超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程條文說明

1、中 國 工 程 建 設(shè) 標(biāo) 準(zhǔn) 化 協(xié) 會 標(biāo) 準(zhǔn) CECS 21：2000超聲法檢測混凝土缺陷 技術(shù)規(guī)程Technical specification for inspection of concrete defects by ultrasonic method主編部門：陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計院上海同濟(jì)大學(xué)批準(zhǔn)部門：中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會 2001-01 -01 實(shí)施中 國 工 程 建 設(shè) 標(biāo) 準(zhǔn) 化 協(xié) 會前言根據(jù)中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(98)建標(biāo)協(xié)字第 08 號關(guān)于下達(dá) 1998 年第一批推薦 性標(biāo)準(zhǔn)編制計劃的函的要求，制訂本標(biāo)準(zhǔn)。本規(guī)程是在超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：9

2、0 的基礎(chǔ)上，吸收國內(nèi) 外超聲檢測儀器最新成果和超聲檢測技術(shù)的新經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國建設(shè)工程中混凝土質(zhì)量控 制與檢測的實(shí)際需要進(jìn)行修訂的。本規(guī)程的主要內(nèi)容包括超聲法檢測混凝土缺陷的適用范圍，檢測設(shè)備技術(shù)要求，聲 學(xué)參數(shù)測量方法，混凝土裂縫深度、混凝土不密實(shí)區(qū)、新老混凝土結(jié)合質(zhì)量、灌注樁和 鋼管混凝土缺陷等的檢測及判斷方法。本規(guī)程主要對“超聲波檢測設(shè)備”及“聲學(xué)參數(shù)測量”兩章作了全面修訂：將原“淺 裂縫檢測”和“深裂縫檢測”兩章合并成“裂縫深度檢測”一章；刪除了“勻質(zhì)性檢測” 一章；對平測裂縫深度的判定、混凝土密實(shí)性檢測的異常數(shù)據(jù)判斷和表面損傷層檢測的 數(shù)據(jù)處理等方法做了補(bǔ)充和完善；增加了灌注樁和鋼管

3、混凝土缺陷檢測?，F(xiàn)批準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程，編號為 CECS 21：2000，推薦 給工程建設(shè)設(shè)計、施工、使用單位采用。本規(guī)程由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會混凝土結(jié)構(gòu) 委員會歸口管理，由陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計院(陜西省西安市環(huán)城西路北段 272 號， 郵編：710082)負(fù)責(zé)解釋。在使用中如發(fā)現(xiàn)需要修改和補(bǔ)充之處，請將意見和資料寄解 釋單位。主編單位：陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計院 上海同濟(jì)大學(xué)參編單位：中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)研究所 水利電力部南京水利科學(xué)研究院 北京市建筑工程質(zhì)檢中心第三檢測所 重慶市建筑科學(xué)研究院主要起草人：張治泰李乃平李為杜林維正張仁瑜羅騏先濮存亭林文修中國工程建設(shè)標(biāo)

4、準(zhǔn)化協(xié)會2000 年 11 月 10 日1總則1.0.1為了統(tǒng)一超聲法檢測混凝土缺陷的檢測程序和測試判定方法，提高檢測結(jié)果的 可靠性，制定本規(guī)程。1.0.2本規(guī)程適用于超聲法檢測混凝土的缺陷。1.0.3缺陷檢測系指對混凝土內(nèi)部空洞和不密實(shí)區(qū)的位置和范圍、裂縫深度、表面損 傷層厚度、不同時間澆筑的混凝土結(jié)合面質(zhì)量、灌注樁和鋼管混凝土中的缺陷進(jìn)行檢測。 1.0.4超聲法(超聲脈沖法)系指采用帶波形顯示功能的超聲波檢測儀，測量超聲脈沖 波在混凝土中的傳播速度(簡稱聲速)、首波幅度(簡稱波幅)和接收信號主頻率(簡稱主 頻)等聲學(xué)參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)及其相對變化，判定混凝土中的缺陷情況。1.0.5按本規(guī)

5、程進(jìn)行缺陷檢測時，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。332術(shù) 語、符 號2.1.1 超聲法 Ultrasonic method2.1術(shù)語本規(guī)程所指的超聲法，系采用帶波形顯示的低頻超聲波檢測儀和頻率為 20250kHz的聲波換能器，測量混凝土的聲速、波幅和主頻等聲學(xué)參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)及其相對 變化分析判斷混凝土缺陷的方法。2.1.2 混凝土缺陷 Concrete defects破壞混凝土的連續(xù)性和完整性，并在一定程度上降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性的不密 實(shí)區(qū)、空洞、裂縫或夾雜泥砂、雜物等。2.1.3 聲速 Velocity of sound超聲脈沖波在混凝土中單位時間內(nèi)傳播的距離。2.1.4

6、波幅 Amplitude超聲脈沖波通過混凝上后，由接收換能器接收，并由超聲儀顯示的首波信號幅度。2.1.5 衰減 Attenuation超聲脈沖波在混凝土中傳播時，隨著傳播距離的增大，由于散射、吸收和聲束擴(kuò)散 等因素引起的聲壓減弱。2.1.6 主頻 Mainfrequency在被接收的超聲脈沖波各頻率成份的幅度分布中，幅度最大的頻率值。2.2主 要 符 號Ai測點(diǎn) i 接收信號的首波幅度值； hc混凝土裂縫深度； hf混凝土損傷層厚度； d徑向振動式換能器直徑； d1鉆出的聲測孔直徑或預(yù)埋聲測管的內(nèi)徑； d2預(yù)埋聲測管的外徑；fi測點(diǎn) i 的接收信號主頻率；li測點(diǎn) i 的超聲測試距離； l，

