超聲波檢測規(guī)程

1、中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程Technical specification for inspection ofconcrete defects by ultrasonic methodCECS 21:2000主編單位：陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院上海同濟(jì)大學(xué)批準(zhǔn)單位：中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)實(shí)施日期：2001年1月1日2000 北京前 言根據(jù)中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（98）建標(biāo)協(xié)字第08號(hào)關(guān)于下達(dá)1998年第一批推薦性標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)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CECS21：90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

2、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“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混凝土缺陷檢測?，F(xiàn)批準(zhǔn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程，編號(hào)為CECS21:2000，推薦給工程建設(shè)設(shè)計(jì)、施工、使用單位采用。本規(guī)程由中

3、國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)混凝土結(jié)構(gòu)委員會(huì)歸口管理，由陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院（陜西省西安市環(huán)城西路北段272號(hào)，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(jì)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)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)2000年11月10日目 次1 總則（177）2 術(shù)語、符號(hào)（178）2.1 術(shù)語（178）2.2 主要符號(hào)（178）3

4、超聲波檢測設(shè)備（180）3.1 超聲波檢測儀的技術(shù)要求（180）3.2 換能器的技術(shù)要求（180）3.3 超聲波檢測儀的檢定（181）4 聲學(xué)參數(shù)測量（182）4.1 一般規(guī)定（182）4.2 聲學(xué)參數(shù)測量（182）5 裂縫深度檢測（184）5.1 一般規(guī)定（184）5.2 單面平測法（184）5.3 雙面斜測法（185）5.4 鉆孔對測法（186）6 不密實(shí)區(qū)和空洞檢測（187）6.1 一般規(guī)定（187）6.2 測試方法（187）6.3 數(shù)據(jù)處理及判斷（188）7 混凝土結(jié)合面質(zhì)量檢測（190）7.1 一般規(guī)定（190）7.2 測試方法（190）7.3 數(shù)據(jù)處理及判斷（190）8 表面損傷層

5、檢測（191）8.1 一般規(guī)定（191）8.2 測試方法（191）8.3 數(shù)據(jù)處理及判斷（192）9 灌注樁混凝土缺陷檢測（193）9.1 一般規(guī)定（193）9.2 埋設(shè)超聲檢測管（193）9.3 檢測前的準(zhǔn)備（193）9.4 檢測方法（193）9.5 數(shù)據(jù)處理及判斷（194）10 鋼管混凝土缺陷檢測（196）10.1 一般規(guī)定 （196）10.2 檢測方法 （196）10.3 數(shù)據(jù)處理及判斷 （196）附錄A 測量空氣聲速進(jìn)行聲量計(jì)量校驗(yàn)（197）附錄B 徑向振動(dòng)式換能器聲量初讀數(shù)（t00）測量（198）附錄C 空洞尺寸估算方法（199）本規(guī)程用詞說明 （200）1 總則 為了統(tǒng)一超聲法檢測

6、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。 本規(guī)程適用于超聲法檢測混凝土的缺陷 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(shí)間澆筑的混凝土結(jié)合面質(zhì)量、灌注樁和鋼管混凝土中缺陷進(jìn)行檢測。 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(hào)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，判定混凝土中缺陷情況。 按本規(guī)程進(jìn)行缺陷檢測時(shí)，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。2 術(shù)語、符號(hào)2.1 術(shù)語 超聲法Ultrasonic metho

7、d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。 混凝土缺陷Concrete defects破壞混凝土連續(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。 聲速Velocity of sound超聲脈沖波在混凝土中單位時(shí)間內(nèi)傳播的距離。 波幅Amplitude超聲脈沖波通過混凝土后，由接收換能器接收，并由超聲儀顯示的首波信號(hào)幅度。2.1.5 衰減Attenuation超聲脈沖波在混凝土中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增大，

