1、中 國 工 程 建 設 標 準 化 協 會 標 準 CECS 21：2000超聲法檢測混凝土缺陷 技術規程Technical specification for inspection of concrete defects by ultrasonic method主編部門：陜西省建筑科學研究設計院上海同濟大學批準部門：中國工程建設標準化協會 2001-01 -01 實施中 國 工 程 建 設 標 準 化 協 會前言根據中國工程建設標準化協會(98)建標協字第 08 號關于下達 1998 年第一批推薦 性標準編制計劃的函的要求，制訂本標準。本規程是在超聲法檢測混凝土缺陷技術規程CECS 21：9

2、0 的基礎上，吸收國內 外超聲檢測儀器最新成果和超聲檢測技術的新經驗，結合我國建設工程中混凝土質量控 制與檢測的實際需要進行修訂的。本規程的主要內容包括超聲法檢測混凝土缺陷的適用范圍，檢測設備技術要求，聲 學參數測量方法，混凝土裂縫深度、混凝土不密實區、新老混凝土結合質量、灌注樁和 鋼管混凝土缺陷等的檢測及判斷方法。本規程主要對“超聲波檢測設備”及“聲學參數測量”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“勻質性檢測” 一章；對平測裂縫深度的判定、混凝土密實性檢測的異常數據判斷和表面損傷層檢測的 數據處理等方法做了補充和完善；增加了灌注樁和鋼管

3、混凝土缺陷檢測。現批準協會標準超聲法檢測混凝土缺陷技術規程，編號為 CECS 21：2000，推薦 給工程建設設計、施工、使用單位采用。本規程由中國工程建設標準化協會混凝土結構 委員會歸口管理，由陜西省建筑科學研究設計院(陜西省西安市環城西路北段 272 號， 郵編：710082)負責解釋。在使用中如發現需要修改和補充之處，請將意見和資料寄解 釋單位。主編單位：陜西省建筑科學研究設計院 上海同濟大學參編單位：中國建筑科學研究院結構研究所 水利電力部南京水利科學研究院 北京市建筑工程質檢中心第三檢測所 重慶市建筑科學研究院主要起草人：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標

4、準化協會2000 年 11 月 10 日1總則1.0.1為了統一超聲法檢測混凝土缺陷的檢測程序和測試判定方法，提高檢測結果的 可靠性，制定本規程。1.0.2本規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部空洞和不密實區的位置和范圍、裂縫深度、表面損 傷層厚度、不同時間澆筑的混凝土結合面質量、灌注樁和鋼管混凝土中的缺陷進行檢測。 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)等聲學參數，并根據這些參數及其相對變化，判定混凝土中的缺陷情況。1.0.5按本規

5、程進行缺陷檢測時，尚應符合國家現行有關強制性標準的規定。2術 語、符 號2.1.1 超聲法 Ultrasonic method2.1術語本規程所指的超聲法，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、波幅和主頻等聲學參數，并根據這些參數及其相對 變化分析判斷混凝土缺陷的方法。2.1.2 混凝土缺陷 Concrete defects破壞混凝土的連續性和完整性，并在一定程度上降低混凝土的強度和耐久性的不密 實區、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傳播的距離。2.1.4 波幅

6、 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 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埋聲測管的內徑； d2預埋聲測管的外徑；fi測點 i 的接收信號主頻率；li測點 i 的超聲測試距離； l，平測

7、時發射和接收換能器內邊緣之間的距離； mx、sx分別為混凝土某一聲學參數 x 的平均值和標準差； mv、sv分別為混凝土聲速的平均值和標準差； Tk空氣的攝氏溫度；Ti測點 i 的首波周期； ti測點 i 的測讀聲時值； tci測點 i 的混凝土聲時值； to聲時初讀數；oti 跨縫平測時測點 i 的測讀聲時值；too在鉆孔或預埋管中測試的聲時初讀數； th繞過空洞傳播的聲時值； vc空氣聲速標準值；vs空氣聲速實測值； 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 i 的某一聲學參數值； Xo聲學參數異常情況的判斷值。3超聲波檢測設備3.1超聲波檢測儀的

