Ультразвуковая проверка свай (УЗД)

Что такое ультразвуковая проверка свай

Ультразвуковая дефектоскопия свай (УЗД) — это неразрушающий метод контроля качества и сплошности буронабивных свай и других фундаментов глубокого заложения. Метод позволяет выявить дефекты, неплотности, расслоения и зоны слабого бетона внутри конструкции без нарушения её целостности.

Данный метод контроля соответствует стандарту D 6760-14, ГОСТ 17624-2012, а также новому ГОСТ Р 71039—2023 "Сваи буронабивные" и "Стены в грунте" траншейного и свайного типов. Межскважинный ультразвуковой метод контроля качества бетона". ГОСТ Р 71039—2023 является первым нормативным документом, который регламентирует применение межскважинного ультразвукового метода для контроля качества бетона в буронабивных сваях и «стенах в грунте».

Согласно своду правил СП 45.13.330.2012 "Земляные сооружения, основания и фундаменты", при устройстве буровых и буронабивных свай должен выполняться контроль качества изготовленных свай. Ультразвуковой контроль рекомендуется проводить для 10% от общего количества свай на объекте.

Принцип работы ультразвукового метода

Метод ультразвуковой дефектоскопии основан на изменении скорости распространения ультразвуковых волн в средах с различной структурой, механическими и физическими свойствами. Ультразвуковая волна передается от датчика-излучателя к датчику-приемнику в виде импульсов с заданной частотой (обычно 35 кГц).

Для проведения испытаний в процессе изготовления сваи в её ствол в составе арматурного каркаса устанавливают не менее четырёх вертикальных металлических или пластиковых труб доступа внутренним диаметром не менее 50 мм. Трубки располагаются крест-накрест и должны иметь герметичные заглушки с обеих сторон.

Процесс контроля включает следующие этапы:

1. Трубки заполняются водой для обеспечения передачи ультразвукового сигнала

2. Датчики (излучатель и приемник) опускаются до нижней точки сваи в разные трубки

3. Прозвучивание бетона сваи выполняется по шести сечениям: по двум диаметральным и четырем хордовым сечениям по всей длине сваи

4. Датчики синхронно поднимаются с заданным шагом (обычно 0,5 м), регистрируя сигналы

5. Полученные данные обрабатываются компьютерной программой, которая анализирует время прохождения и амплитуду ультразвуковой волны

В качестве регистрируемых параметров используются амплитуда ультразвуковой волны, проходящей через контролируемый участок сваи, и время её прохождения. Измеряемые параметры однозначно связаны с качеством бетона.

Преимущества метода УЗД

Ультразвуковая дефектоскопия свай имеет ряд существенных преимуществ перед другими методами контроля:

1. Высокая точность — метод позволяет выявлять дефекты внутри массива бетона на значительной глубине

2. Неразрушающий характер — не требуется выпиливать или высверливать части готовой сваи, что исключает необходимость последующего восстановления конструкции

3. Объективность — применение стандартизированных методов анализа исключает субъективные ошибки

4. Возможность оценки качества реальной бетонной конструкции непосредственно на строительной площадке без изготовления дополнительных образцов для испытаний

5. Безопасность — метод не влияет на целостность и несущую способность конструкции

6. Соответствие нормативам — методика полностью соответствует требованиям строительных стандартов, что важно для приемки объектов

Использование межскважинного ультразвукового контроля позволяет минимизировать риски при строительстве, обеспечивая долговечность и безопасность конструкций. В случае обнаружения дефектов на данном этапе проектная организация обычно принимает решение об устройстве свай-дублей в районе обнаруженного дефекта.

Признаком качественной сваи является высокая постоянная скорость волны по всем шести сечениям сваи. Снижение скорости прохождения волны или отсутствие сигнала свидетельствует о наличии дефектов в стволе сваи.