7、平測時發(fā)射和接收換能器內(nèi)邊緣之間的距離； mx、sx分別為混凝土某一聲學(xué)參數(shù) x 的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差； mv、sv分別為混凝土聲速的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差； Tk空氣的攝氏溫度；Ti測點(diǎn) i 的首波周期； ti測點(diǎn) i 的測讀聲時值； tci測點(diǎn) i 的混凝土聲時值； to聲時初讀數(shù)；oti 跨縫平測時測點(diǎn) i 的測讀聲時值；too在鉆孔或預(yù)埋管中測試的聲時初讀數(shù)； th繞過空洞傳播的聲時值； vc空氣聲速標(biāo)準(zhǔn)值；vs空氣聲速實(shí)測值； vf損傷層混凝土的聲速； va末損傷混凝土的聲速； vw被測水中的聲速； Xi測點(diǎn) i 的某一聲學(xué)參數(shù)值； Xo聲學(xué)參數(shù)異常情況的判斷值。3超聲波檢測設(shè)備3.1超聲波檢測

8、儀的技術(shù)要求3.1.1用于混凝土的超聲波檢測儀分為下列兩類：1模擬式：接收信號為連續(xù)模擬量，可由時域波形信號測讀聲學(xué)參數(shù)；2數(shù)字式：接收信號轉(zhuǎn)化為離散數(shù)字量，具有采集、儲存數(shù)字信號、測讀聲學(xué)參 數(shù)和對數(shù)字信號處理的智能化功能。3.1.2超聲波檢測儀應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并在法定計量檢定有效期限內(nèi) 使用。3.1.3超聲波檢測儀應(yīng)滿足下列要求：1具有波形清晰、顯示穩(wěn)定的示波裝置；2聲時最小分度為 0.1 ms ；3具有最小分度為 1dB 的衰減系統(tǒng)；4接收放大器頻響范圍 10500kHz，總增益不小于 80dB，接收靈敏度(在信噪比為 3：1 時)不大于 50 mv ；5電源電壓波動范圍在

9、標(biāo)稱值±10%的情況下能正常工作；6連續(xù)正常工作時間不少于 4h。3.1.4對于模擬式超聲波檢測儀還應(yīng)滿足下列要求：1具有手動游標(biāo)和自動整形兩種聲時讀數(shù)功能；2數(shù)字顯示穩(wěn)定。聲時調(diào)節(jié)在 2030 ms 范圍，連續(xù) 1h，數(shù)字變化不大于±0.2 ms 。3.1.5對于數(shù)字式超聲波檢測儀還應(yīng)滿足下列要求：1具有手動游標(biāo)測讀和自動測讀方式。當(dāng)自動測讀時，在同一測試條件下，lh 內(nèi) 每隔 5min 測讀一次聲時的差異應(yīng)不大于±2 個采樣點(diǎn)；2波形顯示幅度分辨率應(yīng)不低于 1/256，并具有可顯示、存儲和輸出打印數(shù)字化波 形的功能，波形最大存儲長度不宜小于 4k bytes；

10、3自動測讀方式下，在顯示的波形上應(yīng)有光標(biāo)指示聲時、波幅的測讀位置；4宜具有幅度譜分析功能(FFT 功能)。3.2換能器的技術(shù)要求3.2.1常用換能器具有厚度振動方式和徑向振動方式兩種類型，可根據(jù)不同測試需要 選用。3.2.2厚度振動式換能器的頻率宜采用 20250kHz。徑向振動式換能器的頻率宜采用2060kHz，直徑不宜大于 32mm。當(dāng)接收信號較弱時，宜選用帶前置放大器的接收換能 器。3.2.3換能器的實(shí)測主頻與標(biāo)稱頻率相差應(yīng)不大于±10%。對用于水中的換能器，其水 密性應(yīng)在 1MPa 水壓下不滲漏。3.3超聲波檢測儀的檢定3.3.1超聲儀聲時計量檢驗(yàn)應(yīng)按“時一距”法測量空氣聲速

11、的實(shí)測值 Vs(見附錄 A)，并 與按公式(3.3.1)計算的空氣聲速標(biāo)準(zhǔn)值 Vc 相比較，二者的相對誤差應(yīng)不大于± 0.5%。V c = 331.41 + 0.00367 × TK（3.3.1)K式中331.40時空氣的聲速(m/s)； Vc溫度為 T 度的空氣聲速(m/s)； TK被測空氣的溫度()。3.3.2超聲儀波幅計量檢驗(yàn)?？蓪⑵聊伙@示的首波幅度調(diào)至一定高度，然后把儀器衰減系統(tǒng)的衰減量增加或減少 6dB，此時屏幕波幅高度應(yīng)降低一半或升高一倍。4聲學(xué)參數(shù)測量4.1一 般 規(guī) 定4.1.1檢測前應(yīng)取得下列有關(guān)資料：1工程名稱；2檢測目的與要求；3混凝土原材料品種和規(guī)格

12、；4混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)情況；5構(gòu)件尺寸和配筋施工圖或鋼筋隱蔽圖；6構(gòu)件外觀質(zhì)量及存在的問題。4.1.2依據(jù)檢測要求和測試操作條件，確定缺陷測試的部位(簡稱測位)。4.1.3測位混凝土表面應(yīng)清潔、平整，必要時可用砂輪磨平或用高強(qiáng)度的快凝砂漿抹 平。抹平砂漿必須與混凝土粘結(jié)良好。4.1.4在滿足首波幅度測讀精度的條件下，應(yīng)選用較高頻率的換能器。4.1.5換能器應(yīng)通過耦合劑與混凝土測試表面保持緊密結(jié)合，耦合層不得夾雜泥砂或 空氣。4.1.6檢測時應(yīng)避免超聲傳播路徑與附近鋼筋軸線平行，如無法避免，應(yīng)使兩個換能 器連線與該鋼筋的最短距離不小于超聲測距的 1/6。4.1.7檢測中出現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)時應(yīng)及時查找原因

