴(yán)重時威脅整個結(jié)構(gòu)的安全。在完整的混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，聲波具有較高的幅值，而遇到空洞或者裂縫時，則會出現(xiàn)迅速衰減的情況，利用幅值的變化特點，能夠?qū)崿F(xiàn)對混凝土裂縫的有效檢測。超聲波平測法因此受到人們的廣泛歡迎，能夠減輕工作壓力，同時確保檢測結(jié)果的可靠性，實現(xiàn)對混凝土裂縫問題的查找與處理?；炷恋纳疃?、走向和寬度等，都會對其處理措施的應(yīng)用產(chǎn)生直接影響，因此應(yīng)該加強(qiáng)檢測結(jié)果的深入分析，從而制定切實可行的處理方案。尤其在當(dāng)前現(xiàn)代化建設(shè)速度不斷加快的趨勢下，除了應(yīng)該保障工程建設(shè)的速度外，還要做好裂縫處理以提升工程質(zhì)量。

1.超聲波平測法概述

對不跨縫和跨縫的聲波進(jìn)行檢測后，能夠有效計算混凝土當(dāng)中的裂縫深度，這是超聲波平測法的基本原理，由于其傳播途徑存在一定的差異性，因此可以有效獲得裂縫深度值。直線傳播是聲波在不跨縫傳播時的主要方式，折線傳播則是聲波在跨縫傳播時的主要方式，會受到末端傳播介質(zhì)改變的影響。應(yīng)該嚴(yán)格檢驗超聲波探頭，保障其具有良好的性能，從而保障檢測工作的順利實施。為了獲得清晰的圖像，需要增強(qiáng)信號的穩(wěn)定性，獲得可靠的檢測結(jié)果[1]。為了能夠?qū)τ嬎憬Y(jié)果的離散程度加以控制，充分發(fā)揮超聲平測法的優(yōu)勢，應(yīng)該嚴(yán)格遵循《超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》（CECS21：2000）中的相關(guān)要求，選擇合理的數(shù)據(jù)篩選方法，從而增強(qiáng)數(shù)據(jù)可靠性。聲波的衍射是單面平測法的基本原理，在裂縫表面的兩側(cè)位置設(shè)置換能器，接收換能器無法獲得發(fā)射換能器的聲波和反射波，繞過裂縫的衍射波則被接收換能器所獲取。對于換能器間距、超聲波和聲速的準(zhǔn)確測量，是保障平測法準(zhǔn)確性的關(guān)鍵，防止出現(xiàn)較大的誤差。

2.超聲波平測法在混凝土裂縫檢測中應(yīng)用的問題

在混凝土裂縫檢測中應(yīng)用超聲波平測法時，測量結(jié)果往往會由于測距問題而出現(xiàn)一定的差異性?；炷两橘|(zhì)并非理想的均勻性，作為一種彈塑性介質(zhì)，其自身的屬性會對檢測結(jié)果造成影響，這是導(dǎo)致測量誤差的主要原因。測距會在不同的介質(zhì)情況下產(chǎn)生一定的差異，當(dāng)裂縫問題不存在混凝土當(dāng)中時，應(yīng)用超聲波平測法進(jìn)行檢測也會獲得不同的聲速值[2]。鋼筋結(jié)構(gòu)的存在，也會對收發(fā)裝置的使用造成影響，這是導(dǎo)致超聲波平測法誤差的關(guān)鍵因素。尤其是由此引發(fā)的短路問題，會使得讀數(shù)誤差增大，導(dǎo)致計算結(jié)果受到影響。骨料和水泥是混凝土的基本構(gòu)成，尤其微小氣泡的存在是導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生的重要因素，但是不會對混凝土構(gòu)件的正常使用造成影響。當(dāng)混凝土受到外界作用力或者溫度因素影響而發(fā)生收縮和膨脹時，往往會導(dǎo)致有害裂縫的出現(xiàn)，由于其影響因素具有復(fù)雜性，因此在走向和深度上也有所不同。應(yīng)用超聲波平測法只是限于理想狀態(tài)下的裂縫檢測，因此會與實際情況產(chǎn)生一定的出入。為了降低鋼筋對超聲波平測法應(yīng)用造成的影響，應(yīng)該在布設(shè)換能器時設(shè)定合理的角度，防止出現(xiàn)平行布設(shè)的現(xiàn)象，以有效預(yù)防短路問題[3]。在開展檢測工作時，也應(yīng)該保障表面的平整性與光滑性，避免皸裂問題的存在，從而保障超聲波的良好傳播效果和精確的檢測數(shù)據(jù)。應(yīng)該選擇最接近裂縫深度的檢測距離，從而嚴(yán)格控制測量誤差。

3.超聲波平測法在混凝土裂縫檢測中的應(yīng)用措施

3.1儀器設(shè)備

HC-F800混凝土裂縫缺陷綜合測試儀，是在混凝土裂縫檢測中應(yīng)用超聲波平測法的主要儀器，主要由平面換能器、主機(jī)和顯微攝像頭組成。在開展檢測工作時，還要借助相應(yīng)的輔助工具，包括定位尺、油漆筆、耦合劑、卷尺和溫濕度計等等。