8、技術要求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：接收信號為連續模擬量，可由時域波形信號測讀聲學參數；2數字式：接收信號轉化為離散數字量，具有采集、儲存數字信號、測讀聲學參 數和對數字信號處理的智能化功能。3.1.2超聲波檢測儀應符合國家現行有關標準的要求，并在法定計量檢定有效期限內 使用。3.1.3超聲波檢測儀應滿足下列要求：1具有波形清晰、顯示穩定的示波裝置；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；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標稱

9、值±10%的情況下能正常工作；6連續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滿足下列要求：1具有手動游標和自動整形兩種聲時讀數功能；2數字顯示穩定。聲時調節在 2030 ms 范圍，連續 1h，數字變化不大于±0.2 ms 。3.1.5對于數字式超聲波檢測儀還應滿足下列要求：1具有手動游標測讀和自動測讀方式。當自動測讀時，在同一測試條件下，lh 內 每隔 5min 測讀一次聲時的差異應不大于±2 個采樣點；2波形顯示幅度分辨率應不低于 1/256，并具有可顯示、存儲和輸出打印數字化波 形的功能，波形最大存儲長度不宜小于 4k bytes；3自

10、動測讀方式下，在顯示的波形上應有光標指示聲時、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換能器的實測主頻與標稱頻率相差應不大于±10%。對用于水中的換能器，其水 密性應在 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應按“時一距”法測量空氣聲速的實

11、測值 Vs(見附錄 A)，并 與按公式(3.3.1)計算的空氣聲速標準值 Vc 相比較，二者的相對誤差應不大于± 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。可將屏幕顯示的首波幅度調至一定高度，然后把儀器衰減系統的衰減量增加或減少 6dB，此時屏幕波幅高度應降低一半或升高一倍。4聲學參數測量4.1一 般 規 定4.1.1檢測前應取得下列有關資料：1工程名稱；2檢測目的與要求；3混凝土原材料品種和規格；4

12、混凝土澆筑和養護情況；5構件尺寸和配筋施工圖或鋼筋隱蔽圖；6構件外觀質量及存在的問題。4.1.2依據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測位混凝土表面應清潔、平整，必要時可用砂輪磨平或用高強度的快凝砂漿抹 平。抹平砂漿必須與混凝土粘結良好。4.1.4在滿足首波幅度測讀精度的條件下，應選用較高頻率的換能器。4.1.5換能器應通過耦合劑與混凝土測試表面保持緊密結合，耦合層不得夾雜泥砂或 空氣。4.1.6檢測時應避免超聲傳播路徑與附近鋼筋軸線平行，如無法避免，應使兩個換能 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檢測中出現可疑數據時應及時查找原因，必

13、要時進行復測校核或加密測點補測。4.2聲學參數測量4.2.1采用模擬式超聲檢測儀測量應按下列方法操作：1檢測之前應根據測距大小將儀器的發射電壓調在某一檔，并以掃描基線不產生 明顯噪音干擾為前提，將儀器“增益”調至較大位置保持不動；2聲時測量。應將發射換能器(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測點上。當首波幅度過低時可用“衰減器”調節至便于測讀，再調節游標脈沖或掃描延時，使首波前沿基線彎曲的起始點對準游標脈沖前沿，讀取聲時值ti(讀至 0.1 ms )；3波幅測量。應在保持換能器良好耦合狀態下采用下列兩種方法之一進行讀取：1)刻度法：將衰減器固定在某一衰減

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

15、的發射電壓、采樣頻率 等參數設置在某一檔并保持不變。換能器與混凝土測試表面應始終保持良好的耦合狀 態；2 聲學參數自動測讀：停止采樣后即可自動讀取聲時、波幅、主頻值。當聲時自 動測讀光標所對應的位置與首波前沿基線彎曲的起始點有差異或者波幅自動測讀光標 所對應的位置與首波峰頂(或谷底)有差異時，應重新采樣或改為手動游標讀數；3 聲學參數手動測量：先將儀器設置為手動判讀狀態，停止采樣后調節手動聲時 游標至首波前沿基線彎曲的起始位置，同時調節幅度游標使其與首波峰頂(或谷底)相 切，讀取聲時和波幅值；再將聲時光標分別調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 即為