13、，必要時進(jìn)行復(fù)測校核或加密測點(diǎn)補(bǔ)測。4.2聲學(xué)參數(shù)測量4.2.1采用模擬式超聲檢測儀測量應(yīng)按下列方法操作：1檢測之前應(yīng)根據(jù)測距大小將儀器的發(fā)射電壓調(diào)在某一檔，并以掃描基線不產(chǎn)生 明顯噪音干擾為前提，將儀器“增益”調(diào)至較大位置保持不動；2聲時測量。應(yīng)將發(fā)射換能器(簡稱 T 換能器)和接收換能器(簡稱 R 換能器)分別 耦合在測位中的對應(yīng)測點(diǎn)上。當(dāng)首波幅度過低時可用“衰減器”調(diào)節(jié)至便于測讀，再調(diào)節(jié)游標(biāo)脈沖或掃描延時，使首波前沿基線彎曲的起始點(diǎn)對準(zhǔn)游標(biāo)脈沖前沿，讀取聲時值ti(讀至 0.1 ms )；3波幅測量。應(yīng)在保持換能器良好耦合狀態(tài)下采用下列兩種方法之一進(jìn)行讀?。?)刻度法：將衰減器固定在某一

14、衰減位置，在儀器熒光屏上讀取首波幅度的格數(shù)。2)衰減值法：采用衰減器將首波調(diào)至一定高度，讀取衰減器上的 dB 值。4主頻測量。應(yīng)先將游標(biāo)脈沖調(diào)至首波前半個周期的波谷(或波峰)，讀取聲時值t1( ms )，再將游標(biāo)脈沖調(diào)至相鄰的波谷(或波峰)，讀取聲值 t2( ms )，按(4.2.1)式計算 出該點(diǎn)(第 i 點(diǎn))第一個周期波的主頻 fi(精確至 0.1kHz)。fi1000/( t2-t1)(4.2.1)5在進(jìn)行聲學(xué)參數(shù)測量的同時，應(yīng)注意觀察接收信號的波形或包絡(luò)線的形狀，必 要時進(jìn)行描繪或拍照。4.2.2采用數(shù)字式超聲檢測儀測量應(yīng)按下列方法操作：1 檢測之前根據(jù)測距大小和混凝土外觀質(zhì)量情況，將

15、儀器的發(fā)射電壓、采樣頻率 等參數(shù)設(shè)置在某一檔并保持不變。換能器與混凝土測試表面應(yīng)始終保持良好的耦合狀 態(tài)；2 聲學(xué)參數(shù)自動測讀：停止采樣后即可自動讀取聲時、波幅、主頻值。當(dāng)聲時自 動測讀光標(biāo)所對應(yīng)的位置與首波前沿基線彎曲的起始點(diǎn)有差異或者波幅自動測讀光標(biāo) 所對應(yīng)的位置與首波峰頂(或谷底)有差異時，應(yīng)重新采樣或改為手動游標(biāo)讀數(shù)；3 聲學(xué)參數(shù)手動測量：先將儀器設(shè)置為手動判讀狀態(tài)，停止采樣后調(diào)節(jié)手動聲時 游標(biāo)至首波前沿基線彎曲的起始位置，同時調(diào)節(jié)幅度游標(biāo)使其與首波峰頂(或谷底)相 切，讀取聲時和波幅值；再將聲時光標(biāo)分別調(diào)至首波及其相鄰波的波谷(或波峰)，讀取聲時差值t( ms )，取 1000/t

16、即為首波的主頻(kHz)；4波形記錄：對于有分析價值的波形，應(yīng)予以存儲。4.2.3混凝土聲時值應(yīng)按下式計算：tci=ti-to 或tci=ti-too(4.2.3)式中 tci第 i 點(diǎn)混凝土聲時值( ms )； ti第 i 點(diǎn)測讀聲時值( ms )； to、too聲時初讀數(shù)( ms )；當(dāng)采用厚度振動式換能器時，t。應(yīng)參照儀器使用說明書的方法測得；當(dāng)采用徑向振動式換能器時，too 應(yīng)按附錄 B 規(guī)定的“時-距”法測得。4.2.4超聲傳播距離(簡稱測距)測量：1 當(dāng)采用厚度振動式換能器對測時，宜用鋼卷尺測量 T、R 換能器輻射面之間的距離；2 當(dāng)采用厚度振動式換能器平測時，宜用鋼卷尺測量 T、

17、R 換能器內(nèi)邊緣之間的距 離；3 當(dāng)采用徑向振動式換能器在鉆孔或預(yù)埋管中檢測時，宜用鋼卷尺測量放置 T、R換能器的鉆孔或預(yù)埋管內(nèi)邊緣之間的距離；4測距的測量誤差應(yīng)不大于±l%。5裂縫深度檢測5.1一 般 規(guī) 定5.1.1 本章適用于超聲法檢測混凝土裂縫的深度。5.1.2 被測裂縫中不得有積水或泥漿等。5.2單面平測法5.2.1 當(dāng)結(jié)構(gòu)的裂縫部位只有一個可測表面，估計裂縫深度又大于 500mm 時，可采用 單面平測法。平測時應(yīng)在裂縫的被測部位，以不同的測距，按跨縫和不跨縫布置測點(diǎn)(布 置測點(diǎn)時應(yīng)避開鋼筋的影響)進(jìn)行檢測，其檢測步驟為：1 不跨縫的聲時測量：將 T 和 R 換能器置于裂縫

18、附近同一側(cè)，以兩個換能器內(nèi)邊 緣間距( l¢ )等于 100、150、200、250mm分別讀取聲時值(ti)，繪制“時-距”坐標(biāo) 圖(圖 5.2.1-1)或用回歸分析的方法求出聲時與測距之間的回歸直線方程：li = a + bti圖 5.2.1-1 平測“時-距”圖圖 5.2.1-2 繞過裂縫示意圖每測點(diǎn)超聲波實(shí)際傳播距離 li 為：li = l¢ + a（5.2.1-1）式中 li 第 i 點(diǎn)的超聲波實(shí)際傳播距離(mm)；l¢ 第 i 點(diǎn)的 R、T 換能器內(nèi)邊緣間距(mm)；a“時-距”圖中 l¢ 軸的截距或回歸直線方程的常數(shù)項(xiàng)(mm)。不跨縫平測的

