超声平测法在混凝土裂缝检测中的应用

超声平测法在混凝土裂缝检测中的应用

杜文龙

徐州淮海建设工程试验研究所有限公司 江苏省徐州市 221000

摘要:文章结合实际工程，通过表面观察、光学测宽、超声平测法对大坝闸墩近百条裂缝进行现场调查及裂缝深度、宽度数频态分布统计，提出了化学灌浆及表面处理两种裂缝处理措施。研究成果对混凝土结构裂缝研究和实践具有一定的指导作用。

关键词:混凝土;裂缝;频态;处理措施

引言

目前混凝土产生裂缝的主要原因都是因为混凝土的收缩而造成的，而声波在混凝土中的传播反馈会有副值较高的特点，如果声波在传播过程中遇到混凝土产生裂缝或者缺口等情况，声波的副值会在产生一个明显的衰减，这样通过观察声波的副值情况就可以很好的判断混凝土中是否有裂缝的存在。对于混凝土裂缝的处理措施根据其裂缝的宽度、深度、位置不同等情况，有不同的方式方法。这就需要通过超声平测法来判断裂缝的情况，并且得到最近接裂缝实际情况的数据，根据不同的裂缝情况采取最合适的处理方式。下文通过对于裂缝的调查，包括其裂缝情况与裂缝的处理措施、处理过后的效果，提出研究结论，分析目前超声平测法存在的问题以及改进措施，为今后超声平测法在混凝土裂缝检测中的进一步应用提供指导。

1建筑工程施工中混凝土裂缝产生的危害

如果在工程施工过程当中出现了严重的混凝土裂缝现象，就会给工程建筑带来巨大的危害。首先，在施工过程当中，如果混凝土出现了严重的裂缝现象，就会导致建筑主体产生结构性改变，从而降低了建筑物整体强度，严重的大面积裂缝还会使建筑物钢筋外露，同时导致其钢筋受到侵蚀，进而使钢筋出现腐蚀现象。其次，当建筑物墙体出现大面积混凝土裂缝时，也会导致混凝土的质量产生一定的改变，从而加速混凝土裂缝的进一步扩展，导致混凝土整体地应力和承载度不够，这也会使施工的质量受到严重的影响[1]。最后，在进行施工的同时，如果混凝土裂缝出现后不能够及时的对其进行治理，还会严重影响建筑物的整体寿命和质量。一直放任不管的话，不仅会加剧混凝土裂缝的扩展，还会对人类的生命安全与财产安全造成严重的威胁。

2房屋建筑工程混凝土裂缝成因

2.1原料质量裂缝

混凝土的制备依靠着多种原材料的加工，如果原材料的质量不能满足制备条件，那么混凝土的质量也必定存在问题，在实际的混凝土施工时，很可能导致混凝土裂缝的异常出现。因此混凝土施工人员应该十分重视和提高混凝土水泥和骨料的施工质量，在此基础上进一步增强了施工道路混凝土的收缩性和强度，在进行混凝土水泥搅拌的施工过程中还要特别注意搅拌水量，避免搅拌水破坏了混凝土的强度和收缩性，最终很容易导致施工道路出现混凝土裂缝的异常现象。同时在施工中应该充分考虑到施工混凝土的水泥掺合料和其外加剂的施工质量进行选择，要通过设计结合实际的工程，有效控制和防止混凝土骨料和外加剂与搅拌的水产品发生化学反应，造成道路混凝土的裂缝。

2.2温差裂缝

在整个混凝土建筑工程的施工管理过程中，混凝土的生产和使用几乎占据了所有建筑材料的绝大部分，因此施工的混凝土对于整个混凝土建筑工程的施工质量和安全稳定有着极为重要的意义。混凝土内外温度差异是导致施工阶段混凝土内部出现裂缝的重要原因之一。混凝土在施工时可能发生吸水化热的情况，从而使得施工的混凝土里面和外面之间会直接产生非常大的温差。所以导致混凝土内部和外部之间产生裂缝和温差的主要原因也是有很多种。其中有一些可能是因为恶劣天气的影响等原因所直接造成，也有可能是因为混凝土在进行施工时，其内部的温度较高，但是它在凝固的同时会随着混凝土含水的变化而蒸发带走部分的热量，而外部的混凝土其温度基本不会发生变化，也就造成内外温度差异，造成裂缝的出现。

