超声法检测混凝土缺陷技术规程

中国工程建设标准化协会标准超声法检测混凝土缺陷技术规程北京工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统中国工程建设标准化协会标准超声法检测混凝土缺陷技术规程主编单位陕西省建筑科学研究设计院上海同济大学批准单位中国工程建设标准化协会实施日期年月日北京工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统前言根据中国工程建设标准化协会建标协字第号关于下达年第一批推荐性标准编制计划的函的要求制订本标准本规程是在超声法检测混凝土缺陷技术规程的基础上吸收国内外超声检测仪器最新成果和超声检测技术的新经验结合我国建设工程中混凝土质量控制与检测的实际需要进行修订的本规程的主要内容包括超声法检测混凝土缺陷的适用范围检测设备技术要求声学参数测量方法混凝土裂缝深度混凝土不密实区新老混凝土结合质量灌注桩和钢管混凝土缺陷等的检测及判断方法本规程主要对超声波检测设备及声学参数测量两章作了全面修订将原浅裂缝检测和深裂缝检测两章合并成裂缝深度检测一章删除了匀质性检测一章对平测裂缝深度的判定混凝土密实性检测的异常数据判断和表面损伤层检测的数据处理等方法做了补充和完善增加了灌注桩和钢管混凝土缺陷检测现批准协会标准超声法检测混凝土缺陷技术规程编号为推荐给工程建设设计施工使用单位采用本规程由中国工程建设标准化协会混凝土结构委员会归口管理由陕西省建筑科学研究设计院陕西省西安市环城西路北段号邮编负责解释在使用中如发现需要修改和补充之处请将意见和资料径寄解释单位工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统主编单位陕西省建筑科学研究设计院上海同济大学参编单位中国建筑科学研究院结构研究所水利电力部南京水利科学研究院北京市建筑工程质检中心第三检测所重庆市建筑科学研究院主要起草人张治泰李乃平李为杜林维正张仁瑜罗骐先濮存亭林文修中国工程建设标准化协会年月日工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统目次总则术语符号术语主要符号超声波检测设备超声波检测仪的技术要求换能器的技术要求超声波检测仪的检定声学参数测量一般规定声学参数测量裂缝深度检测一般规定单面平测法双面斜测法钻孔对测法不密实区和空洞检测一般规定测试方法数据处理及判断混凝土结合面质量检测一般规定测试方法数据处理及判断表面损伤层检测工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统一般规定测试方法数据处理及判断灌注桩混凝土缺陷检测一般规定埋设超声检测管检测前的准备检测方法数据处理及判断钢管混凝土缺陷检测一般规定检测方法数据处理及判断附录测量空气声速进行声时计量校验附录径向振动式换能器声时初读数测量附录空洞尺寸估算方法本规程用词说明工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统总则为了统一超声法检测混凝土缺陷的检测程序和测试判定方法提高检测结果的可靠性制定本规程本规程适用于超声法检测混凝土的缺陷缺陷检测系指对混凝土内部空洞和不密实区的位置和范围裂缝深度表面损伤层厚度不同时间浇筑的混凝土结合面质量灌注桩和钢管混凝土中的缺陷进行检测超声法超声脉冲法系指采用带波形显示功能的超声波检测仪测量超声脉冲波在混凝土中的传播速度简称声速首波幅度简称波幅和接收信号主频率简称主频等声学参数并根据这些参数及其相对变化判定混凝土中的缺陷情况按本规程进行缺陷检测时尚应符合国家现行有关强制性标准的规定工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统术语符号术语超声法本规程所指的超声法系采用带波形显示的低频超声波检测仪和频率为的声波换能器测量混凝土的声速波幅和主频等声学参数并根据这些参数及其相对变化分析判断混凝土缺陷的方法混凝土缺陷破坏混凝土的连续性和完整性并在一定程度上降低混凝土的强度和耐久性的不密实区空洞裂缝或夹杂泥砂杂物等声速超声脉冲波在混凝土中单位时间内传播的距离波幅超声脉冲波通过混凝土后由接收换能器接收并由超声仪显示的首波信号幅度衰减超声脉冲波在混凝土中传播时随着传播