19、混凝土聲速值為：v = çæ l ¢ - l ¢ ÷ö /(t- t )(km/s)(5.1.1-2)è n1 øn1或 v b(km/s)式中 l ¢ 、 l ¢ 第 n 點(diǎn)和第 1 點(diǎn)的測距(mm)；n 1tn 、 t1第 n 點(diǎn)和第 1 點(diǎn)讀取的聲時值( ms )；b回歸系數(shù)。2跨縫的聲時測量：如圖(5.2.1-2)所示，將 T、R 換能器分別置于以裂縫為對稱i的兩側(cè)， l¢ 取 100、150、200mm、分別讀取聲時值 t0 ，同時觀察首波相位的變化。5.2.2平測法檢測，裂

20、縫深度應(yīng)按下式計算：h - l / 2 ×(t0v / l )2 - 1(5.2.21)ciiiinmhc = 1/ n × åhcii=1(5.2.22)式中l(wèi)i 不跨縫平測時第 i 點(diǎn)的超聲波實(shí)際傳播距離(mm)；hci 第 i 點(diǎn)計算的裂縫深度值(mm)；it0 第 i 點(diǎn)跨縫平測的聲時值( ms )；mhc 各測點(diǎn)計算裂縫深度的平均值(mm)；n 測點(diǎn)數(shù)。5.2.3裂縫深度的確定方法如下：1跨縫測量中，當(dāng)在某測距發(fā)現(xiàn)首波反相時，可用該測距及兩個相鄰測距的測量值按(5.2.2-1)式計算 hci 值，取此三點(diǎn) hci 的平均值作為該裂縫的深度值( hc )；

21、2跨縫測量中如難于發(fā)現(xiàn)首波反相，則以不同測距按(5.2.2-1)式、(5.2.2-2)式¢計算 hci 及其平均值( mhc )。將各測距 li¢與 mhc 相比較，凡測距 li小于 mhc 和大于 3 mhc ，應(yīng)剔除該組數(shù)據(jù)，然后取余下 hci 的平均值，作為該裂縫的深度值( hc )。5.3雙 面 斜 測 法5.3.1 當(dāng)結(jié)構(gòu)的裂縫部位具有兩個相互平行的測試表面時，可采用雙面穿透斜測法檢 測。測點(diǎn)布置如圖 5.3.1 所示，將 T、R 換能器分別置于兩測試表面對應(yīng)測點(diǎn) l、2、3 的位置，讀取相應(yīng)聲時值 ti、波幅值 Ai 及主頻率 fi 。(a)平面圖(b)立面圖圖

22、 5.3.1斜測裂縫測點(diǎn)布置示意圖5.3.2裂縫深度判定：當(dāng) T、R 換能器的連線通過裂縫，根據(jù)波幅、聲時和主頻的突變， 可以判定裂縫深度以及是否在所處斷面內(nèi)貫通。5.4鉆孔對測法5.4.1 鉆孔對測法適用于大體積混凝土，預(yù)計深度在 500mm 以上的裂縫檢測。5.4.2 被檢測混凝土應(yīng)允許在裂縫兩側(cè)鉆測試孔。5.4.3 所鉆測試孔應(yīng)滿足下列要求：1孔徑應(yīng)比所用換能器直徑大 510mm；2孔深應(yīng)不小于比裂縫預(yù)計深度深 700mm。經(jīng)測試如淺于裂縫深度，則應(yīng)加深鉆孔；3對應(yīng)的兩個測試孔(A、B)，必須始終位于裂縫兩側(cè)，其軸線應(yīng)保持平行；4兩個對應(yīng)測試孔的間距宜為 2000mm，同一檢測對象各對測

23、孔間距應(yīng)保持相同；5孔中粉末碎屑應(yīng)清理干凈；6如圖 5.4.3(a)所示，宜在裂縫一側(cè)多鉆一個孔距相同但較淺的孔(C)，通過 B、 C 兩孔測試無裂縫混凝土的聲學(xué)參數(shù)。5.4.4 裂縫深度檢測應(yīng)選用頻率為 2060kHz 的徑向振動式換能器。5.4.5 測試前應(yīng)先向測試孔中注滿清水，然后將 T、R 換能器分別置于裂縫兩側(cè)的對應(yīng) 孔中，以相同高程等間距(100400mm)從上到下同步移動，逐點(diǎn)讀取聲時、波幅和換能 器所處的深度，如圖 5.4.3(b)所示。5.4.6 以換能器所處深度(h)與對應(yīng)的波幅值(A)繪制 hA 座標(biāo)圖(如圖 5.4.6 所示)。 隨換能器位置的下移，波幅逐漸增大，當(dāng)換能

24、器下移至某一位置后，波幅達(dá)到最大并基 本穩(wěn)定，該位置所對應(yīng)的深度便是裂縫深度值 hc。圖 5.4.3 鉆孔測裂縫深度示意圖圖 5.4.6hA 坐標(biāo)圖6不密實(shí)區(qū)和空洞檢測6.1一 般 規(guī) 定6.1.1 本章適用于超聲法檢測混凝土內(nèi)部不密實(shí)區(qū)、空洞的位置和范圍。6.1.2 檢測不密實(shí)區(qū)和空洞時構(gòu)件的被測部位應(yīng)滿足下列要求：1被測部位應(yīng)具有一對(或兩對)相互平行的測試面；2測試范圍除應(yīng)大于有懷疑的區(qū)域外，還應(yīng)有同條件的正?；炷吝M(jìn)行對比，且 對比測點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于 20。6.2測試方法6.2.1根據(jù)被測構(gòu)件實(shí)際情況，選擇下列方法之一布置換能器：1當(dāng)構(gòu)件具有兩對相互平行的測試面時，可采用對測法。如圖 6.

