河 北 博 瑞 建 工 技 術 有 限 公 司作業指導書第 1 頁 共 17 頁第A版 第 0 次 修訂主題：超聲法檢測混凝土缺陷頒布日期：2008年06月01日 作業指導書批 準 人：頒布日期： 實施日期：審 核：編 寫：目 錄1適用范圍32 檢測目的33 檢測依據34 檢測設備35抽檢數量46 檢測前準備47檢測方法58檢測步驟139檢測分析處理1710檢測報告17超聲法檢測混凝土缺陷一、適用范圍 本作業指導書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、不同時間澆注的混凝土結合面質量、鋼管混凝土中的缺陷進行檢測。二、 檢測目的 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，判斷混凝土中的缺陷情況。三、 檢測依據超聲法檢測混凝土缺陷技術規程CECS21：2000；建筑結構檢測技術標準GB/T 50344-2004。四、 檢測設備 超聲波檢測儀。五、抽檢數量依據建筑結構檢測技術標準GB/T 50344-2004的3.3.13規定的樣本最小容量限定值抽檢。如下表：建筑結構抽樣檢測的最小樣本容量檢測批 的容量檢測類別和樣 本最小容量檢測批 的容量檢測類別和樣 本最小容量ABCABC28223501120032801259152351201320050125200162535832011000080200315265058131000135000125315500519051320350012005008009115082032315800125015128013325050012502000281500205080-注：檢測類別A適用于一般施工質量的檢測，檢測類別B適用于結構質量或性能的檢測，檢測類別C適用于結構或性能的嚴格檢測或復檢。六、 檢測前準備6.1收集資料了解工程概況，結構型式，成型工藝等情況，收集施工組織設計施工日志等相關工程資料。6.2制定檢測方案，確定設備6.2.1 檢測方案內容工程概況，檢測方法及其依據，抽樣方案，測點的布置方法，測點間距，所需的機械或人工配合，試驗周期等。6.2.2檢測所需儀器設備超聲波檢測儀、換能器、電源線、盒尺等。七、檢測方法 7.1裂縫深度檢測7.1.1平面檢測法 當結構的裂縫部位只有一個可測表面，估計裂縫深度又不大于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，按跨縫和不跨裂縫布置測點（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，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 每測點超聲波實際傳播距離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換能器的內邊緣間距（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=（ln- l1）/（tn-t1） （km/s） （1）或 V=b（km/s） （2）ln、l1第n點和第1點的測距；tn、t1第n點和第1點讀取的聲時值（us）b回歸系數（2）跨縫的聲時測量將T、R換能器分別置于以裂縫為對稱的兩側，l取100、150、200mm分別讀取聲時值ti0，同時觀察首波相位的變化。（3）平測法檢測，裂縫深度應按下式計算： (3)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）；第i點跨縫平測時的聲時值（us）；mhc各測點計算裂縫深度的平均值（mm）；n測點數；（4）裂縫深度的確定 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的測量值按式（3）計算hci值，取此三點hci的平均值作為該裂縫的深度值（hc） 跨縫測量中如難于發現首波反相，則以不同測距按式（3）、式（4）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3mhc，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。7.1.2 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。測點布置如下圖，將T、R換能器分貝置于兩測試表面對應測點1、2、3的位置，讀取相應聲時值ti、波幅值Ai及主頻率。 裂縫深度判定：當T、R換能器的連線通過裂縫，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。7.1.3 鉆孔對測法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。被檢測混凝土應允許在裂縫兩側鉆測試孔。所鉆測試孔應滿足下列要求：孔徑應比所用換能器直徑大510mm；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，責應加深鉆孔；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；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；孔中粉末碎屑應清理干凈；如下圖，宜在裂縫一側多鉆一個孔距相同但較淺的孔，通過B、C兩孔測試無裂縫混凝土的聲學參數。 裂縫深度檢測應選用頻率為2060kHz的徑向振動式換能器。 測試前應先向孔中注滿清水，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。 以換能器所處深度（h）與對應的波幅值（A）繪制h-A坐標圖。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是裂縫深度值hc。7.2不密實區和空洞檢測7.2.1測試方法選擇根據被測構件時間情況，選擇布置換能器。 當構件具有兩對互相平行的測試面時，可采用對測法。