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摘要:隨著無損檢測技術的發展，無損檢測在各行各業得到普遍應用。闡述了無損檢測技術的工作原理和方法，結合工程實例，介紹了風機基礎施工中，混凝土質量的無損檢測方法。利用探地雷達和超聲回彈綜合法，能夠直觀的檢測出混凝土的空洞、蜂窩和松散等缺陷，較快得出混凝土強度值，該技術具有檢測時間短、精度高、檢測方便等優點，使用前景廣闊。

關鍵詞:風機基礎;混凝土;施工質量;無損檢測技術;探地雷達;超聲回彈綜合法

近年來，我國陸上風機塔筒高度越來越高，有90～130多米不等，國內最高柔性塔筒高度已經達到141m。如此高的風機需要足夠剛度和強度來滿足安全要求，這就要是依靠體積龐大的鋼筋混凝土基礎來固定風機，風機基礎承受上部風機及塔筒傳來的荷載。風機基礎在混凝土施工澆筑過程中，其內部可能出現蜂窩、孔隙或裂縫等缺陷，風機基礎施工質量的好壞直接影響風機運行安全。如何對風機基礎混凝土施工質量作一個全面客觀的評價是業主、監理和施工三方都十分關注的問題。混凝土施工質量的常用檢測方法有鉆芯法、拔出法、探地雷達掃描成像、聲波法、回彈法和超聲回彈綜合法等。鉆芯法、拔出法屬于局部破損或半破損檢測方法，采用該類檢測方法時會破壞混凝土結構;探地雷達掃描成像、聲波法、回彈法和超聲回彈綜合法等為無損檢測方法，采用該類檢測方法時不會破壞混凝土結構。無損檢測技術具有直接、快速、靈活等優點，在工程中已得到廣泛應用。

1無損檢測原理

無損檢測是利用物質的聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷大小、位置、性質和數量等信息。與破壞性檢測相比，無損檢測有以下特點。一是具有非破壞性，在做檢測時不會損害被檢測對象的使用性能;二是具有全面性，由于檢測是非破壞性，因此可對被檢測對象進行100%的全面檢測;三是具有全程性，破壞性檢測一般只適用于對原材料進行檢測，如機械工程中普遍采用的拉伸、壓縮、彎曲等，破壞性檢驗都是針對制造用原材料進行的，對于成品和在用品，除非不準備讓其繼續服役，否則是不能進行破壞性檢測的，而無損檢測因不損壞被檢測對象的使用性能。因此，無損檢測不僅可對制造用原材料、各中間工藝環節、直至最終產成品進行全程檢測，也可對服役中的設備進行檢測［1-2］。

2工程實例

某風電場的總裝機規模為54MW，設計安裝27臺單機容量為2000kW的風力發電機組，風機基礎采用重力擴展式錨栓基礎，采用C40混凝土，肋梁基礎底板直徑17.8m，厚0.55m;基礎臺柱直徑6.8m，高3.7m;肋梁有8個，肋梁寬1.2m、高1.4～2.3m;沿基礎底板外緣布置一圈環梁，環梁寬0.5m、高1.0m;基礎總高度3.7m，基礎埋深為3.5m(見圖1)。單個基礎混凝土方量為330.9m3。工程項目于2019年5月開工，8月13日開始風機基礎混凝土澆筑施工，因項目是首次采用重力擴展式錨栓基礎，為了能更好的了解錨栓基礎的澆筑質量，建設和監理單位提出了對澆筑齡期已滿30d的5臺風機基礎進行混凝土質量全面檢測。為了避免檢測的盲目性，決定開展物探普查，應用探地雷達和超聲回彈綜合法進行混凝土澆筑質量和混凝土的強度檢測，檢查混凝土質量是否滿足規范要求。

3現場測試方法

根據測試目的和實際物性條件，鋼筋混凝土無損檢測采用瑞典生產的RMAC/GPR探地雷達，距離觸發，超聲回彈綜合法強度檢測采用RSM-SY6型基樁聲波檢測儀。由于探測區域的形狀和表面情況的限制，根據風機基礎特點，沿順時針方向布置探地雷達測試剖面，天線由測距輪引導從上到下部向上移動連續采集，風機基座布置測線34條，如圖2所示;測線均布置在鋼筋間距相對較大的區域。超聲回彈綜合法強度檢測按上、中、下位置隨機選取。

3.1測試數據分析

探地雷達圖形常以脈沖反射波的波形來記錄，以波形或灰度顯示雷達探測剖面圖。由于混凝土介質相當于一個復雜的濾波器，介質對波的不同程度的吸收以及介質的不均勻性質，使得脈沖到達接收天線時，波幅減小，波形變得與原始發射波形有較大的差異。另外，不同程度的各種隨機噪聲和干擾，對實測數據也有影響。因此，必須對接收信號實施適當地處理，以改善資料的信噪比，為進一步分析解釋提供清晰可辨的圖像［3-4］。超聲回彈綜合法［5］是指采用超聲儀和回彈儀，在混凝土構件同一測區分別測量聲音和回彈值，然后利用已建立起的強度檢測公式推算測區混凝土抗壓強度。