距离的增大由于散射吸收和声束扩散等因素引起的声压减弱主频在被接收的超声脉冲波各频率成份的幅度分布中幅度最大的频率值主要符号测点接收信号的首波幅度值混凝土裂缝深度混凝土损伤层厚度工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统径向振动式换能器直径钻出的声测孔直径或预埋声测管的内径预埋声测管的外径测点的接收信号主频率测点的超声测试距离平测时发射和接收换能器内边缘之间的距离分别为混凝土某一声学参数的平均值和标准差分别为混凝土声速的平均值和标准差空气的摄氏温度测点的首波周期测点的测读声时值测点的混凝土声时值声时初读数跨缝平测时测点的测读声时值在钻孔或预埋管中测试的声时初读数绕过空洞传播的声时值空气声速标准值空气声速实测值损伤层混凝土的声速未损伤混凝土的声速被测水中的声速测点的某一声学参数值声学参数异常情况的判断值工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统超声波检测设备超声波检测仪的技术要求用于混凝土的超声波检测仪分为下列两类模拟式接收信号为连续模拟量可由时域波形信号测读声学参数数字式接收信号转化为离散数字量具有采集储存数字信号测读声学参数和对数字信号处理的智能化功能超声波检测仪应符合国家现行有关标准的要求并在法定计量检定有效期限内使用超声波检测仪应满足下列要求具有波形清晰显示稳定的示波装置声时最小分度为具有最小分度为的衰减系统接收放大器频响范围总增益不小于接收灵敏度在信噪比为时不大于电源电压波动范围在标称值的情况下能正常工作连续正常工作时间不少于对于模拟式超声波检测仪还应满足下列要求具有手动游标和自动整形两种声时读数功能数字显示稳定声时调节在范围连续数字变化不大于对于数字式超声波检测仪还应满足下列要求具有手动游标测读和自动测读方式当自动测读时在同一测试条件下内每隔测读一次声时的差异应不大于个采样点波形显示幅度分辨率应不低于并具有可显示存工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统储和输出打印数字化波形的功能波形最大存储长度不宜小于自动测读方式下在显示的波形上应有光标指示声时波幅的测读位置宜具有幅度谱分析功能功能换能器的技术要求常用换能器具有厚度振动方式和径向振动方式两种类型可根据不同测试需要选用厚度振动式换能器的频率宜采用径向振动式换能器的频率宜采用直径不宜大于当接收信号较弱时宜选用带前置放大器的接收换能器换能器的实测主频与标称频率相差应不大于对用于水中的换能器其水密性应在水压下不渗漏超声波检测仪的检定超声仪声时计量检验应按时距法测量空气声速的实测值见附录并与按公式计算的空气声速标准相比较二者的相对误差应不大于式中时空气的声速温度为度的空气声速被测空气的温度超声仪波幅计量检验可将屏幕显示的首波幅度调至一定高度然后把仪器衰减系统的衰减量增加或减少此时屏幕波幅高度应降低一半或升高一倍工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统声学参数测量一般规定检测前应取得下列有关资料工程名称检测目的与要求混凝土原材料品种和规格混凝土浇筑和养护情况构件尺寸和配筋施工图或钢筋隐蔽图构件外观质量及存在的问题依据检测要求和测试操作条件确定缺陷测试的部位简称测位测位混凝土表面应清洁平整必要时可用砂轮磨平或用高强度的快凝砂浆抹平抹平砂浆必须与混凝土粘结良好在满足首波幅度测读精度的条件下应选用较高频率的换能器换能器应通过耦合剂与混凝土测试表面保持紧密结合耦合层不得夹杂泥砂或空气检测时应避免超声传播路径与附近钢筋轴线平行如无法避免应使两个换能器连线与该钢筋的最短距离不小于超声测距的检测中出现可疑数据时应及时查找原因必要时进行复测校核或加密测点补测声学参数测量采用模拟式超声检测仪测量应按下列方法操作检测之前应根据测距大小将仪器的发射电压调在某一档工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统并以扫描基线不产生明显噪音干扰为前提将仪器增益调至较大位置保持不动声时测量应将发射换能器简称换能器和接收换能器简称换能器分别耦合在测位中的对应测点上当首波幅度过低时可用衰减器调节至便于测读再调节游标脉冲或扫描延时使首波前沿基线弯曲的起始点对准游标