8、由于散射、吸收和聲速擴(kuò)散等因素引聲的聲壓減弱。 主頻Main frequency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(hào)測點(diǎn)I接收信號(hào)的首波幅度值；混凝土裂縫深度；混凝土損傷層厚度；徑向振動(dòng)式換能器直徑；鉆出的聲測孔直徑或預(yù)埋聲測管的內(nèi)徑；預(yù)埋聲測管的外徑；測點(diǎn)i的聲接收信號(hào)主頻率；測點(diǎn)i的超聲測試距離；平測時(shí)發(fā)射和接收換能器內(nèi)邊緣之間的距離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；分別為混凝土聲速的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；空氣的攝氏溫度；測點(diǎn)i的首濾周期；測點(diǎn)i的測讀聲時(shí)值；測點(diǎn)i的混凝土聲時(shí)值；聲時(shí)初讀數(shù)；跨縫平測時(shí)測點(diǎn)i的測讀聲時(shí)值；在鉆孔或預(yù)埋管中測試的

9、聲時(shí)初讀值；繞過空洞傳播的聲時(shí)值；空氣聲速標(biāo)準(zhǔn)值；空氣聲速實(shí)測值；損傷層混凝土的聲速；未損傷層混凝土的聲速；被測水中的聲速；測點(diǎn)i的某一聲學(xué)參數(shù)值；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 超聲波檢測儀的技術(shù)要求 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(hào)為連續(xù)模擬量，可由時(shí)域波形信號(hào)測讀聲學(xué)參數(shù)； 2 數(shù)字式：接收信號(hào)轉(zhuǎn)化為離散數(shù)字量，具有采集、儲(chǔ)存數(shù)字信號(hào)、測讀聲學(xué)參數(shù)和對數(shù)字信號(hào)處理的智能化功能。 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(jì)量檢定有效期限內(nèi)使用。 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(shí)最小分度為

10、0.1s； 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(shí)）不大于50V； 5 電源電壓波動(dòng)范圍在標(biāo)稱值10%的情況下能正常工作； 6 連續(xù)正常工作時(shí)間不小于4h。 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(dòng)游標(biāo)和自動(dòng)整形兩種聲時(shí)讀數(shù)功能； 2 數(shù)字顯示穩(wěn)定。聲時(shí)調(diào)節(jié)在2030s范圍，連續(xù)1h，數(shù)字變化不大于0.2s。3.1.5 對于數(shù)字式超聲波檢測儀應(yīng)滿足下列要求： 1 具有手動(dòng)游標(biāo)測讀和自動(dòng)測讀方式。當(dāng)自動(dòng)測讀時(shí)，在同一測試條件下，1h內(nèi)每隔5min測讀一次聲時(shí)的差異應(yīng)不大于2個(gè)采樣點(diǎn)； 2 波

11、形顯示幅度分辨率應(yīng)不低于1/256，并具有可顯示、存儲(chǔ)和輸出打印數(shù)字化波形的功能，波形最大存儲(chǔ)長度不宜小于4k bytes； 3 自動(dòng)測讀方式下，在顯示的波形上應(yīng)有光標(biāo)指示聲時(shí)、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 常用換能器具有厚度振動(dòng)方式和徑向振動(dòng)方式兩種類型，可根據(jù)不同測試需要選用。 厚度振動(dòng)式換能器的頻率宜采用20250kHz。徑向振動(dòng)式換能器的頻率宜采用2060kHz，直徑不宜大于32mm。當(dāng)接收信號(hào)較弱時(shí)，宜選用帶前置放大器的接收換能器。 換能器的實(shí)測主頻與標(biāo)稱頻率相差應(yīng)不于10%。對于用水中的換能器，其水密性應(yīng)在1Mpa水壓下不滲漏。

12、3.3 超聲波檢測儀的檢定 超聲儀聲時(shí)計(jì)量檢驗(yàn)應(yīng)按“時(shí)-距”法測量空氣聲速的實(shí)測值（見附錄A），并與按公式（）計(jì)算的空氣聲速標(biāo)準(zhǔn)值相比較，二者的相對誤差應(yīng)不大于0.5%。 （3.3.1）式中 331.40時(shí)空氣的聲速（m/s）； 溫度為Tk度的空氣聲速（m/s）； 被測空氣的溫度（）。 超聲儀波幅計(jì)量檢驗(yàn)。可將屏幕顯示的首波幅度調(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(shí)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 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； 4 混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)情況； 5 構(gòu)件尺寸和配