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

17、換能器內邊緣之間的距 離；3 當采用徑向振動式換能器在鉆孔或預埋管中檢測時，宜用鋼卷尺測量放置 T、R換能器的鉆孔或預埋管內邊緣之間的距離；4測距的測量誤差應不大于±l%。5裂縫深度檢測5.1一 般 規 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 當結構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(布 置測點時應避開鋼筋的影響)進行檢測，其檢測步驟為：1 不跨縫的聲時測量：將 T 和 R 換能器置于裂縫附近

18、同一側，以兩個換能器內邊 緣間距( l¢ )等于 100、150、200、250mm分別讀取聲時值(ti)，繪制“時-距”坐標 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 平測“時-距”圖圖 5.2.1-2 繞過裂縫示意圖每測點超聲波實際傳播距離 li 為：li = l¢ + a（）式中 li 第 i 點的超聲波實際傳播距離(mm)；l¢ 第 i 點的 R、T 換能器內邊緣間距(mm)；a“時-距”圖中 l¢ 軸的截距或回歸直線方程的常數項(mm)。不跨縫平測的混凝土聲速值為：v = ç

19、;æ 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 點和第 1 點的測距(mm)；n 1tn 、 t1第 n 點和第 1 點讀取的聲時值( ms )；b回歸系數。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， 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，裂縫深度應按下式計算：h - l /

20、 2 ×(t0v / l )2 - 11)ciiiinmhc = 1/ n × åhcii=12)式中li 不跨縫平測時第 i 點的超聲波實際傳播距離(mm)；hci 第 i 點計算的裂縫深度值(mm)；it0 第 i 點跨縫平測的聲時值( ms )；mhc 各測點計算裂縫深度的平均值(mm)；n 測點數。5.2.3裂縫深度的確定方法如下：1跨縫測量中，當在某測距發現首波反相時，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 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現首波反相，則以不同測距按(5.2.2

21、-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 ，應剔除該組數據，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 當結構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。測點布置如圖 所示，將 T、R 換能器分別置于兩測試表面對應測點 l、2、3 的位置，讀取相應聲時值 ti、波幅值 Ai 及主頻率 fi 。(a)平面圖(b)立面圖圖 5.3.1斜測裂縫測點布置示意圖5.3.2裂縫深度判定：當 T、R 換能器的連

22、線通過裂縫，根據波幅、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，預計深度在 500mm 以上的裂縫檢測。5.4.2 被檢測混凝土應允許在裂縫兩側鉆測試孔。5.4.3 所鉆測試孔應滿足下列要求：1孔徑應比所用換能器直徑大 510mm；2孔深應不小于比裂縫預計深度深 700mm。經測試如淺于裂縫深度，則應加深鉆孔；3對應的兩個測試孔(A、B)，必須始終位于裂縫兩側，其軸線應保持平行；4兩個對應測試孔的間距宜為 2000mm，同一檢測對象各對測孔間距應保持相同；5孔中粉末碎屑應清理干凈；6如圖 5.4.3(a)所示，宜在裂

23、縫一側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參數。5.4.4 裂縫深度檢測應選用頻率為 2060kHz 的徑向振動式換能器。5.4.5 測試前應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的對應 孔中，以相同高程等間距(100400mm)從上到下同步移動，逐點讀取聲時、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)與對應的波幅值(A)繪制 hA 座標圖(如圖 所示)。 隨換能器位置的下移，波幅逐漸增大，當換能器下移至某一位置后，波幅達到最大并基 本穩定，該位置所對應的深度便是裂縫深度值 hc。圖 鉆