25、2.1-1 所示，在 測試部位兩對相互平行的測試面上，分別畫出等間距的網(wǎng)格(網(wǎng)格間距：工業(yè)與民用建筑為 100300mm，其它大型結(jié)構(gòu)物可適當(dāng)放寬)，并編號確定對應(yīng)的測點(diǎn)位置；2當(dāng)構(gòu)件只有一對相互平行的測試面時，可采用對測和斜測相結(jié)合的方法。如圖6.2.1-2 所示，在測位兩個相互平行的測試面上分別畫出網(wǎng)格線，可在對測的基礎(chǔ)上進(jìn) 行交叉斜測；3 當(dāng)測距較大時，可采用鉆孔或預(yù)埋管測法。如圖 6.2.1-3 所示，在測位預(yù)埋聲 測管或鉆出豎向測試孔，預(yù)埋管內(nèi)徑或鉆孔直徑宜比換能器直徑大 510mm，預(yù)埋管或 鉆孔間距宜為 23m，其深度可根據(jù)測試需要確定。檢測時可用兩個徑向振動式換能器 分別置于兩

26、測孔中進(jìn)行測試，或用一個徑向振動式與一個厚度振動式換能器，分別置于 測孔中和平行于測孔的側(cè)面進(jìn)行測試。6.2.2每一測點(diǎn)的聲時、波幅、主頻和測距，應(yīng)按本規(guī)程第 4.2 節(jié)進(jìn)行測量。(a)平面圖（b）立面圖 圖 6.2.1-1 對測法示意圖圖 6.2.1-2 斜測法立面圖(a)平面圖(b)立面圖圖 6.2.1-3 鉆孔法示意圖6.3數(shù)據(jù)處理及判斷6.3.1測位混凝土聲學(xué)參數(shù)的平均值(mx)和標(biāo)準(zhǔn)差(sx)應(yīng)按下式計算：mx = å X i / n(6.3.11)S =(X 2 - n × m2 )/(n - 1)(6.3.12)xåix式中Xi第 i 點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)測

27、量值；n參與統(tǒng)計的測點(diǎn)數(shù)。 6.3.2異常數(shù)據(jù)可按下列方法判別：1 將測位各測點(diǎn)的波幅、聲速或主頻值由大至小按順序分別排列，即 X1X2 XnXn+1，將排在后面明顯小的數(shù)據(jù)視為可疑，再將這些可疑數(shù)據(jù)中最大的一個(假 定 Xn)連同其前面的數(shù)據(jù)按本規(guī)程第 6.3.1 條計算出 mx 及 Sx 值，并按下式計算異常情況 的判斷值(xo)：X 0 = mx - l1 × sx(6.3.21)式中l(wèi)1 按表 6.3.2 取值。將判斷值(X0)與可疑數(shù)據(jù)的最大值(Xn)相比較，當(dāng) Xn 不大于 X0 時，則 Xn 及排列于其 后的各數(shù)據(jù)均為異常值，并且去掉 Xn，再用 XlXn-1 進(jìn)行計算

28、和判別，直至判不出異常 值為止；當(dāng) Xn 大于 X0 時，應(yīng)再將 Xn+1 放進(jìn)去重新進(jìn)行計算和判別；2當(dāng)測位中判出異常測點(diǎn)時，可根據(jù)異常測點(diǎn)的分布情況，按下式進(jìn)一步判別其相鄰測點(diǎn)是否異常：X 0 = mx - l2 × sx或 X 0 = mx - l3 × sx(6.3.22)式中 l2 、 l3 按表 6.3.2 取值。當(dāng)測點(diǎn)布置為網(wǎng)格狀時取 l2 ；當(dāng)單排布置測點(diǎn)時(如在聲測孔中檢測)取 l3 。注：若保證不了耦合條件的一致性，則波幅值不能作為統(tǒng)計法的判據(jù)。表 6.3.2統(tǒng)計數(shù)的個數(shù) n 與對應(yīng)的 l1 、 l2 、 l3 值n2022242628303234363

29、811.651.691.731.771.801.831.861.891.921.94 21.251.271.291.311.331.341.361.371.381.39 31.051.071.091.111.121.141.161.171.181.19n4042444648505254565811.961.982.002.022.042.052.072.092.102.12 21.411.421.431.441.451.461.471.481.491.49 31.201.221.231.251.261.271.281.291.301.31n6062646668707274767812.132.

30、142.152.172.182.192.202.212.222.23 21.501.511.521.531.531.541.551.561.561.57 31.311.321.331.341.351.361.361.371.381.39n8082848688909294969812.242.252.262.272.282.292.302.302.312.31 21.581.581.591.601.611.611.621.621.631.63 31.391.401.411.421.421.431.441.451.451.45n10010511011512012513014015016012.32

31、2.352.362.382.402.412.432.452.482.50 21.641.651.661.671.681.691.711.731.751.77 31.461.471.481.491.511.531.541.561.581.596.3.3當(dāng)測位中某些測點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)被判為異常值時，可結(jié)合異常測點(diǎn)的分布及波形狀況確定混凝土內(nèi)部存在不密實(shí)區(qū)和空洞的位置及范圍。 當(dāng)判定缺陷是空洞，可按附錄 C 估算空洞的當(dāng)量尺寸。7混凝土結(jié)合面質(zhì)量檢測7.1一般規(guī)定7.1.1本章適用于前后兩次澆筑的混凝土之間接觸面的結(jié)合質(zhì)量檢測。7.1.2檢測混凝土結(jié)合面時，被測部位及測點(diǎn)的確定應(yīng)滿足下列要求：1測試前應(yīng)

32、查明結(jié)合面的位置及走向，明確被測部位及范圍；2構(gòu)件的被測部位應(yīng)具有使聲波垂直或斜穿結(jié)合面的測試條件。7.2測試方法7.2.1混凝土結(jié)合面質(zhì)量檢測可采用對測法和斜測法，如圖 7.2.2 所示。布置測點(diǎn)時 應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：1使測試范圍覆蓋全部結(jié)合面或有懷疑的部位；2各對 TRl(聲波傳播不經(jīng)過結(jié)合面)和 TR2(聲波傳播經(jīng)過結(jié)合面)換能器連線 的傾斜角測距應(yīng)相等；3測點(diǎn)的間距視構(gòu)件尺寸和結(jié)合面外觀質(zhì)量情況而定，宜為 100300mm。7.2.2按布置好的測點(diǎn)分別測出各點(diǎn)的聲時、波幅和主頻值。圖 7.2.2 混凝土結(jié)合面質(zhì)量檢測示意圖7.3數(shù)據(jù)處理及判斷7.3.1將同一測位各測點(diǎn)聲速、波幅和主頻值分