13、筋施工圖或鋼筋隱蔽圖； 6 構(gòu)件上觀質(zhì)量及存在的問題。 依據(jù)檢測要求和測試操作條件，確定缺陷測度的部位（簡稱測位）。 測位混凝土表面應(yīng)清潔、平整，必要時(shí)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。 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。 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，耦合層不得夾雜混砂或空氣。 檢測時(shí)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(gè)換能器連線與該鋼筋的最短距離不小于超聲測距的1/6。 檢測中出現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)及時(shí)查找原因，必要時(shí)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 采用模擬式超聲檢測儀測量應(yīng)按下方法

14、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(dòng)； 2 聲時(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)值ti（讀至0.1s） 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)行讀取： 1）刻度法：將衰減器固定在某一衰減位置，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)至一定高主度，讀取衰減器上的d

15、B值。 4 主頻測量。應(yīng)先將游標(biāo)脈沖調(diào)至首波前半個(gè)周期的波谷（或波峰），讀取聲時(shí)值t1(s)，再將游標(biāo)脈沖調(diào)至相鄰的波谷（或波峰），讀取聲值t2(s)，按）式計(jì)算出該點(diǎn)（第I點(diǎn)）第一個(gè)周期波的主頻（精確至0.1）。 （） 5 在進(jìn)行聲學(xué)參數(shù)測量的同時(shí)，應(yīng)注意觀察接收信號(hào)的波形或包絡(luò)線的形狀，必要時(shí)進(jìn)行描繪或拍照。 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0之前根據(jù)測距大小和混凝土外觀質(zhì)量情況，將儀器的發(fā)射電壓、采樣頻率等參數(shù)設(shè)置在某一檔并保持不變。換能器與混凝土測度表面應(yīng)始終保持良好的耦合狀態(tài)； 2 聲學(xué)參數(shù)自動(dòng)測讀：停止采樣后即可自動(dòng)讀取聲時(shí)、波幅、主頻值。當(dāng)聲時(shí)自動(dòng)測讀光標(biāo)所對

16、應(yīng)的位置與首波前沿基線彎曲的起始點(diǎn)有差異或者波幅乍動(dòng)測讀興標(biāo)所對應(yīng)的位置與首波峰頂（或谷底）有差異時(shí)，應(yīng)重新采樣或改為手動(dòng)游標(biāo)讀數(shù)； 3 聲學(xué)參數(shù)手動(dòng)測量：先將儀器設(shè)置為手動(dòng)判讀狀態(tài)，停止采樣后調(diào)節(jié)手動(dòng)聲時(shí)游標(biāo)至首波前沿基線彎曲的起始位置，同時(shí)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(shí)和波幅值；再將聲時(shí)光標(biāo)分別調(diào)至首波鄰波的波谷（或波峰），讀取聲時(shí)差值t（s），取1000/t即為首波的主頻(kHz)； 4 波形記錄：對于有分析價(jià)值的波形，應(yīng)予以存儲(chǔ)。 混凝土聲時(shí)值應(yīng)按下式計(jì)算：或 （4.2.2）式中 第i點(diǎn)混凝土聲時(shí)值（s）；第i點(diǎn)測讀聲時(shí)值（s）； 聲時(shí)初讀數(shù)（s）；當(dāng)采用厚度振動(dòng)式

17、換能器時(shí)，to應(yīng)參照儀器使用說明書的方法測得；當(dāng)采用徑向振動(dòng)式換能器時(shí)，too應(yīng)按附錄B規(guī)定的“時(shí)距”法測得。 超聲傳播距離（簡稱測距）測量： 1 當(dāng)采用厚度振動(dòng)式換能器對測時(shí)，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(dòng)式換能器平測時(shí)，宜用鋼卷尺測量T、R換能器內(nèi)邊緣之間的距離； 3 當(dāng)采用徑向振動(dòng)式換能器在鉆孔或預(yù)埋管中檢測時(shí)，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1%。5 裂縫深度檢測5.1 一般規(guī)定 本章適用于超聲法檢測混凝土裂縫的深度。 被測裂縫中不得有積水或泥漿等。5.2 單面平測法 當(dāng)結(jié)構(gòu)的裂縫部位只有一個(gè)可

