Акустический контроль проводится с целью определения характеристик стволов свай, оснований и
Акустический контроль помогает определить параметры стволов свай, оснований и фундаментов методом неразрушающего контроля.
Свая представляет собой тонкий элемент, залитый непосредственно в грунт либо забитый в него. Поскольку конструкция, а также итоговый продукт являются частью сооружения, которые невозможно просмотреть, то у инженеров часто возникают сомнения насчет целостности свай, полного соответствия чертежам с учетом специфики проекта. Как показывает практика, в сваях могут присутствовать различные скрытые погрешности. Задачей тестирования целостности конструкции является выявление недостатков до того, как они могут стать причиной определенного ущерба.
Основное определение
Этот способ обследований объекта основан на регистрации параметров упругих колебаний при их взаимодействии с предметом контроля. Упругие колебания представляют собой изменение состояния окружающей среды. Возмущения, возникающие в упругой среде, получили название волны.
На основании частоты колебаний акустические волновые колебания классифицируются на инфразвуковые, частота которых составляет до 16 Гц, звуковые — от 16 до 104Гц, ультразвуковые — от 104 до 109 Гц и гиперзвуковые — для них характерны колебания свыше 109Гц.
Метод акустического контроля используется с целью обнаружения погрешности в деталях практически любых материалов. Способ позволяет выяснить несплошности (трещины, наличие пор, раковин, небольших расслоений), как появляющиеся на поверхности свайных конструкций, так и в глубине материала, а также используются для проведения структурного анализа (уточнения размера зерен, присутствие примесей, неоднородных элементов), осуществления замеров толщин при предоставлении одностороннего доступа к объекту, контроля качества исполнения клеевых стыков и решения иных дефектоскопических задач.
Материалы исследования
Специалисты нашей лаборатории ECL Group проводят обследование методом акустического контроля следующих материалов:
Для чего используется
Поверхностный акустический способ исследования свай в фундаменте расширяет свой спектр применения на практике, так как считается результативным средством для определения длины свай и присутствия различных дефектов, а также определения параметров сплошности свай.
Требования к сплошности свай
Все основные нормативы требования в плане сплошности прописаны Сводами правил по строительству. Здесь сказано, что нарушения показателя сплошности бетона в свайных конструкциях и столбах недопустимо. При обследовании безростверковых опор исследуют все столбы подряд, в ростверках измерительному контролю подлежат не менее 30% свай, но при условии, что их количество не менее четырёх в одном ростверке. Предпочтение при выборе методики должно отдаваться акустическому неразрушающему обследованию.
В документе также говорится, что выборочный контроль свайных элементов бетона допустим только в тех случаях, когда итоговое обследование не превышает 20% от общего количества свай определило их удовлетворительное состояние. Точный объём выборочной проверки определяется непосредственно на строительном объекте. Это правило действует для тех строящихся объектов, у которых общее число свай превышает 20.
Используемые материалы и основные требования к ним
Для проведения испытания используется следующее оборудование:
- Молоток для выполнения удара (инструмент должен быть оснащен пластиковой либо резиновой насадкой, оптимальным вариантом будет инструмент со встроенным датчиком удара);
- Датчик ускорений (точный акселерометр);
- Пластилин либо морозостойкие мастики, обладающие схожими свойствами для фиксации датчика на свае;
- Прибор для измерений;
- Площадка для нанесения точечного удара и наличие крепежа к свае.
К молотку предъявляются определенные технические требования:
- Применение молотка с металлическим бойком запрещено;
- От показателя жесткости бойка зависит длина упругой волны, формируемой при ударе;
- При использовании в акустическом методе молотка с повышенным показателем жесткости есть вероятность выявление более мелких погрешностей в сваях.
При этом обследуемая свая тоже должна соответствовать определенным критериям:
- Поверхность торца сваи должна быть сухой, очищенной от посторонних предметов, строительного мусора, трещин, наслоений;
- Любые посторонние детали, состыкованные со сваей, должны быть удалены;
- Приостанавливается деятельность машин и механизмов, формирующих вибрационные воздействия на свайную конструкцию;
- Конструкция сваи не должна превышать 2 м в диаметре, общая дина сваи составляет от 5 до 40 сечений поперечного типа, не менее 2 метров и не более 50 метров в длину.
С целью получения достоверной информации необходимо обследовать не менее 50% подобных конструкций в рамках одной площадки. Обследование большого объема свай способствует выявлению общих для всех конструкций особенностей сигнала, обусловленных изменениями грунта на данной площадке.
Порядок проведения замеров
Процесс проведения расчетов акустическим методом производится следующим образом:
- Подготавливают сваи к проведению измерений;
- Фиксируют подключенный к прибору датчик на верхнем торце сваи при помощи соединительного материала, проверяют надежность контакта датчика со сваей;
- По торцу сваи наносится удар молотком (либо по специальной площадке, зафиксированной на сваях, если свая является частью ростверка) параллельно продольной осевой конструкции сваи;
- Волна проходит по стволу сваи с определенной скоростью, происходит частичное отражение от границ разделения металлов (соединения бетона и грунта, бетона с инородном включением, цемента с трещиной);
- Отраженные волны идут вверх по конструкции сваи и проходит регистрацию при помощи датчика ускорения, размещенного на торце свайной конструкции;
- Сигнал с прибора акселерометра переходит на аналого-цифровой преобразователь, подвергается оцифровке и хранится в памяти;
- Затем происходит интеграция поступившего сигнала и представляется в форме сигнала скорости.