33、別按本規(guī)程第 6.3.1 和 6.3.2 條進(jìn)行 統(tǒng)計和判斷。7.3.2當(dāng)測點(diǎn)數(shù)無法滿足統(tǒng)計法判斷時，可將 TR2 的聲速、波幅等聲學(xué)參數(shù)與 TRl進(jìn)行比較，若 TR2 的聲學(xué)參數(shù)比 TRl 顯著低時，則該點(diǎn)可判為異常測點(diǎn)。7.3.3當(dāng)通過結(jié)合面的某些測點(diǎn)的數(shù)據(jù)被判為異常，并查明無其他因素影響時，可判 定混凝土結(jié)合面在該部位結(jié)合不良。8表面損傷層檢測8.1一 般 規(guī) 定8.1.1本章適用于因凍害、高溫或化學(xué)腐蝕等引起的混凝土表面損傷層厚度的檢測。8.1.2檢測表面損傷層厚度時，被測部位和測點(diǎn)的確定應(yīng)滿足下列要求：1根據(jù)構(gòu)件的損傷情況和外觀質(zhì)量選取有代表性的部位布置測位；2構(gòu)件被測表面應(yīng)平整并處

34、于自然干燥狀態(tài)，且無接縫和飾面層。8.1.3本方法測試結(jié)果宜作局部破損驗(yàn)證。8.2測 試 方 法8.2.1表面損傷層檢測宜選用頻率較低的厚度振動式換能器。8.2.2測試時 T 換能器應(yīng)耦合好，并保持不動，然后將 R 換能器依次鍋臺在間距為 30mm的測點(diǎn) 1、2、3、位置上，如圖 8.2.2 所示，讀取相應(yīng)的聲時值 tl、t2、t3，并測量每次 T、R 換能器內(nèi)邊緣之間的距離 l 1、l 2、l 3。每一測位的測點(diǎn)數(shù)不得少于 6個，當(dāng)損傷層較厚時，應(yīng)適當(dāng)增加測點(diǎn)數(shù)。圖 8.2.2檢測損傷層厚度示意圖8.2.3當(dāng)構(gòu)件的損傷層厚度不均勻時，應(yīng)適當(dāng)增加測位數(shù)量。8.3數(shù)據(jù)處理及判斷8.3.1求損傷和

35、未損傷混凝土的回歸直線方程：用各測點(diǎn)的聲時值 ti 和相應(yīng)測距值 li 繪制“時-距”坐標(biāo)圖，如圖 8.3.1 所示。由 圖可得到聲速改變所形成的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，該點(diǎn)前、后分別表示損傷和未損傷混凝土的 l 與 t 相關(guān)直線。用回歸分析方法分別求出損傷、未損傷混凝土 l 與 t 的回歸直線方程：損傷混凝土l f = a1 + b1 × t f(8.3.1-1)未損傷混凝土la = a2 + b2 × ta(8.3.1-2)式中 l f 拐點(diǎn)前各測點(diǎn)的測距(mm)，對應(yīng)于圖 8.3.1 中的 l 1.l 2、 l 3；t f 對應(yīng)于圖 8.3.1 中 l 1. l 2、 l 3 的聲時

36、( ms )tl、t2、t3；l a 拐點(diǎn)后各測點(diǎn)的測距(mm)，對應(yīng)于圖 8.3.1 中的 l 4.l 5、 l 6；斜率。ta 對應(yīng)于測距 l 4. l 5、 l 6 的聲時( ms )t4、t5、t6；a1、b1、a2、b2 回歸系數(shù)，即圖 8.3.1 中損傷和未損傷混凝土直線的截距和圖 8.3.1損傷層檢測“時一距”圖8.3.2損傷層厚度應(yīng)按下式計算：l0 = (a1b2 - a2b1 )/(b2 - b1 )（8.3.2-1）hf = l0 / 2 ×(b2 - b1 )/(b2 + b1 )（8.3.2-2）式中hf損傷層厚度（mm）。9灌注樁混凝土缺陷檢測9.1一般規(guī)定

37、9.1.1 本章適用于樁徑(或邊長)不小于 0.6m 的灌注樁樁身混凝土缺陷檢測。9.2埋設(shè)超聲檢測管9.2.1 根據(jù)樁徑大小預(yù)埋超聲檢測管(簡稱聲測管)，樁徑為 0.61.0m 時宜埋二根管； 樁徑為 1.02.5m 時宜埋三根管，按等邊三角形布置；樁徑為 2.5m 以上時宜埋四根管， 按正方形布置，如圖 9.2.1 所示。聲測管之間應(yīng)保持平行。圖 9.2，1 聲測管埋設(shè)示意圖9.2.2聲測管宜采用鋼管，對于樁身長度小于 15m 的短樁，可用硬質(zhì) PVC 塑料管。管 的內(nèi)徑宜為 3550mm，各段聲測管宜用外加套管連接并保持通直，管的下端應(yīng)封閉，上 端應(yīng)加塞子。9.2.3 聲測管的埋設(shè)深度應(yīng)

38、與灌注樁的底部齊平，管的上端應(yīng)高于樁頂表面 300500mm，同一根樁的聲測管外露高度宜相同。9.2.4 聲測管應(yīng)牢靠固定在鋼筋籠內(nèi)側(cè)。對于鋼管，每 2m 間距設(shè)一個固定點(diǎn)，直接焊 在架立筋上；對于 PVC 管，每 lm 間距設(shè)一固定點(diǎn)，應(yīng)牢固綁扎在架立筋上。對于無鋼 筋籠的部位，聲測管可用鋼筋支架固定。9.3檢測前的準(zhǔn)備9.3.1 了解有關(guān)技術(shù)資料及施工情況。9.3.2 向管內(nèi)注滿清水。9.3.3 采用一段直徑略大于換能器的圓鋼作疏通吊錘，逐根檢查聲測管的暢通情況及 實(shí)際深度。9.3.4 用鋼卷尺測量同根樁頂各聲測管之間的凈距離。9.4檢測方法9.4.1現(xiàn)場檢測步驟1 根據(jù)樁徑大小選擇合適頻