3.2缺陷判定

根據探地雷達電磁波的反射原理可知，當混凝土均勻、質量較好而不存在缺陷時，只能在混凝土界面與鋼筋界面上形成反射波。反射波的強度與2種介質的波阻抗差異有關，若差異較大，會形成較明顯的反射現象;反之，反射現象較弱。當混凝土與骨架結合部位有脫空縫時，由于脫空縫中多以空氣充填，充填物與混凝土的波阻抗差異較大，會形成較強的反射現象。當混凝土內部存在蜂窩、空洞等缺陷時，一般情況下缺陷體內充填物多以空氣為主，其波阻抗遠遠小于混凝土的波阻抗，因此在這些缺陷部位會發生較強的反射和散射現象。當混凝土中存在不均勻體時，與周圍均勻、密實的混凝土形成波阻抗差異，在不均勻處也能形成反射現象，但這種反射較前者要弱。混凝土內部缺陷形態和體積各不相同，分布范圍不連續，而且分布位置深淺不一，因此，在雷達探測剖面圖中反映為反射波位置不連續，呈間斷出現、反射信號能量大小不一等特征［6-7］。圖3典型雷達反射波剖面示意混凝土施工質量檢測的雷達反射波剖面如圖3所示。圖3a為合格的鋼筋混凝土結構，混凝土內部鋼筋反射波顯示清晰。若混凝土局部鋼筋保護層薄，圖像上將會產生強反射雷達波信號，典型特征波如圖3b所示。若局部雷達圖像同相軸雜亂，表明混凝土密實性差、孔隙率大，澆筑質量較差，典型特征波如圖3c所示。若混凝土局部存在脫空現象，典型特征波如圖3d所示。

3.3檢測結論與建議

通過對探地雷達檢測數據的整理和分析可知，混凝土質量合格，波形無明顯畸變，混凝土內部有缺陷時，波形明顯發生畸變，畸變位置可以反應出混凝土中缺陷的位置。通過超聲回彈綜合法檢測數據，可以推算出混凝土抗壓強度滿足設計要求。在混凝土澆筑施工中，根據風機基礎的特點和澆筑工程量、機械設備、勞動力組織、澆筑順序等，有序開展混凝土澆筑，保證混凝土澆筑的連續性。對鋼筋密集的部位，要制訂相應的技術措施，確保順利布料和振搗密實。在澆筑時要經常觀察，如出現混凝土不密實現象，要采取措施。利用超聲回彈綜合法進行混凝土強度檢測時，應在混凝土構件上均勻布置測區，每個構件上測區數量不應少于10個，相鄰兩個測區的間距不宜大于2m，測區應避開鋼筋密集區，預埋件測試面應保持清潔、平整、干燥，不應有接縫、施工縫、飾面層、浮漿和油垢，并應避開蜂窩、麻面部位。必要時，可用砂輪片清除構件表面雜物和磨平不平整處，擦凈殘留粉塵。

4結語

無損檢測技術經過多年發展，已被證明是一種有效的混凝土質量檢測方法，通過探地雷達和超聲回彈綜合法對風機基礎混凝土施工質量進行檢測，可以較全面的了解施工質量，為取芯檢測提供依據。相比其他檢測方法，探地雷達和超聲回彈綜合法能夠直觀的檢測出空洞、蜂窩和松散等缺陷，較快得出混凝土強度值，具有檢測時間短、精度高、檢測方便等優點，使用前景廣闊。但是，在應用探地雷達和超聲回彈綜合法檢測混凝土質量和混凝土強度時，需根據雷達圖像和超聲波形來識別混凝土的質量缺陷和強度，這是無損檢測技術性較強的工作，對技術人員要求較高，現場測試人員應與有經驗的專業人員配合進行綜合判斷，以提高檢測工作的準確性。

參考文獻:

［1］張俊哲．無損檢測技術及其應用［M］．北京:科學出版社，2010．

［2］雷毅，丁剛，鮑華，等．無損檢測技術問答［M］．北京:中國石化出版社，2013．

［3］孫志恒，鮑志強，甄理．探地雷達探測技術在水工混凝土結構中的應用［J］．水利水電技術，2002(10):64-66．

［4］王幫兵，丁凱，田鋼．探地雷達多次覆蓋技術在堤防隱患探測中的應用［J］．水力發電，2006，32(10):102-105．

［5］中國建筑科學研究院．超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程:CECS02:2005［S］．北京:中國工程建設標準化協會，2005．

［6］李洪．聲波法在洞室混凝土襯砌質量檢測中的應用［J］．西北水電，2002(2):34-38．

［7］吳新璇．混凝土無損檢測技術手冊［M］．北京:人民交通出版社，2002．

作者：王忠輝 單位：中國水電顧問集團崇陽新能源有限公司