24、孔測裂縫深度示意圖圖 A 坐標圖6不密實區和空洞檢測6.1一 般 規 定6.1.1 本章適用于超聲法檢測混凝土內部不密實區、空洞的位置和范圍。6.1.2 檢測不密實區和空洞時構件的被測部位應滿足下列要求：1被測部位應具有一對(或兩對)相互平行的測試面；2測試范圍除應大于有懷疑的區域外，還應有同條件的正常混凝土進行對比，且 對比測點數不應少于 20。6.2測試方法6.2.1根據被測構件實際情況，選擇下列方法之一布置換能器：1當構件具有兩對相互平行的測試面時，可采用對測法。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格(網格間距：工業與民用建筑為 100300mm，其它大型結

25、構物可適當放寬)，并編號確定對應的測點位置；2當構件只有一對相互平行的測試面時，可采用對測和斜測相結合的方法。如圖 所示，在測位兩個相互平行的測試面上分別畫出網格線，可在對測的基礎上進 行交叉斜測；3 當測距較大時，可采用鉆孔或預埋管測法。如圖 所示，在測位預埋聲 測管或鉆出豎向測試孔，預埋管內徑或鉆孔直徑宜比換能器直徑大 510mm，預埋管或 鉆孔間距宜為 23m，其深度可根據測試需要確定。檢測時可用兩個徑向振動式換能器 分別置于兩測孔中進行測試，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面進行測試。6.2.2每一測點的聲時、波幅、主頻和測距，應按本規程第 4

26、.2 節進行測量。(a)平面圖（b）立面圖 圖 對測法示意圖圖 斜測法立面圖(a)平面圖(b)立面圖圖 鉆孔法示意圖6.3數據處理及判斷6.3.1測位混凝土聲學參數的平均值(mx)和標準差(sx)應按下式計算：mx = å X i / n1)S =(X 2 - n × m2 )/(n - 1)2)xåix式中Xi第 i 點的聲學參數測量值；n參與統計的測點數。 6.3.2異常數據可按下列方法判別：1 將測位各測點的波幅、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據視為可疑，再將這些可疑數據中最大的一個(假 定 Xn)連同其

27、前面的數據按本規程第 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 × sx1)式中l1 按表 取值。將判斷值(X0)與可疑數據的最大值(Xn)相比較，當 Xn 不大于 X0 時，則 Xn 及排列于其 后的各數據均為異常值，并且去掉 Xn，再用 XlXn-1 進行計算和判別，直至判不出異常 值為止；當 Xn 大于 X0 時，應再將 Xn+1 放進去重新進行計算和判別；2當測位中判出異常測點時，可根據異常測點的分布情況，按下式進一步判別其相鄰測點是否異常：X 0 = mx - l2 × sx或 X 0 = mx - l3 &

28、#215; sx2)式中 l2 、 l3 按表 取值。當測點布置為網格狀時取 l2 ；當單排布置測點時(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計法的判據。表 6.3.2統計數的個數 n 與對應的 l1 、 l2 、 l3 值n2022242628303234363811.651.691.731.771.801.831.861.891.921.94 21.251.271.291.311.331.341.361.371.381.39 31.051.071.091.111.121.141.161.171.181.19n40424446485052545658

29、11.961.982.002.022.042.052.072.092.102.12 21.411.421.431.441.451.461.471.481.491.49 31.201.221.231.251.261.271.281.291.301.31n6062646668707274767812.132.142.152.172.182.192.202.212.222.23 21.501.511.521.531.531.541.551.561.561.57 31.311.321.331.341.351.361.361.371.381.39n8082848688909294969812.242.2

30、52.262.272.282.292.302.302.312.31 21.581.581.591.601.611.611.621.621.631.63 31.391.401.411.421.421.431.441.451.451.45n10010511011512012513014015016012.322.352.362.382.402.412.432.452.482.50 21.641.651.661.671.681.691.711.731.751.77 31.461.471.481.491.511.531.541.561.581.596.3.3當測位中某些測點的聲學參數被判為異常值時，可