3.2技術(shù)方法

標(biāo)定處理檢測設(shè)備，是保障良好檢測效果的關(guān)鍵，通過標(biāo)定超聲波探頭和攝像頭圖像寬度識別，為混凝土裂縫檢測做好準(zhǔn)備。開展相應(yīng)的測試工作，獲得清晰的采集裂縫圖像，同時具有穩(wěn)定的聲波測試信號。在工作中應(yīng)該采用重復(fù)觀測和交叉測量的方式，防止檢測結(jié)果中出現(xiàn)較大的誤差，應(yīng)該將相對誤差控制在5%以內(nèi)，從而確保其滿足相關(guān)規(guī)范要求。在表觀檢查工作當(dāng)中，主要是近距離對混凝土面進(jìn)行檢查，在此過程中應(yīng)該結(jié)合工器具、人工和綜合測試器，提升檢查工作的效率與質(zhì)量。編號處理混凝土裂縫，在標(biāo)注時可以應(yīng)用特殊顏色的標(biāo)記筆，檢查裂縫參數(shù)無誤后對其進(jìn)行登記處理，確保在裂縫測點編號、寬度、長度和深度等方面不出現(xiàn)較大的誤差，確保裂縫深度圖片能夠得到有效保存。光學(xué)測寬也是應(yīng)用超聲波平測法檢測混凝土裂縫的主要方法，在裂縫寬度測量時應(yīng)用光學(xué)攝像檢測，可以合理選擇自動模式和手動模式，在對測量圖片和結(jié)果進(jìn)行保存時，應(yīng)該確保圖像具有良好的清晰度。單面平測法在裂縫深度檢測中的應(yīng)用較多，尤其是當(dāng)裂縫位置存在一個可測表面時，該方法的應(yīng)用效果較好，同時應(yīng)該確保裂縫的深度在500mm以內(nèi)。開展檢測工作時，應(yīng)該合理設(shè)置R和T換能器跨縫邊與邊間距，通常需要在160mm、80mm和240mm左右[4]。對波形大小和位置情況進(jìn)行分析，在對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行保存時，應(yīng)該確保此時具有穩(wěn)定的波形。

3.3裂縫檢測成果分析

全面分析相關(guān)原始數(shù)據(jù)，在檢測中發(fā)現(xiàn)了78條裂縫，其長度在278.55m左右。干縫是混凝土裂縫的常見形式，存在少量的濕縫，而且呈現(xiàn)縱向分布的特征。裂縫的最深深度為182mm，長度為3.1m的裂縫其寬度值在0.56～1.66mm之間，深度值在275～474mm之間;長度為11.8m的裂縫其寬度值在0.23～0.28mm之間，深度值在139～232mm之間;長度為4.1m的裂縫其寬度值在0.24～0.35mm之間，深度值在148～182mm之間。分布頻態(tài)統(tǒng)計方法是分析裂縫情況時的常用方法，在所有的裂縫當(dāng)中，寬度不超過1.55mm的裂縫相對較多，占比在72%左右，而其中0.5～1.0mm寬的裂縫數(shù)量最多。對裂縫深度分布頻態(tài)圖進(jìn)行分析，在所有裂縫當(dāng)中，深度在60～400mm之間的裂縫占比最多，占比在87%左右，深度超過400mm的裂縫占比在13%左右[5]。

4.混凝土裂縫處理方法

環(huán)氧砂漿充填和表面抗沖刷處理的方式，適用于深度在400mm以內(nèi)的混凝土裂縫處理，采用結(jié)構(gòu)加固和防滲處理措施，對深度在400mm以上的裂縫進(jìn)行改善，最常用的就是化學(xué)灌漿法與表面防滲處理法。在化學(xué)灌漿施工中，首先應(yīng)該做好鉆孔處理，0～45°為鉆孔的合理角度范圍，應(yīng)該明確裂縫的寬度值，并以此為依據(jù)確定孔距值。當(dāng)裂縫的寬度在0.5～1.0mm之間時，孔距可以設(shè)定為0.3m左右;當(dāng)裂縫的寬度在2.0～3.0mm之間時，孔距可以設(shè)定為1.0m左右;當(dāng)裂縫的寬度在1.0～1.5mm之間時，孔距可以設(shè)定為0.5m左右;當(dāng)裂縫的寬度在1.5～2.0mm之間時，孔距可以設(shè)定為0.6～0.8m左右[6]。需要對灌漿管孔和裂縫進(jìn)行清洗后再實施灌漿，保障良好的加固效果。根據(jù)鉆孔的深度對灌漿嘴的深度加以確定，選擇φ12mm灌漿嘴。選擇性能可靠的灌漿材料，同時對灌漿量和灌漿壓力加以控制。

5.結(jié)語

在混凝土裂縫檢測中應(yīng)用超聲波平測法，能夠?qū)崿F(xiàn)對裂縫情況的全面檢測，提升檢測工作效率與質(zhì)量。但是，也會受到混凝土屬性和鋼筋結(jié)構(gòu)等因素的影響，導(dǎo)致其誤差增大。因此，應(yīng)該做好有效預(yù)防與處理工作，嚴(yán)格控制超聲波平測法的應(yīng)用流程與要點，同時采用化學(xué)灌漿法等對裂縫加以處理。

參考文獻(xiàn)

[1]周慶婷，靳昊.超聲平測法在混凝土裂縫檢測中的應(yīng)用[J].居舍，2020（12）：67.

[2]劉鋼.超聲平測法在混凝土裂縫檢測中的應(yīng)用[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2020（01）：39-41+67.

[3]李秀春，鄧亞，張春良，劉建華.超聲回彈綜合法檢測混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度平測修正方法技術(shù)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2019，49（S1）：875-877.

[4]校永志，余元寶，李娜，郝伯謹(jǐn).超聲法檢測混凝土垂直裂縫缺陷深度應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（03）：107-108.

[5]柳斌.超聲平測法在箱梁混凝土強(qiáng)度檢測中的應(yīng)用[J].西部交通科技，2016（01）：70-73.

[6]何成貴.超聲檢測技術(shù)在混凝土裂縫檢測中的應(yīng)用[J].西南公路，2014（03）：79-82.

（作者單位：山東省交通科學(xué)研究院）

【中圖分類號】TU753

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）09-0092-02