在測試部位兩對互相平行的測試面上，分別畫出等間距的網格（網格間距：工業與名用建筑為100300mm，其它大型結構物可適當放寬），并編號確定對應的測試位置。 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。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。 當測距較大時，可采用鉆孔或預埋管測法。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。7.2.2 數據處理測位混凝土聲學參數的平均值（）和標準差（）應按下式計算：式中 -第i點的聲學參數測量值； -參與統計的測點數。7.3 混凝土結合面質量的檢測7.3.1 測點的布置hc 使各測試范圍覆蓋全部結合面或有懷疑的部位。各對T-R1和T-R2換能器連線的傾斜角測距應相等。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。7.3.2按布置好的測點分別測出各測點的聲時、波幅和主頻道。7.3.3數據處理及判斷 將同一測位各測點聲速、波幅和主頻道分別進行統計和測定。 當測點數無法滿足統計法判斷時，可將T-R2的聲速、波幅等聲學參數與T-R1進行比較，若T-R2的聲學參數比T-R1顯著低時，則該點可判斷為異常測點。 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，可判定混凝土結合面在該部位結合不良。7.4混凝土結合面質量檢測測試前應查明結合面的位置及走向，明確被測部位及范圍，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。7.4.1 測點布置（1） 使測試范圍覆蓋全部結合面或有懷疑的部位；（2）各對T-R1（聲波傳播不經過結合面）和T-R2（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.7.4.2 按布置好的測點分別測出各點的聲時、波幅和主頻率。7.5表面損傷層檢測檢測時，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；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。7.5.1測點布置表面損傷層檢測宜選用頻率較低的厚度振動式換能器 測試時T換能器應耦合好，并保持不動，然后將R換能器依次耦合在間距30mm測點位置上，讀取相應的聲時值，并測量每次T、R換能器內邊緣之間的距離。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。當構件損傷厚度不均勻時，應適當增加測位數量。7.6 鋼管混凝土缺陷檢測7.6.1檢測方法 鋼管混凝土檢測應采用徑向對測的方法；應選擇鋼管與混凝土膠結良好的部位布置測點；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；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；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。八、檢測步驟8.1現場檢測準備搜集工程相關的資料。復核方案計算所得的測點間距等相關測試用到的數據，然后進一步完善測試方案。根據測試方案及現場情況布置測點，并做好標記。同時，準備好所用的儀器、設備、工具等。檢查校對儀器，換能器必須有良好的耦合狀態，保證檢測數據的準確。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。每對測點的連線盡量不要與附近的鋼筋軸線平行，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。混凝土處于自然干燥狀態。8.2現場檢測按照事先制定好的檢測方案的開展現場檢測工作。8.2.1開機用儀器專配的連接電纜分別將發射換能器和接收換能器與主機的“發射”接口和“接收”接口相連。檢查電源是否為220V，然后打開檢測儀器。8.2.2現場測試將發射和接收換能器耦合在測點上，兩個探頭須垂直于構件的表面且探頭軸心應該在一條直線上。打開儀器后，按【2】鍵進入檢測界面，按【1】鍵進行參數設置，需要調整參數為：測距，設置完畢后，按【返回】鍵存盤、返回主界面。按【采樣】鍵進行采樣，按【采樣】鍵停止采樣，按【確定】鍵數據存盤；重復此過程至一測試面檢測完畢。8.3成果保存與輸出8.3.1成果保存將測試結果存儲于儀器中，以便進行后續處理和存檔。8.3.2文件傳輸將儀器存儲的文件傳輸到計算機上進行備份或分析處理8.4檢測過程中的注意事項8.4.1安全事項儀器及換能器應輕拿輕放，避免與硬物碰撞；如聲測管為鋼管時還應注意避免信號線與管口摩擦，以免劃傷信號線。現場檢測人員應注意安全，有危險可能發生時應采取相應保護措施或停止作業。現場指揮以儀器操作員為主。輔助人員應聽從儀器操作員安排。現場檢測應注意文明施測，檢測現場應注意安全。8.4.2儀器操作注意事項超聲檢測分析儀可自動判讀首波；首波一般朝下；當儀器不能自動判讀首播或自動判讀有誤時，當采用游標操作，手動判讀首波；“上、下、左”鍵可調整游標，手動判定聲時、波幅讀數顯示在檢測主窗口游標數據區。 “+、-”鍵可調整波形大小，必要時可對波形進行放大或縮小處理； 儀器連接完畢后，應核對端口與換能器是否接對；嚴禁發射與接收接反；數據采集過程中，數據存盤時，儀器會發出“嘟”的一聲，證明此時數據已成功存盤；數據存盤成功后方可進行下一次采樣。8.5數據整理檢測完畢后，應將儀器內數據傳輸到室內數據分析用的電腦中。現在電腦上建立相應的存盤目錄。在儀器關機狀態下用專用串口線將儀器的傳輸口與計算機的串口連接起來；打開儀器，在文件管理界面下進入文件傳輸等待狀態，此時可在計算機上做傳輸文件操作；如果想中斷傳輸或傳輸已結束，快速連擊兩下“返回”鍵即可推出文件傳輸狀態。文件傳輸完畢后，應將已傳到計算機上的數據從一起上刪除，釋放儀器存儲空間。具體操作如下：打開儀器，進入文件管理界面下，調出儀器內存儲的數據文件，對需要刪除的文件進行標記，然后按“刪除”“確