18、測表面，估計(jì)裂縫深度又不大于500mm時(shí)，可采用單面平測法。平測時(shí)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)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(shí)測量：將T和R換能器置于裂縫附近同一側(cè)，以兩個(gè)換能器內(nèi)邊緣間距（），等于100、150、200、250mm分別讀取聲時(shí)值（），繪制“時(shí)距”坐標(biāo)圖（圖1）或用回歸分析的方法求出聲時(shí)與測距之間的回歸直線方程：=a+bti每測點(diǎn)超聲波實(shí)際傳播距離為 （）式中 第i點(diǎn)的超聲波實(shí)際傳播距離（mm）； 第i點(diǎn)的T、R換能器內(nèi)邊緣間距(mm)； a“時(shí)-距”圖中軸的截距或回歸直線議程的常數(shù)項(xiàng)(mm)。不跨縫平測的混凝土聲

19、速值為： （km/s） （5.1.1-2）或式中 第n點(diǎn)和第i點(diǎn)的測距(mm)；第n點(diǎn)和第i點(diǎn)讀取的聲時(shí)值（s）； b回歸系數(shù)。 2 跨縫的聲時(shí)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的兩側(cè)，取100、150、200mm、分別讀取聲時(shí)值，同時(shí)觀察首波相位的變化。5.2.2 平測法檢測，裂縫深度應(yīng)按下式計(jì)算： (5.2.2-1) （5.2.2-2）式中 不跨縫平測時(shí)第i點(diǎn)的超聲波實(shí)際傳播距離（mm）； 第i點(diǎn)計(jì)算的裂縫深度值（mm）；第i點(diǎn)跨縫平測的聲時(shí)值（s）各測點(diǎn)計(jì)算裂縫深度的平均值(mm)；n測點(diǎn)數(shù)。 裂縫深度的確定方法如下： 1 距縫測量中，當(dāng)在某測距發(fā)現(xiàn)首波

20、反相時(shí)，可用該測距及兩個(gè)相鄰測距的測量值按(5.2.2-1)式計(jì)算hci值，取此三點(diǎn)hci的平均值作為該裂縫的深度值（hc）； 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(jì)算值，取此點(diǎn)及其平均值（）。將各測距與相比較，凡測距小于和大于3，應(yīng)剔除該組數(shù)據(jù)，在后取余下的平均值，作為該裂縫的深度值（hc）。5.3 雙面斜測法 當(dāng)結(jié)構(gòu)的裂縫部位具有兩個(gè)相互平行的測試表面時(shí)，可采用雙面穿透斜測法檢測。測點(diǎn)布置如圖所示，將T、R換能器分別置于兩測試表面對應(yīng)測點(diǎn)1、2、3的位置，讀取相應(yīng)聲時(shí)值ti、波幅值A(chǔ)i及主頻率fi。 5.3.2 裂縫深度判定：當(dāng)T、R換

21、能器的連線通過裂縫，根據(jù)波幅、聲時(shí)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 鉆孔對測法適用于大體積混凝土，預(yù)計(jì)深度在500mm以上的裂縫檢測。 被檢測混凝土應(yīng)允許在裂縫兩側(cè)鉆測試孔。 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)小于比裂縫預(yù)計(jì)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(gè)測度孔（A、B），必須始終位于裂縫兩側(cè)，其軸應(yīng)保持平行； 4 兩個(gè)對應(yīng)測試孔的間距宜為2000mm，同一檢測對象各測孔間距應(yīng)保持相同； 5 孔中粉末碎屑應(yīng)清理干凈； 6 如圖（a）所示，宜在裂縫一側(cè)多鉆一個(gè)孔距相同但較

22、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)。 裂縫深度檢測應(yīng)選用頻率為2060kHz的徑向振動(dòng)式換能器。 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）從上至下同步移動(dòng)，逐點(diǎn)讀取聲時(shí)、波幅和換能器所處的深處，如圖5.4.3(b)所示。 換能器所處深度（h）與對應(yīng)的波幅值（A）繪制h-A座標(biāo)圖（如圖所示）。隨換能器位置的下移，波幅逐漸增大，當(dāng)換能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。6 不密實(shí)區(qū)和空洞檢測6.1 一般規(guī)定 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

23、圍。 檢測不密實(shí)區(qū)和空洞時(shí)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)有同條件的正常混凝土進(jìn)行對比，且對比測點(diǎn)數(shù)不應(yīng)小于20。6.2 測試方法 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(shí)，要采用對測法。如圖所示，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)物可適放寬），并編號(hào)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(shí)，可采用對測和斜測相結(jié)合的方法。如圖所示，在測位兩個(gè)相互平行的測試面上分