31、結合異常測點的分布及波形狀況確定混凝土內部存在不密實區和空洞的位置及范圍。 當判定缺陷是空洞，可按附錄 C 估算空洞的當量尺寸。7混凝土結合面質量檢測7.1一般規定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合質量檢測。7.1.2檢測混凝土結合面時，被測部位及測點的確定應滿足下列要求：1測試前應查明結合面的位置及走向，明確被測部位及范圍；2構件的被測部位應具有使聲波垂直或斜穿結合面的測試條件。7.2測試方法7.2.1混凝土結合面質量檢測可采用對測法和斜測法，如圖 所示。布置測點時 應注意下列幾點：1使測試范圍覆蓋全部結合面或有懷疑的部位；2各對 TRl(聲波傳播不經過結合面)和 TR

32、2(聲波傳播經過結合面)換能器連線 的傾斜角測距應相等；3測點的間距視構件尺寸和結合面外觀質量情況而定，宜為 100300mm。7.2.2按布置好的測點分別測出各點的聲時、波幅和主頻值。圖 混凝土結合面質量檢測示意圖7.3數據處理及判斷7.3.1將同一測位各測點聲速、波幅和主頻值分別按本規程第 和 條進行 統計和判斷。7.3.2當測點數無法滿足統計法判斷時，可將 TR2 的聲速、波幅等聲學參數與 TRl進行比較，若 TR2 的聲學參數比 TRl 顯著低時，則該點可判為異常測點。7.3.3當通過結合面的某些測點的數據被判為異常，并查明無其他因素影響時，可判 定混凝土結合面在該部位結合不良。8表面

33、損傷層檢測8.1一 般 規 定8.1.1本章適用于因凍害、高溫或化學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，被測部位和測點的確定應滿足下列要求：1根據構件的損傷情況和外觀質量選取有代表性的部位布置測位；2構件被測表面應平整并處于自然干燥狀態，且無接縫和飾面層。8.1.3本方法測試結果宜作局部破損驗證。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 1、2、3、位置上，如圖 所示，讀取相應的聲時值 tl、t2、t3，并測量每次 T、R

34、 換能器內邊緣之間的距離 l 1、l 2、l 3。每一測位的測點數不得少于 6個，當損傷層較厚時，應適當增加測點數。圖 8.2.2檢測損傷層厚度示意圖8.2.3當構件的損傷層厚度不均勻時，應適當增加測位數量。8.3數據處理及判斷8.3.1求損傷和未損傷混凝土的回歸直線方程：用各測點的聲時值 ti 和相應測距值 li 繪制“時-距”坐標圖，如圖 所示。由 圖可得到聲速改變所形成的轉折點，該點前、后分別表示損傷和未損傷混凝土的 l 與 t 相關直線。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

35、傷混凝土la = a2 + b2 × ta(8.3.1-2)式中 l f 拐點前各測點的測距(mm)，對應于圖 中的 l 1.l 2、 l 3；t f 對應于圖 中 l 1. l 2、 l 3 的聲時( ms )tl、t2、t3；l a 拐點后各測點的測距(mm)，對應于圖 中的 l 4.l 5、 l 6；斜率。ta 對應于測距 l 4. l 5、 l 6 的聲時( ms )t4、t5、t6；a1、b1、a2、b2 回歸系數，即圖 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損傷層厚度應按下式計算：l0 = (a1b2 - a2b1 )/(b2 -

36、b1 )（）hf = l0 / 2 ×(b2 - b1 )/(b2 + b1 )（）式中hf損傷層厚度（mm）。9灌注樁混凝土缺陷檢測9.1一般規定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埋設超聲檢測管9.2.1 根據樁徑大小預埋超聲檢測管(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 所示。聲測管之間應保持平行。圖 9.2，1 聲測管埋設示意圖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

37、PVC 塑料管。管 的內徑宜為 3550mm，各段聲測管宜用外加套管連接并保持通直，管的下端應封閉，上 端應加塞子。9.2.3 聲測管的埋設深度應與灌注樁的底部齊平，管的上端應高于樁頂表面 300500mm，同一根樁的聲測管外露高度宜相同。9.2.4 聲測管應牢靠固定在鋼筋籠內側。對于鋼管，每 2m 間距設一個固定點，直接焊 在架立筋上；對于 PVC 管，每 lm 間距設一固定點，應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檢測前的準備9.3.1 了解有關技術資料及施工情況。9.3.2 向管內注滿清水。 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