Причины возникновения дефектов в сваях

Дефекты в буронабивных сваях могут возникать по ряду причин. Низкое качество бетона - одна из основных проблем, влияющих на прочность и долговечность конструкции. Нарушения технологического процесса при изготовлении и установке свай также приводят к появлению изъянов.

Тип грунта, на котором возводится объект, играет важную роль в формировании дефектов. Некоторые виды почв могут вызывать деформации или неравномерное распределение нагрузки на сваю. Глубина залегания грунтовых вод и возможное подмывание грунта также влияют на целостность буронабивных опор.

Коррозийные повреждения представляют серьезную угрозу для свай. Они могут развиваться как на поверхности, так и внутри металлических элементов конструкции, приводя к уменьшению толщины стенки и снижению прочности. Своевременное выявление коррозии позволяет предотвратить дальнейшее разрушение сваи.

Инородные включения, такие как грунт, шламовый материал или вода, попавшие в бетон при заливке, нарушают однородность структуры сваи. Это может привести к образованию пустот или участков с пониженной прочностью, что негативно сказывается на несущей способности всей конструкции.

Нормативные требования к проверке свай

ГОСТ и СП, регулирующие УЗД

Ультразвуковая дефектоскопия свай (УЗД) регламентируется рядом нормативных документов. ГОСТ 17624-2012 "Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности" устанавливает основные принципы проведения ультразвукового контроля бетонных конструкций. Этот стандарт применяется при оценке качества свай на строительных объектах.

ГОСТ Р 71039-2023 "Сваи буронабивные и "стены в грунте" траншейного и свайного типов. Межскважинный ультразвуковой метод контроля качества бетона" - первый нормативный документ, который детально регламентирует применение межскважинного ультразвукового метода для контроля качества бетона в буронабивных сваях и "стенах в грунте". Он описывает методику выявления дефектов, неплотностей, расслоений и зон слабого бетона в этих конструкциях.

Свод правил СП 45.13330.2012 "Земляные сооружения, основания и фундаменты" также содержит требования к контролю качества свайных фундаментов. Он устанавливает необходимость проведения проверок при устройстве буровых и буронабивных свай.

Объем проверок согласно нормативам

Согласно СП 45.13330.2012, при устройстве буровых и буронабивных свай необходимо выполнять контроль качества изготовленных свай. Ультразвуковой контроль рекомендуется проводить для 10% от общего количества свай на объекте. Это позволяет получить репрезентативную выборку и оценить качество выполнения работ в целом.

Для сооружений различных классов ответственности устанавливаются разные требования к объему испытаний. Так, для объектов класса КС-2 необходимо провести динамические испытания не менее чем для шести свай, а для сооружений класса КС-3 - не менее чем для девяти свай.

При проведении инженерных изысканий и контрольных испытаний свай во время строительства, согласно ГОСТ 5686-2012, динамические испытания должны охватывать до 1% общего числа свай на объекте, но не менее 6 штук. Это обеспечивает достаточный уровень контроля качества на всех этапах строительства.

Методика проведения ультразвуковой проверки свай

Ультразвуковая дефектоскопия свай основана на принципе изменения скорости распространения ультразвуковых волн в средах с различной структурой и физико-механическими свойствами. Метод позволяет выявить дефекты в буронабивных сваях без нарушения их целостности. Ультразвуковая волна передается от датчика-излучателя к датчику-приемнику в виде импульсов с заданной частотой, обычно 35 кГц.

Прозвучивание бетона сваи выполняется по шести сечениям: по двум диаметральным и четырем хордовым сечениям по всей длине сваи. Это обеспечивает полный контроль качества бетона без "темных зон". Регистрируемыми параметрами являются амплитуда ультразвуковой волны и время ее прохождения через контролируемый участок, которые однозначно связаны с качеством бетона.

Признаком качественной сваи является высокая постоянная скорость волны по всем шести сечениям. Снижение скорости прохождения волны или отсутствие сигнала свидетельствует о наличии дефектов в стволе сваи, таких как пустоты, расслоения или включения грунта.