39、率的換能器和儀器參數(shù)，一經(jīng)選定，在同批樁的檢測 過程中不得隨意改變；2 將 T、R 換能器分別置于兩個聲測孔的頂部或底部，以同一高度或相差一定高度 等距離同步移動，逐點(diǎn)測讀聲學(xué)參數(shù)并記錄換能器所處深度，檢測過程中應(yīng)經(jīng)常校核換 能器所處高度。9.4.2測點(diǎn)間距宜為 200500mm。在普測的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)可疑的部位應(yīng)進(jìn)行復(fù)測或加密檢測。采用如圖 9.4.2 所示的對測、斜測、交叉斜測及扇形掃測等方法，確定缺陷 的位置和范圍。圖 9.4.2灌注樁超聲測試方法剖面示意圖9.4.3當(dāng)同一樁中埋有三根或三根以上聲測管時，應(yīng)以每兩管為一個測試剖面，分別 對所有別面進(jìn)行檢測。9.5.1數(shù)據(jù)處理：9.5數(shù)據(jù)處

40、理與判斷1樁身混凝土的聲時( tci )、聲速( vi )分別按下列公式計算：tci = ti - too (ms)vi = li / tci (km / S)(9.5.11)(9.5.12)式中too聲時初讀數(shù)( ms )，按附錄 B 測量；ti測點(diǎn) i 的測讀聲時值( ms )li 測點(diǎn) i 處二根聲測管內(nèi)邊緣之間的距離(mm)。2主頻(fi)：數(shù)字式超聲儀直接讀取；模擬式超聲儀應(yīng)根據(jù)首波周期按(9.5.1-3) 式計算。fi =1000/Tbi (kHz)(9.5.1-3)式中Tbi測點(diǎn) i 的首波周期( ms )。 9.5.2樁身混凝土缺陷可疑點(diǎn)判斷方法：1概率法：將同一樁同一剖面的聲

41、速、波幅、主頻按本規(guī)程第 6.3.1 和 6.3.2 條進(jìn)行計算和異常值判別。當(dāng)某一測點(diǎn)的一個或多個聲學(xué)參數(shù)被判為異常值時，即為存在 缺陷的可疑點(diǎn)；2 斜率法：用聲時(tc)一深度(h)曲線相鄰測點(diǎn)的斜率 K 和相鄰兩點(diǎn)聲時差值t 的乘積 Z，繪制 Zh 曲線，根據(jù) Zh 曲線的突變位置，并結(jié)合波幅值的變化情況可判 定存在缺陷的可疑點(diǎn)或可疑區(qū)域的邊界。K=（ti-ti-1）/（di-di-1）(9.5.2-1)ii-1ii-1Z=K·t =（t -t ）2/（d -d ）(9.5.2-2)式中 ti-ti-1、di-di-1分別代表相鄰兩測點(diǎn)的聲時差和深度差。 9.5.3結(jié)合判斷方法

42、繪制相應(yīng)聲學(xué)參數(shù)一深度曲線。9.5.4 根據(jù)可疑測點(diǎn)的分布及其數(shù)值大小綜合分析，判斷缺陷的位置和范圍。9.5.5 當(dāng)需用聲速評價一個樁的混凝土質(zhì)量勻質(zhì)性時；可分別按(9.5.5)各式計算測點(diǎn) 混凝土聲速值(vi)和聲速的平均值(mv)、標(biāo)準(zhǔn)差(Sv)及離差系數(shù)(Cv)。彬據(jù)聲速的離差系 數(shù)可評價灌注樁混凝土勻質(zhì)性的優(yōu)劣。vi = li / tci(9.5.51)imv = (åv )/ n(9.5.52)s =(åv2 - n ´ m2 ) /(n - 1)(9.5.53)vivCv = sv / mv(9.5.54)式中vi 第 i 點(diǎn)混凝土聲速值(km/s)；

43、li 第 i 點(diǎn)測距值(mm)；tci第 i 點(diǎn)的混凝土聲時值( ms )；n 測點(diǎn)數(shù)。9.5.6缺陷的性質(zhì)應(yīng)根據(jù)各聲學(xué)參數(shù)的變化情況及缺陷的位置和范圍進(jìn)行綜合判斷?？砂幢?9.5.6 評價被測樁完整性的類別。表 9.5.6樁身完整性評價類別缺陷特征完整性評定結(jié)果無缺陷完整。合格局部小缺陷基本完整。合格局部嚴(yán)重缺陷局部不完整。不合格。經(jīng)工程處理后可使用斷樁等嚴(yán)重缺陷嚴(yán)重不完整。不合格。報廢或通過驗(yàn)證確定是否加固使用10鋼管混凝土缺陷檢測10.1一般規(guī)定10.1.1本檢測方法僅適用于管壁與混凝土膠結(jié)良好的鋼管混凝土缺陷檢測。10.1.2檢測過程中應(yīng)注意防止首波信號經(jīng)由鋼管壁傳播。10.1.3所用

44、鋼管的外表面應(yīng)光潔，無嚴(yán)重銹蝕。10.2檢測方法10.2.1鋼管混凝土檢測應(yīng)采用徑向?qū)y的方法，如圖 10.2.1 所示。(a)平面圖（b)立面圖 圖 10.2.1鋼管混凝土檢測示意圖10.2.2應(yīng)選擇鋼管與混凝土膠結(jié)良好的部位布置測點(diǎn)。10.2.3布置測點(diǎn)時，可先測量鋼管實(shí)際周長，再將圓周等分，在鋼管測試部位畫出若 干根母線和等間距的環(huán)向線，線間距宜為 150300mm。10.2.4檢測時可先作徑向?qū)y，在鋼管混凝土每一環(huán)線上保持 T、R 換能器連線通過 圓心，沿環(huán)向測試，逐點(diǎn)讀取聲時、波幅和主頻。10.2.5對于直徑較大的鋼管混凝土，也可采用預(yù)埋聲測管的方法檢測，按本規(guī)程第 9章的規(guī)定執(zhí)行