38、通情況及 實際深度。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現場檢測步驟1 根據樁徑大小選擇合適頻率的換能器和儀器參數，一經選定，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，逐點測讀聲學參數并記錄換能器所處深度，檢測過程中應經常校核換 能器所處高度。9.4.2測點間距宜為 200500mm。在普測的基礎上，對數據可疑的部位應進行復測或加密檢測。采用如圖 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.

39、3當同一樁中埋有三根或三根以上聲測管時，應以每兩管為一個測試剖面，分別 對所有別面進行檢測。9.5.1數據處理：9.5數據處理與判斷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)1)2)式中too聲時初讀數( ms )，按附錄 B 測量；ti測點 i 的測讀聲時值( ms )li 測點 i 處二根聲測管內邊緣之間的距離(mm)。2主頻(fi)：數字式超聲儀直接讀取；模擬式超聲儀應根據首波周期按(9.5.1-3) 式計算。fi =1000/Tbi (kHz)(9.5.1-3)式中Tbi測點

40、i 的首波周期( ms )。 9.5.2樁身混凝土缺陷可疑點判斷方法：1概率法：將同一樁同一剖面的聲速、波幅、主頻按本規程第 和 條進行計算和異常值判別。當某一測點的一個或多個聲學參數被判為異常值時，即為存在 缺陷的可疑點；2 斜率法：用聲時(tc)一深度(h)曲線相鄰測點的斜率 K 和相鄰兩點聲時差值t 的乘積 Z，繪制 Zh 曲線，根據 Zh 曲線的突變位置，并結合波幅值的變化情況可判 定存在缺陷的可疑點或可疑區域的邊界。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

41、、di-di-1分別代表相鄰兩測點的聲時差和深度差。 9.5.3結合判斷方法繪制相應聲學參數一深度曲線。9.5.4 根據可疑測點的分布及其數值大小綜合分析，判斷缺陷的位置和范圍。9.5.5 當需用聲速評價一個樁的混凝土質量勻質性時；可分別按(9.5.5)各式計算測點 混凝土聲速值(vi)和聲速的平均值(mv)、標準差(Sv)及離差系數(Cv)。彬據聲速的離差系 數可評價灌注樁混凝土勻質性的優劣。vi = li / tci1)imv = (åv )/ n2)s =(åv2 - n ´ m2 ) /(n - 1)3)vivCv = sv / mv4)式中vi 第 i

42、點混凝土聲速值(km/s)；li 第 i 點測距值(mm)；tci第 i 點的混凝土聲時值( ms )；n 測點數。9.5.6缺陷的性質應根據各聲學參數的變化情況及缺陷的位置和范圍進行綜合判斷。可按表 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果無缺陷完整。合格局部小缺陷基本完整。合格局部嚴重缺陷局部不完整。不合格。經工程處理后可使用斷樁等嚴重缺陷嚴重不完整。不合格。報廢或通過驗證確定是否加固使用10鋼管混凝土缺陷檢測10.1一般規定10.1.1本檢測方法僅適用于管壁與混凝土膠結良好的鋼管混凝土缺陷檢測。10.1.2檢測過程中應注意防止首波信號經由鋼管壁傳播。

43、10.1.3所用鋼管的外表面應光潔，無嚴重銹蝕。10.2檢測方法10.2.1鋼管混凝土檢測應采用徑向對測的方法，如圖 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應選擇鋼管與混凝土膠結良好的部位布置測點。10.2.3布置測點時，可先測量鋼管實際周長，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向線，線間距宜為 150300mm。10.2.4檢測時可先作徑向對測，在鋼管混凝土每一環線上保持 T、R 換能器連線通過 圓心，沿環向測試，逐點讀取聲時、波幅和主頻。10.2.5對于直徑較大的鋼管混凝土，也可采用預埋聲測管的方法檢測，按本規程第 9章的規定執