Подготовка свай к обследованию

Для проведения ультразвуковой дефектоскопии необходимо заблаговременно установить специальные трубки доступа в арматурный каркас сваи. Трубки устанавливаются на этапе изготовления сваи, до укладки бетона. Они должны располагаться крест-накрест в количестве не менее четырех на каждую сваю, что позволяет создать шесть пар комбинаций "излучатель-приемник".

Трубки могут быть металлическими или пластиковыми с внутренним диаметром не менее 50 мм. С обеих сторон они должны иметь герметичные заглушки для предотвращения попадания бетона внутрь. Перед проведением обследования верхние заглушки демонтируются, трубки проверяются на отсутствие посторонних предметов.

Важным этапом подготовки является заполнение трубок водой для обеспечения акустического контакта между датчиками и стенками трубок. В случае отсутствия герметичности необходимо обеспечить непрерывную доливку трубок водой в процессе испытаний. Без воды ультразвуковые волны не смогут эффективно передаваться через воздушную среду, что сделает измерения невозможными.

Этапы проведения контроля

Процесс ультразвукового контроля свай включает несколько последовательных этапов. Сначала датчики (излучатель и приемник) опускаются до нижней точки сваи в разные трубки. Они должны располагаться в одной горизонтальной плоскости для обеспечения корректных измерений.

Затем начинается процесс измерений, который проводится снизу вверх. Датчики синхронно поднимаются с заданным шагом, обычно 0,5 м, регистрируя сигналы на каждом уровне. На каждом шаге замеряются скорости распространения волны в теле сваи и амплитуда сигнала.

Данную процедуру повторяют, используя различные комбинации трубок, оценивая таким образом сплошность хордовых и радиальных сечений по высоте сваи. Всего выполняется шесть проходов для полного обследования сваи. При обнаружении участков с отклонениями в скорости прохождения сигнала производится дополнительное сканирование этих зон для более детального изучения.

Поступающие с датчиков сигналы записываются в память прибора или непосредственно на компьютер через специальное программное обеспечение. Это позволяет сохранить все данные для последующей обработки и анализа.

Обработка результатов и отчетность

После завершения измерений полученные данные обрабатываются с помощью специализированного программного обеспечения. Программа анализирует время прохождения и амплитуду ультразвуковой волны на каждом участке сваи и формирует графическое представление результатов.

Результаты обработки позволяют выявить участки с аномалиями, которые могут свидетельствовать о наличии дефектов. Снижение скорости прохождения волны или уменьшение амплитуды сигнала указывает на возможные нарушения сплошности бетона. Полное отсутствие сигнала может говорить о серьезных дефектах, таких как пустоты или включения грунта.

Некоторые компании используют специализированные программные комплексы для трехмерной визуализации выявленных дефектов. Например, программный комплекс "3D свая" позволяет осуществить визуализацию дефектов в автоматическом режиме и произвести распечатку томографических снимков свай с выявленными нарушениями сплошности в различных ракурсах.

По результатам обследования составляется официальный отчет с иллюстрациями и графиками, отображающими состояние сваи и выявленные дефекты. Отчет содержит информацию о методике проведения испытаний, использованном оборудовании, результатах измерений и их интерпретации. В случае обнаружения дефектов проектная организация обычно принимает решение об устройстве свай-дублей в районе обнаруженного дефекта для обеспечения надежности фундамента.

Оборудование для ультразвуковой проверки свай

Ультразвуковая дефектоскопия свай требует специализированного оборудования, которое позволяет проводить точные измерения и анализировать полученные данные. Современные приборы для ультразвукового контроля свай обеспечивают высокую точность и надежность результатов, что крайне важно для оценки качества и безопасности строительных конструкций.