24、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(shí)，可采用鉆孔或或預(yù)埋管測法。如圖所示，在測位預(yù)埋聲測管或鉆出豎向測度也，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(shí)可用兩個(gè)徑向振動(dòng)式換能器分別置于兩測孔中進(jìn)行測試代號(hào)用一個(gè)徑向振動(dòng)式與一個(gè)厚度振動(dòng)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。 每一測點(diǎn)的聲時(shí)、波幅、主頻和測距，應(yīng)按本規(guī)程第4.2節(jié)進(jìn)行測量。 6.3 數(shù)據(jù)處理及判斷 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(jì)算： (6.3.1-1) (6.3.1-2)式中 第i點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)測量值； n參與統(tǒng)計(jì)的測點(diǎn)數(shù)。 異常數(shù)據(jù)可按下列方法判

25、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，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)最大的一個(gè)（假定Xn）連同其前面的數(shù)據(jù)按本規(guī)程第條計(jì)算出及值，并按下計(jì)算異常情況的判斷值（）： (6.3.2-1)式中 按表取值。 將判斷值（）與可疑數(shù)據(jù)的最大值（）相比較，當(dāng)不大于時(shí)，則及排列其后的各數(shù)據(jù)均為異常值，并且去掉，再用進(jìn)行計(jì)算和判別，直至判不出異常值為止；當(dāng)大于時(shí)，應(yīng)再將放進(jìn)去重新進(jìn)行計(jì)算和判別； 2 當(dāng)測位中判出異常測點(diǎn)時(shí)，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： 或 （）式中 揎發(fā)表取值。當(dāng)測點(diǎn)布置為網(wǎng)格狀時(shí)?。划?dāng)單排布置測點(diǎn)時(shí)（如在聲測

26、孔中檢測）取。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(jì)法的判據(jù)。表 統(tǒng)計(jì)數(shù)的個(gè)數(shù)n與對應(yīng)的值n202224262830323436381.651.691.731.771.801.831.861.891.921.941.251.271.291.311.331.341.361.371.381.391.051.071.091.111.121.141.161.171.181.19n404244464850525456581.961.982.002.022.042.052.072.092.102.121.411.421.431.441.451.461.471.481.491.491.201.

27、221.231.251.261.271.281.291.301.31n606264666870727476782.132.142.152.172.182.192.202.212.222.231.501.511.521.531.531.541.551.561.561.571.311.321.331.341.351.361.361.371.381.39n808284868890929496982.242.252.262.272.282.292.302.302.312.311.581.581.591.601.611.611.621.621.631.631.391.401.141.421.421.43

28、1.441.451.451.45n1001051101151201251301401501602.322.352.362.382.402.412.432.452.482.501.641.65661.671.681.691.711.731.751.771.461.471.481.491.511.531.541.561.561.596.3.3 當(dāng)測位中某些測點(diǎn)的聲學(xué)參數(shù)被判為異常值時(shí)，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 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)

29、量檢測。 檢測混凝土結(jié)合面，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)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 混凝土結(jié)合面質(zhì)量檢測可采用對測法和斜測法，如圖所示。布置測點(diǎn)時(shí)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T-R1（聲波傳播不經(jīng)過結(jié)合面）和T-R2（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， 按布置好的測點(diǎn)分別測出各點(diǎn)的聲時(shí)、波幅和主頻值。7.3 數(shù)據(jù)處理及判斷 將同一測位各測點(diǎn)聲速、波幅和

30、主頻值分別按本規(guī)程第和條進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和判斷。 當(dāng)測點(diǎn)數(shù)無法滿足統(tǒng)計(jì)法判斷時(shí)，可將T-R2的聲速、波幅等聲學(xué)參數(shù)與T-R2進(jìn)行比較，若T-R2的聲學(xué)參數(shù)比T-R1顯著低時(shí)，則該點(diǎn)可判為異常測點(diǎn)。 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(shí)，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 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。 檢測表面損傷層厚度時(shí)，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)平整并處于自然干燥狀態(tài)，且無接縫和飾面層。 3 本方法測試結(jié)果宜