2.3沉降裂缝

当设计方案出现不合理结构设计时，设计者没有充分结合混凝土施工现场的情况进行施工设计，出现了内力分析的数据有误，计算的荷载系数取值过小等。此外，施工现场的勘察不到位，地质的资料和结构的数据也存在不一致性和误差，这也可能会直接造成建筑地基的结构不稳定性和不均匀混凝土沉降等问题。如果在长期的持续降雨和冰雪天气中进行混凝土施工，由于持续的降水对于混凝土建筑物的结构造成冲击，刚刚施工的建筑混凝土没有完全的凝固，就可能会直接出现一种混凝土下沉的现象。

3检测的技术方法

使用超声平测法对于混凝土裂缝的检测是分别检测跨缝和不跨缝的声波，进行深度的计算。这种方法的原理是根据同一个声波在跨缝与不跨缝时的传播途径不同，从而可以计算出裂缝的深度，不跨缝的声波在传播过程中是直线传播的形式，而跨缝传播则会在裂缝的末端因为传播介质发生变化而进行折现传播。再检测工作进行的开始阶段，需要对超声波的探头进行试验，包括标定与校正，在使用过程中，需要保证超声波的信号时刻稳定，保障采集出的图像清晰，具有检测价值。首先需要对混凝土的表面进行观察，这需要人员近距离进行观察，使用测试仪器进行测量等方式，对于检查出来的裂缝进行统一的记录与标号，在混凝土裂缝现场，使用红色的笔记进行标示。接下来要进行裂缝深度的测量，采用单面平测法，在这种方式只适用于产生裂缝的表面只有一个可测量表面，在采样过程中，超声波的波形与位置达到理想的显示效果与现实图像比较稳定时，可以保存图像，作为最终的测量数据。

4裂缝的处理方式

在裂缝结果分析时，应该尽可能的保证对于混凝土结构进行了全面的检测，没有任何的裂缝遗漏。并在检测工作结束后，对裂缝的情况进行统计、归类与分析，确定裂缝的处理方式与方法。对于裂缝的处理要根据其裂缝深度与位置不同采取不同的处理措施。1）对于裂缝的深度小于400毫米的，采用环氧砂泵进行填充，采取表面抗刷处理即可。2）对于裂缝的深度大于400毫米的，需要进行防渗漏处理以及对混凝土的结构加以稳固，且稳固为辅、防渗为主的方式，如：采取化学灌浆和表面防渗处理相互结合的方式方法，以达到防渗且加固的目的。

5超声平测法在混凝土裂缝检测中的改进措施

（1）在选取测量位置时，需要规避测量换能器与附近的钢筋达到平行的效果，这样可以有效的避免因为附近钢筋的影响导致的短路情况产生，如若检测点可以达到45度角的检测角度最好，最大可能的避免发生短路的情况。（2）在选择测量位置时，需要选择尽量光滑平整的表面，没有龟裂的情况产生，避免因为表面不平整影响超声波的传播，从而得出错误的检测数据。（3）当测距与裂缝深度相对比时，过小或者过大都会产生较大的测量误差，测距与裂缝深度相近时，测量的结果会比较准确。因此，在选取测量结果时，需要根据实际情况，选择最接近裂缝深度的检测距离。

结语

有效检测混凝土中的裂缝情况，可以根据裂缝的深度、长度、走向以及发展采取最有效的措施修复裂缝，保持结构的稳定。超声平测法在混凝土裂缝的检测应用中，有利有弊，在实际的应用中需要记住检测的要点，第一，尽量保持检测点换能器之间的连线角度为45度；第二，在选取检测点时，要尽量选择混凝土平整，无明显龟裂的表面进行检测；第三，在实际测量中，在可控范围内尽量进行不同检测点的多次测量，去掉误差较大的数值，取平均值缩小误差。

参考文献

[1]徐善杰，张今阳，许可.超声平测法在预应力箱梁混凝土强度检测中的应用[J].治淮，2011（08）：30-32.

[2]韦武举，逄焕平，李宣霖.超声平测法检测钢筋混凝土结构裂缝深度[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2007（04）：475-477.