Типы используемых приборов

Для проведения ультразвуковой дефектоскопии свай применяются различные типы оборудования. Одним из наиболее распространенных является дефектоскоп буронабивных свай ПУЛЬСАР-2.2 "ДБС". Этот прибор предназначен для контроля качества бетона в сваях и фундаментах глубокого заложения методом сквозного прозвучивания.

Другой тип оборудования - приборы серии СПЕКТР, которые используют акустический метод контроля. Они позволяют работать со сваями из любых материалов и могут применяться как на строительной площадке, так и в случаях, когда сваи уже находятся под зданием.

Существуют также комплексные системы, включающие в себя основной блок, ультразвуковые датчики (излучатель и приемник), катушки с кабелем, ролики с датчиками измерения глубины и персональный компьютер с программным обеспечением для обработки результатов измерений.

Особенности работы с оборудованием

Работа с оборудованием для ультразвуковой дефектоскопии свай требует определенных навыков и соблюдения ряда правил. Перед началом измерений необходимо убедиться, что трубки доступа, установленные в теле сваи, не заполнены цементным раствором или иными посторонними элементами. Нижний конец трубы должен быть заглушен.

Важным этапом подготовки является заполнение трубок технической водой для обеспечения передачи ультразвукового сигнала. Ультразвуковые датчики (приемник и передатчик) опускаются на одном уровне в две соседние трубы до нижней отметки зоны цементации.

Измерения проводятся снизу вверх путем постепенного параллельного подъема датчиков в зоне цементации с фиксацией результатов на каждом интервале длины. Шаг измерений может варьироваться от 10 до 100 мм в зависимости от требуемой точности и особенностей конструкции.

Современное оборудование часто оснащается функцией автоматического определения длины свай и возможностью беспроводной передачи данных через Bluetooth. Это значительно упрощает процесс измерений и повышает эффективность работы специалистов.

При работе с оборудованием важно учитывать, что ультразвуковые испытания рекомендуется проводить через 2-4 недели после устройства свай. Это необходимо для набора прочности бетона, так как в процессе твердения возрастает модуль деформации материала, что влияет на результаты измерений.

Правильное использование оборудования для ультразвуковой дефектоскопии свай позволяет получить точные данные о состоянии конструкции, выявить возможные дефекты и предотвратить потенциальные проблемы на ранних стадиях строительства или эксплуатации объекта.

Почему выбирают нашу компанию

ООО "Строй-Эксперт" предлагает профессиональные услуги по ультразвуковой дефектоскопии свай с использованием современного оборудования и методик. Наши преимущества:

1. Аккредитованная строительная лаборатория, имеющая все необходимые разрешения и сертификаты для проведения испытаний.

2. Опытные специалисты с многолетним стажем работы в области неразрушающего контроля строительных конструкций. Наши инженеры регулярно проходят повышение квалификации и владеют актуальными методиками проведения испытаний.

3. Современное оборудование, позволяющее проводить высокоточную диагностику свай любой сложности и в различных условиях. Мы используем сертифицированные приборы, которые проходят регулярную поверку.

4. Комплексный подход к решению задач. Мы не только проводим испытания, но и предоставляем подробный анализ результатов с рекомендациями по устранению выявленных проблем.

5. Оперативность выполнения работ. Понимая важность своевременного контроля качества на строительных объектах, мы стремимся выполнять работы в кратчайшие сроки без потери качества.

6. Соблюдение всех нормативных требований при проведении испытаний и оформлении документации. Результаты наших исследований принимаются контролирующими органами и экспертными организациями.

Наша компания имеет большой опыт работы с различными типами свай и фундаментов, что позволяет нам эффективно выявлять дефекты и предлагать оптимальные решения для их устранения. Мы гарантируем конфиденциальность информации и индивидуальный подход к каждому клиенту.

Для получения дополнительной информации или заказа услуги ультразвуковой дефектоскопии свай вы можете связаться с нами по телефону +7 (812) 454-01-17 или отправить запрос на электронную почту expert@teoc.ru. Также вы можете воспользоваться формой обратной связи на нашем сайте.