31、作局部破損驗(yàn)證。8.2 測試方法 表面損傷層檢測宜選用頻率低的厚度振動(dòng)式換能器。 測試時(shí)T換能器應(yīng)耦合好，并保持不動(dòng)，然后將R換能器依次耦合在間距為30mm的測點(diǎn)1、2、3、位置上，如圖所示，讀取相應(yīng)的聲時(shí)值t1、t2、t3，并測量每次T、R換能器內(nèi)邊緣之間距離l1、l2、l3、。每一測位的測點(diǎn)數(shù)不得少于6個(gè)，當(dāng)損傷層較厚時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加測點(diǎn)數(shù)。 當(dāng)構(gòu)件的損傷層厚度不均勻時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加測位數(shù)量。8.3 數(shù)據(jù)處理及判斷 求損傷和未損傷混凝土回歸直線方程：用各測點(diǎn)的聲時(shí)值t1和相應(yīng)測距量l1繪制“時(shí)-距”坐標(biāo)圖，如圖所示。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

32、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 (8.3.1-1)未損傷混凝土 la=a2+b2ta (8.3.1-2)式中 拐點(diǎn)前各測點(diǎn)的測距(mm)，對應(yīng)于圖中的l1、l2、l3；對應(yīng)于圖中的聲時(shí)（）；拐點(diǎn)前各測點(diǎn)的測距(mm)，對應(yīng)于圖中的l4、l5、l6； ta對應(yīng)于測距l(xiāng)4、l5、l6的聲時(shí)（）t4、t5、t6；回歸系數(shù)，即圖中損傷和未損傷混凝土直線的截距和斜率。 8.3.2 損傷層厚度應(yīng)按下式計(jì)算： (8.3.2-1) (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 本章適用于樁徑（或邊長）不小于0.6m

33、的灌注樁樁身混凝土缺陷檢測。9.2 埋設(shè)超聲檢測管 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(shí)宜埋二根管；樁徑為1.01.2m時(shí)宜埋三根管，按等邊三角形布置；樁徑為2.5m以上時(shí)宜埋四根管，按正方形布置，如圖所示。聲測管之間應(yīng)保持平行。 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，管的下端應(yīng)封閉，上端應(yīng)加塞子。 聲測管的埋設(shè)深度應(yīng)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。 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)

34、一個(gè)固定點(diǎn)，直接焊在架立筋上。對于無鋼筋籠的部位，聲測管可用鋼筋支架固定。93 檢測前的準(zhǔn)備 了解有關(guān)技術(shù)資料及施工情況 向管內(nèi)注滿清水 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。9.4 檢測方法 現(xiàn)場檢測步驟 1 根據(jù)樁徑大小選擇合適頻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是得隨意改變； 2 將T、R換能器分別置于兩個(gè)聲測孔的頂部或底部，以同一高度或相差一定高度等距同步移動(dòng)，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。 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

35、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。 當(dāng)同一樁中埋有三根或三根以上聲測管時(shí)，應(yīng)以每兩管為一個(gè)測試剖面，分別對所有剖面進(jìn)行檢測。9.5 數(shù)據(jù)處理及判斷 數(shù)據(jù)處理： 1 樁身混凝土的聲時(shí)（tci）、聲速（vi）分別按下列公式計(jì)算： (9.5.1-1) (9.5.1-2)式中 聲時(shí)初讀數(shù)，按附錄B測量；測點(diǎn)i的測讀聲時(shí)值；測點(diǎn)i處的二根聲測管內(nèi)邊緣之間的距離（mm）； 2 主頻（）：數(shù)字式超聲儀直接讀?。荒M式超聲儀應(yīng)根據(jù)首波周期按（）式計(jì)算。 (9.5.1-3)式中 測點(diǎn)i的首波周期。 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速、波幅、主頻按本

