Цели испытательных работ
Конечной целью данного метода неразрушающего контроля является выявление дефектов или изменений в поперечном сечении свай — опор, которые выполняют несущую функцию. Если из-за неправильной заливки бетона или других причин внутри сваи возникли дефекты, то прочность и устойчивость всего строения снижается. Поэтому повреждения нужно выявлять на начальных стадиях возведения зданий. Сейсмоакустические испытания буронабивных свай с точностью обнаруживают трещины, пустоты или включения грунта, которые могут повлиять на несущую способность свай. Что дает возможность устранить обнаруженные изъяны в самом начале строительства.
Что лежит в основе сейсмоакустических испытаний свай?
Физика процесса выглядит следующим образом. Направленное механическое воздействие создает ударные волны. Они движутся вдоль оси сваи на определенной скорости, которая зависит от материала изготовления сваи. Скорость передвижения ударной волны в структуре сваи определяется рядом факторов:
- Характеристики материала, из которого свая состоит.
- Свойства грунтов под сваями.
- Структурные изменения сваи.
Все три причины уменьшают амплитуду ударных волн. Но более всего на характер волны оказывает влияние третий аспект – на нем базируется сейсмоакустический метод оценки сплошности и дефектоскопии сваи. Пустоты, ненужные включения и трещины в свае отражают фрагменты волны к оголовку, а оставшиеся волны продолжают двигаться вниз до конца по опоре и вдоль ее оси. Процесс напоминает отражение светового пучка от частично прозрачной зеркальной поверхности, когда одна часть луча отзеркаливается, а другая – проходит через зеркало. То есть, отражение ударных волн в свае обусловлено сменой физических характеристик ее структуры. Что влияет на акустические или волновые свойства сваи. Изменение акустических проявлений оценивается параметром импеданса – чем больше его величина в точке сваи, где есть изъяны, тем больше число отраженных волн, движущихся назад к оголовку сваи.
Как проходят сейсмоакустические проверки?
Данный метод экспресс-контроля не повреждает бетон сваи и пригоден для контроля качества любого типа свайных опор. Методика использует принцип акустической дефектоскопии: анализирует распространения и отражение акустической волны в исследуемой свае. На практике это выглядит примерно так:
- Удар молотком по торцу сваи, направленный параллельно свайной оси, порождает акустическую волну вдоль сваи.
- Когда целостность свайной конструкции нарушена, в ней возникают отраженные волны, движущиеся обратно к точке генерации удара.
- Чем очевиднее дефекты, чем их больше, тем выше коэффициент отраженной волны, который фиксирует датчик.
- Специалист обрабатывает собранные акустическими датчиками данные и получает графическое изображение – рефлексограмму. На ней указывается информация о длине конструкции, наличии повреждений, полостей и их классификации.
Сейсмоакустическое испытание свай определяет фактическую длину сваи с довольно хорошей точностью.
Ключевые особенности проверки сплошности бетона
Для обеспечения качественной регистрации ударной волны перед началом испытаний оголовок сваи предварительно очищается для монтажа датчика. Измерения параметров акустической волны проводят в трех различных точках, чтобы снятая информация была более достоверной. Для полноты анализа сплошности бетона и возбуждения импульсов по свае наносится порядка 15-20 ударов с помощью тарированного пластмассового молотка. Акустические сигналы регистрируются компьютерной программой в виде волновых колебаний. После анализа которых оформляются результаты исследований в виде протокола. При обнаружении дефектов принимается решение о запрете использования данной сваи.
В чем преимущества метода?
Если раньше контроль монолитности сваи проходил только с использованием выпиливания части опоры по всей длине, то сегодня все реже используют данный разрушающий метод. На его место пришла неразрушающая сейсмоакустическая дефектоскопия. Для которой используется оснащение высокой точности, а компьютеризированные системы регистрируют все измерения. Поэтому к числу достоинств метода с применением сейсмоакустики относят:
- Оперативность выполнения испытаний, которая позволяет проверить до сотни свай за один рабочий день.
- Надежность и высокий уровень точности измерений.
- Незначительная погрешность результатов.
- Выявление локализации дефектов и повреждений сваи.
Также нужно отметить, что особенностью такого рода контроля является его чувствительность и точность обнаружения даже небольших аномалий в поперечном сечении сваи. Поэтому сейсмоакустический метод испытания свай работает на обнаружение как глобальных, так и локальных повреждений, а также с целью получения информации об общем состоянии и работе сваи.
Недостатки сейсмоакустического метода
Очень эффективный и часто применяемый метод контроля целостности буронабивных опор, все же имеет некоторые недостатки, о которых нельзя умалчивать:
- Изъяны выявляют только в поперечном сечении сваи;
- В концепцию метода заложено предположение, что свая ведет себя как однородный материал, что не всегда соответствует реальным условиям;
- Проведение неразрушающего экспресс-контроля требует специального оборудования и обученного персонала.
Случается, что исследование дает ложноположительные или ложноотрицательные результаты, интерпретация данных всегда зависит от квалификации испытателя.
Сейсмоакустическая дефектоскопия Экспертиза РФ
Чтобы избежать недостоверных результатов при проведении сейсмоакустических испытаний, обращайтесь в «Экспертиза РФ». Наша компания делает экспертную оценку актуального состояния сваи, то есть определяет ее длину в грунте, а также анализирует целостность и структуру сваи. Специалисты «Экспертиза РФ» проводят испытания свай на сплошность, соответствие проектной документации, определяют геометрические характеристики (длину, поперечные размеры), выявляют дефекты: щели, трещины, полые участки, уширения или сужения тела сваи. Сейсмоакустический контроль проводится согласно нормативам:
- ГОСТ 5686-2020; СНиП 2.02.03-85;
- СП 24.13330.2021; п.12.7 СП 45.13.330.2012.