Точная длина сваи выясняется косвенным методов на основании измеренного прибором времени, при этом скорость прохождения волны в свае считается известной величиной.
Сигналы, зафиксированные приемником, доходят до электронного блока прибора, далее выдаются на экран персонального компьютера. В процессе обработки полученных параметров производится вычисление скорости волн ультразвука сквозь материал исследуемой конструкции. Показатель скорости распространения волн ультразвука находится в прямой зависимости от качеств материала исследуемой конструкции.
По окончанию проведения исследовательских работ производятся:
- Тщательный анализ;
- Обработка;
- Итоговая интерпретация полученных данных.
Итоги испытаний формируются в виде графиков колебания скорости распространения волн ультразвука от глубины замеров.
Все испытания осуществляются сотрудниками нашей лаборатории ECL Group с учетом ГОСТа и принятых международных стандартов.
Преимущества акустического метода
Основным преимуществом акустического метода является возможность его применения с целью проведения обследования элементов машин и конструкций в эксплуатационных условиях без необходимости их демонтажа, особенно в те моменты, когда требуется обеспечить бесперебойное функционирование дорогостоящих и уникальных объектов, стратегически важных объектов.
К достоинствам контроля методами акустики относятся:
Оперативное получение точных данных по любой свае на площадке;
Возможность обследования до 100 свай в день;
Точное определение длины сваи в пределах 80 м;
Высокая чувствительность приборов, позволяющая отмечать мелкие дефекты;
Хорошая проникающая способность к обнаружению внутренних дефектов в крупногабаритных конструкциях;
Возможность уточнения места и величины дефекта;
Мгновенная индикация недочетов для автоматизации контроля;
Возможность проведения обследования даже при одностороннем доступе к изделию;
Простота и высокая результативность контроля;
Возможность проведения диагностики одним оператором самостоятельно;
Полная безопасность работы оператора и окружающего персонала.
По итогам проведенных исследований все данные оформляются в виде подробного протокола, который затем передается заказчику.
Как помогает этот метод?
Сооружение и монтаж свайных фундаментов являются одними из основных и важных видов деятельности в строительстве, от качества которой зависит будущее технического состояние строящегося здания либо конструкции. Зачастую определенное количество свай после их монтажа имеет определенные погрешности, полученные в процессе производства либо при перевозке. К нарушению сплошности ствола буронабивных свай приводят многие причины, а именно: нехватка нужного объема бетона на площадке строительства в момент непосредственного бетонирования, перебои в работе по заливке бетонной смеси на сваи, отсутствие герметичности стыков обсадных труб в местах водонасыщенного грунта, возможное расслоение бетонного состава.
Если в строительстве используются забивные сваи, то причиной возникновения дефектов может быть нарушение правил при транспортировке, складировании и установке на стрелу сваебойных агрегатов, некачественное исполнение стыка составных конструкций, а также скрытые погрешности производства ствола сваи (присутствие заводского брака), который визуально не просматривается (наличие микротрещин в стволе сваи, неоднородная структура материала, несоответствие проектному классу, использование неподходящей марки бетона).
В процессе динамического воздействия конструкции со скрытыми заводскими недочетами быстро становятся неисправными, нарушается сплошность сваи. Причиной возникновения трещин также может выступать человеческий фактор, когда в процессе корректировки вертикальности сваи при забивке оператор допускает погрешность. Плохая сплошность сваи приводит к снижению несущей способности, как по грунту, так и по используемому материалу. В ряде случаев застройщики формально относятся к контролю качества свайных фундаментов, ограничивают эту деятельность лишь ведением соответствующих журналов, составлением актов, отбором образцов бетона в момент подачи. Подобные пробы могут служить только косвенно для оценки, так как показатель прочности бетона в кубиках и скважине отличается.
Наша лаборатория ECL Group проводит испытания сплошности свай акустическим методом обследования, этот способ является одним из самых качественных и высокоточных способов контроля, погрешность замеров при этом составляет всего 3-5%.
Использовать этот метод контроля необходимо во избежание серьезных погрешности на строительной площадке, такая оценка помогает выявить скрытые дефекты на ранней стадии сооружения. Забивные сваи перед применением также рекомендуется протестировать на строительной площадке неразрушающим методом.
При необходимости мы проводим оценку сплошности свай для действующих зданий и сооружения с целью контроля текущего состояния конструкций и оперативного обнаружения нарушения их сплошности, выявления скрытых трещин и несоответствий.
Обратившись в нашу исследовательскую лабораторию ECL Group, вы можете быть уверены в том, что получить объективную оценку качества свай и бетонных изделий, используемых в строительстве. К проведению испытаний в нашей лаборатории допущены обученные специалисты, владеющих методикой проведения исследовательских работ, обработки и интерпретации результатов и обладающих необходимыми познаниями в теории распространения волн, технологии промышленного производства свай и инженерной геологии.