脉冲前沿读取声时值读至波幅测量应在保持换能器良好耦合状态下采用下列两种方法之一进行读取刻度法将衰减器固定在某一衰减位置在仪器荧光屏上读取首波幅度的格数衰减值法采用衰减器将首波调至一定高度读取衰减器上的值主频测量应先将游标脉冲调至首波前半个周期的波谷或波峰读取声时值再将游标脉冲调至相邻的波谷或波峰读取声值按式计算出该点第点第一个周期波的主频精确至在进行声学参数测量的同时应注意观察接收信号的波形或包络线的形状必要时进行描绘或拍照采用数字式超声检测仪测量应按下列方法操作检测之前根据测距大小和混凝土外观质量情况将仪器的发射电压采样频率等参数设置在某一档并保持不变换能器与混凝土测试表面应始终保持良好的耦合状态声学参数自动测读停止采样后即可自动读取声时波幅主频值当声时自动测读光标所对应的位置与首波前沿基线弯曲的起始点有差异或者波幅自动测读光标所对应的位置与首波峰顶或谷底有差异时应重新采样或改为手动游标读数工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统声学参数手动测量先将仪器设置为手动判读状态停止采样后调节手动声时游标至首波前沿基线弯曲的起始位置同时调节幅度游标使其与首波峰顶或谷底相切读取声时和波幅值再将声时光标分别调至首波及其相邻波的波谷或波峰读取声时差值取即为首波的主频波形记录对于有分析价值的波形应予以存储混凝土声时值应按下式计算或式中第点混凝土声时值第点测读声时值声时初读数当采用厚度振动式换能器时应参照仪器使用说明书的方法测得当采用径向振动式换能器时应按附录规定的时距法测得超声传播距离简称测距测量当采用厚度振动式换能器对测时宜用钢卷尺测量换能器辐射面之间的距离当采用厚度振动式换能器平测时宜用钢卷尺测量换能器内边缘之间的距离当采用径向振动式换能器在钻孔或预埋管中检测时宜用钢卷尺测量放置换能器的钻孔或预埋管内边缘之间的距离测距的测量误差应不大于t(μs)工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统裂缝深度检测一般规定本章适用于超声法检测混凝土裂缝的深度被测裂缝中不得有积水或泥浆等单面平测法当结构的裂缝部位只有一个可测表面估计裂缝深度又不大于时可采用单面平测法平测时应在裂缝的被测部位以不同的测距按跨缝和不跨缝布置测点布置测点时应避开钢筋的影响进行检测其检测步骤为不跨缝的声时测量将和换能器置于裂缝附近同一侧以两个换能器内边缘间距等于分别读取声时值绘制时距坐标图图或用回归分析的方法求出声时与测距之间的回归直线方程图平测时距图图绕过裂缝示意图每测点超声波实际传播距离为式中第点的超声波实际传播距离工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统第点的换能器内边缘间距时距图中轴的截距或回归直线方程的常数项不跨缝平测的混凝土声速值为或式中第点和第点的测距第点和第点读取的声时值回归系数跨缝的声时测量如图所示将换能器分别置于以裂缝为对称的两侧取分别读取声时值同时观察首波相位的变化平测法检测裂缝深度应按下式计算式中不跨缝平测时第点的超声波实际传播距离第点计算的裂缝深度值第点跨缝平测的声时值各测点计算裂缝深度的平均值测点数裂缝深度的确定方法如下跨缝测量中当在某测距发现首波反相时可用该测距及两个相邻测距的测量值按式计算值取此三点的平均值作为该裂缝的深度值跨缝测量中如难于发现首波反相则以不同测距按式式计算及其平均值将各测距与相比较凡测距小于和大于应剔除该组数据然后取余下的平均值作为该裂缝的深度值平面图立面图工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统双面斜测法当结构的裂缝部位具有两个相互平行的测试表面时可采用双面穿透斜测法检测测点布置如图所示将换能器分别置于两测试表面对应测点的位置读取相应声时值波幅值及主频率图斜测裂缝测点布置示意图裂缝深度判定当换能器的连线通过裂缝根据波幅声时和主频的突变可以判定裂缝深度以及是否在所处断面内贯通钻孔对测法钻孔对测法适用于大体积混凝土预计深度在以上的裂缝检测被检测混凝土应允许在裂缝两侧钻测试孔所钻测试孔应满足下列要求孔径应比所用换能器直径大孔深应不小于比裂缝预计深度深经测试如浅于裂缝深度则应加深钻孔对应的两个测试孔必须始终位于裂缝两侧其轴线应保持平行两个对应测