45、。10.3數(shù)據(jù)處理與判斷10.3.1同一測距的聲時、波幅和頻率的統(tǒng)計計算及異常值判別應(yīng)按本規(guī)程第 6.3.1 和6.3.2 條規(guī)定進(jìn)行。10.3.2當(dāng)同一測位的測試數(shù)據(jù)離散性較大或數(shù)據(jù)較少時，可將懷疑部位的聲速，波幅、 主頻與相同直徑鋼管混凝土的質(zhì)量正常部位的聲學(xué)參數(shù)相比較，綜合分析判斷所測部位 的內(nèi)部質(zhì)量。附錄 A測量空氣聲速進(jìn)行聲時計量校驗(yàn)A.0.1測試步驟取常用的厚度振動式換能器一對，接于超聲儀器上，將兩個換能器的輻射面相互準(zhǔn)，以間距為 50、100、150、200mm依次放置在空氣中，在保持首波幅度一致的對 條件下，讀取各間距所對應(yīng)的聲時值 tl、t2、t3tn。同時測量空氣的溫度 T

46、k(讀至 0.5)。測量時應(yīng)注意下列事項(xiàng)：1兩換能器間距的測量誤差應(yīng)不大于±0.5%。2換能器宜懸空相對放置(如圖 A.0.1 所示)。若置于地板或桌面時，應(yīng)在換能器 下面墊以海綿或泡沫塑料并保持兩個換能器的軸線重合及輻射面相互平行；3測點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于 10 個。圖 A.0.1 換能器懸掛裝置示意圖A.0.2空氣聲速測量值計算：以測距 l 為縱坐標(biāo)，以聲時讀數(shù)為橫坐標(biāo)，繪制“時-矩” 坐標(biāo)圖(如圖 A.0.2 所示)，或用回歸分析方法求出 l 與 t 之間的回歸直線方程：l = a + b t(A.0.2)式中 a、b為待求的回歸系數(shù)。坐標(biāo)圖中直線 AB 的斜率“ Dl / Dt ”或

47、回歸直線方程的回歸系數(shù)“b”即為空氣聲速的實(shí)測值 vs (精確至 0.1m/s)。圖 A.0.2測空氣聲速的“時距”圖A.0.3空氣聲速的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式計算：vc = 331.4 ×1 + 0.00367 × Tk(A.0.3)式中 vc 空氣聲速的標(biāo)準(zhǔn)值(m/s)；Tk空氣的溫度()。A.0.4空氣聲速實(shí)測值 vs 與空氣聲速標(biāo)準(zhǔn)值 vc 之間的相對誤差 er 應(yīng)按下式計算：re = (vc - vs )/ vc ´100%(A.0.4)通過(A.0.4)式計算的相對誤差 er 應(yīng)不大于±0.5%，否則儀器計時系統(tǒng)不正常。附錄 B徑向振動式換能器聲時初

48、讀數(shù)(too)的測量將兩個徑向振動式換能器保持其軸線相互平行，置于清水中同一水平高度，兩個換 能器內(nèi)邊緣間距先后調(diào)節(jié)在 l 1(如 200mm)， l 2(如 100mm)，分別讀取相應(yīng)聲時值 t1、t2。 由儀器、換能器及其高頻電纜所產(chǎn)生的聲時初讀數(shù) to 應(yīng)按下式計算。to = (l1 ´ t2 - l2 ´ t1 )/(l1 - l2 )(B.0.1)用徑向振動式換能器在鉆孔中進(jìn)行對測時，聲時初讀數(shù)應(yīng)按下式計算：too =to +（d1-d）/vw(B.0.2)當(dāng)用徑向振動式換能器在預(yù)埋聲測管中檢測時，聲時初讀數(shù)應(yīng)按下式計算：too =to +（d2-d1）/vg +

49、（d1-d）/vw(B.0.3)式中 too鉆孔或聲測管中測試的聲時初讀數(shù)( ms )； to儀器設(shè)備的聲時初讀數(shù)( ms )；d徑向振動式換能器直徑(mm)d1鉆的聲測孔直徑或預(yù)埋聲測管的內(nèi)徑(mm)； d2聲測管的外徑(mm)； vw水的聲速(km/s)；按表 B.0.1 取值；vg預(yù)埋聲測管所用材料的聲速(km/s)。用鋼管時 vg5.80，用 PVC 管時 vg2.35。表 B.0.1水溫度()51015202530水聲速(km/s)1.451.461.471.481.491.50當(dāng)采用一只厚度振動式換能器和一只徑向振動式換能器進(jìn)行檢測時，聲時初讀數(shù)可取該二對換能器初讀數(shù)之和的一半。附

50、錄 C空洞尺寸估算方法如圖 C.O.1 所示，設(shè)檢測距離為 l ，空洞中心(在另一對測試面上聲時最長的測點(diǎn)位 置)距一個測試面的垂直距離為 l h，聲波在空洞附近無缺陷混凝土中傳播的時間平均值 為 mta，繞空洞傳播的時間(空洞處的最大聲時)為 th，空洞半徑為 r，設(shè) X(th-mta)/ mta×100%；圖 C.0.1 空洞尺寸估算原理圖Y l h/ l ；Zr/ l 。根據(jù) X、Y 值，可由表 C.0.1 查得空洞半徑 r 與測距 l 的比值 Z， 再計算空洞的大致半徑 r 。當(dāng)被測部位只有一對可供測試的表面時，只能按空洞位于測距中心考慮，空洞尺寸 可按下式計算：r = l / 2 ×式中r空洞半徑(mm)；(th/ mta)2 - 1(C.0.1)l T、R 換能器之間的距離(mm)；th缺陷處的最大聲時值( ms )；mta無缺陷區(qū)的平均聲時值( ms )。表 C 0.1ZX Y0.050.080.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.300.10(0.90)1.423.776.260.15(0.85)1.002.564.065.978.390.20(0.80)0.782.023.184.626.368.