36、規(guī)程第和條進(jìn)行計(jì)算和異常值判別。當(dāng)某一測點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)聲參數(shù)被判為異常值時(shí)，即為存在缺陷的可疑點(diǎn)； 2 斜率法：用聲時(shí)深度（h）曲線相鄰測點(diǎn)的斜率K和相鄰兩個(gè)聲時(shí)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。 (9.5.2-1) t= (9.5.3-2)式中 分別代表相鄰兩測點(diǎn)的聲時(shí)差和深度差。 結(jié)合判斷方法繪制相應(yīng)聲學(xué)參數(shù)深度曲線。 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。 當(dāng)需用聲速評價(jià)一個(gè)樁的混凝土質(zhì)量勻質(zhì)性時(shí)，可分別按)各式計(jì)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

37、系數(shù)(cv)。根據(jù)聲速的離差系數(shù)可評價(jià)灌注樁混凝土勻質(zhì)性的優(yōu)劣。 (9.5.5-1) (9.5.5-2) (9.5.5-3) (9.5.5-4)式中 vi第i點(diǎn)混凝土聲速值（km/s）； li第i點(diǎn)測距值(mm)； tci第i點(diǎn)的混凝土聲時(shí)值； n測點(diǎn)數(shù)。 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?？砂幢碓u價(jià)被測樁完整性的類別。表9.5.6 樁身完整性評價(jià)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(bào)廢或通過驗(yàn)證確定是否加固使用10 鋼透混凝土缺陷檢測10.1

38、 一般規(guī)定 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。 檢測過程中應(yīng)注意防止首波信號(hào)經(jīng)由鋼管壁傳播。 所用鋼管的外表面應(yīng)光潔，無嚴(yán)重銹蝕。10.2 檢測方法 鋼管混凝土檢測應(yīng)采用徑向?qū)y的方法，如圖所示。 應(yīng)選擇鋼管與混凝土膠結(jié)良好的部位布置測點(diǎn)。 布置測點(diǎn)時(shí)，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(shí)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(shí)、波幅和主頻。 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。

39、10.3 數(shù)據(jù)處理與判斷 同一測距的聲時(shí)、波幅和頻率的統(tǒng)計(jì)計(jì)算及異常值判別應(yīng)按本規(guī)程第和條規(guī)定進(jìn)行。 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(shí)，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(shí)計(jì)量檢驗(yàn) 測試步驟取常用的厚度振動(dòng)式換能器一對，接于超聲儀器上，將兩個(gè)換能器的輻射面相互對準(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條件下，讀取各間距所對應(yīng)的聲時(shí)值t1、t2、t3tn。同時(shí)測量空氣的溫度Tk（讀至0.5）。測量時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)：1 兩換能器間距的測量誤差

40、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(shí)，應(yīng)在換能器下面墊以海綿或泡沫塑料并保持兩個(gè)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(gè)。A.0.2 空氣聲速測量值計(jì)算：以測距l(xiāng)為縱坐標(biāo)，以聲時(shí)讀數(shù)t為橫坐標(biāo)，繪制“時(shí)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+bt （）式中 a、b為待求的回歸系數(shù)。坐標(biāo)圖中直線AB的斜率“l(fā)/t”或回歸直線方程的回歸系數(shù)“b”即為空氣聲速的實(shí)測值s（精確至0.1m/s）。A.0.3 空氣聲速的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下列計(jì)算：c=331.4 （）式中 c空氣聲速的標(biāo)準(zhǔn)值(m/s)

41、； Tk空氣的溫度（）。A.0.4 空氣聲速實(shí)測值s與空氣聲速標(biāo)準(zhǔn)值c之間的相對誤差er應(yīng)按下式計(jì)算：er=(c -s)/c100% （）通過（A.0.4）式計(jì)算的相對誤差er應(yīng)不大于0.5%，否則儀器計(jì)時(shí)系統(tǒng)不正常。附錄B 徑向振動(dòng)式換能器聲時(shí)初讀數(shù)（t00）的測量將兩個(gè)徑向振動(dòng)式換能器保持共軸線相互平行，置于清水中同一水平高度，兩個(gè)換能器內(nèi)邊緣間距先后調(diào)節(jié)在l1（如200mm），l2（如100mm），分別讀取相應(yīng)聲時(shí)值t1、t2。由儀器、換能器及其高頻電纜所產(chǎn)生的聲時(shí)初讀數(shù)t0應(yīng)按下式計(jì)算。t0=(l1t2-l2t1)/(l1-l2) （B.0.1）用徑向振動(dòng)式換能器在鉆孔中進(jìn)行對測時(shí)，聲