44、行。10.3數據處理與判斷10.3.1同一測距的聲時、波幅和頻率的統計計算及異常值判別應按本規程第 和 條規定進行。10.3.2當同一測位的測試數據離散性較大或數據較少時，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量正常部位的聲學參數相比較，綜合分析判斷所測部位 的內部質量。附錄 A測量空氣聲速進行聲時計量校驗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，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，讀取各間距所對應的聲時值 tl、t2、t3tn。同時測量空氣的溫度 Tk(讀至 0.5)。

45、測量時應注意下列事項：1兩換能器間距的測量誤差應不大于±0.5%。2換能器宜懸空相對放置(如圖 所示)。若置于地板或桌面時，應在換能器 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測點數應不少于 10 個。圖 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，以聲時讀數為橫坐標，繪制“時-矩” 坐標圖(如圖 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。坐標圖中直線 AB 的斜率“ Dl / Dt ”或回歸直線方程的回歸系數“b”即為空氣聲速的實測值 vs

46、(精確至 0.1m/s)。圖 A.0.2測空氣聲速的“時距”圖A.0.3空氣聲速的標準值應按下式計算：vc = 331.4 ×1 + 0.00367 × Tk(A.0.3)式中 vc 空氣聲速的標準值(m/s)；Tk空氣的溫度()。A.0.4空氣聲速實測值 vs 與空氣聲速標準值 vc 之間的相對誤差 er 應按下式計算：re = (vc - vs )/ vc ´100%(A.0.4)通過(A.0.4)式計算的相對誤差 er 應不大于±0.5%，否則儀器計時系統不正常。附錄 B徑向振動式換能器聲時初讀數(too)的測量將兩個徑向振動式換能器保持其軸線相互

47、平行，置于清水中同一水平高度，兩個換 能器內邊緣間距先后調節在 l 1(如 200mm)， l 2(如 100mm)，分別讀取相應聲時值 t1、t2。 由儀器、換能器及其高頻電纜所產生的聲時初讀數 to 應按下式計算。to = (l1 ´ t2 - l2 ´ t1 )/(l1 - l2 )(B.0.1)用徑向振動式換能器在鉆孔中進行對測時，聲時初讀數應按下式計算：too =to +（d1-d）/vw(B.0.2)當用徑向振動式換能器在預埋聲測管中檢測時，聲時初讀數應按下式計算：too =to +（d2-d1）/vg +（d1-d）/vw(B.0.3)式中 too鉆孔或聲測管

48、中測試的聲時初讀數( ms )； to儀器設備的聲時初讀數( ms )；d徑向振動式換能器直徑(mm)d1鉆的聲測孔直徑或預埋聲測管的內徑(mm)； d2聲測管的外徑(mm)； vw水的聲速(km/s)；按表 取值；vg預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 水溫度()51015202530水聲速(km/s)1.451.461.471.481.491.50當采用一只厚度振動式換能器和一只徑向振動式換能器進行檢測時，聲時初讀數可取該二對換能器初讀數之和的一半。附錄 C空洞尺寸估算方法如圖 所示，設檢測距離為 l ，空洞中心(在另一對測試面

49、上聲時最長的測點位 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 X(th-mta)/ mta×100%；圖 空洞尺寸估算原理圖Y l h/ l ；Zr/ l 。根據 X、Y 值，可由表 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

50、(mm)；th缺陷處的最大聲時值( ms )；mta無缺陷區的平均聲時值( 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)0.782.023.184.626.368.4410.913.90.25(0.75)0.671.722.693.905.347.038.9811.213.816.80.30(0.70)0.601.532.403.464.736.217.919.3812.014.417.120.123.60.35(0.65)0.551.412.213.194.355.707.259.0010.913.115.518.121.00.40(0.60)0.521.342.093.024.125.396.848.4810.312.314.516.919.60.45(0.55)0.501.302.032.923.995.226.628.209.9511.914.016.318.80.500.501.28