【正文】 1 結構混凝土存在缺陷時，會使聲時、波幅、主頻和波形發(fā)生變化，因此測量這些聲學參數都須使用波形穩(wěn)定、清晰的波形顯示系統(tǒng)。數字式儀器的波幅判讀由軟件計算其波幅的 dB值或直接讀取波幅的電壓值，其精度均已超過 1dB。 對模擬式超聲波檢測儀還應滿足下列技術要求： 1 模擬式超聲波檢測儀必須具備手動游標讀數功能，以便準確判讀首波聲時。 對數字式超聲波檢測儀還應滿足的技術要求： 1 數字式儀器以自動判讀方式為主，在大距離測試或信噪比極低的情況下，需要用手動游標讀數。波形最大存儲長度由最大探測距離所決定。平面測試所用的換能器是厚度振動方式，孔中測試用徑向振動式換能器 (圓管式換能器徑向指向性一致 )。 在水中檢測一般水深不大于 100m，換能器水密性在 1MPa時不漏水是可以滿足要求的。 . 2 質量有懷疑的部位是大家關注的目標，結合測試操作條件的可能性，檢測應突出重點，選取對混凝土質量有爭議或根據施工情況易產生質量事故的部位進行檢測，以求迅速而準確地判定質量問題。 . 4 因為超聲波在混凝土中的衰減大小除了與混凝土質量有關外還與發(fā)射的超聲波主頻有關，較高主頻的超聲波在混凝土中聲能衰減更快，首波幅度變化更明顯，判別缺陷的靈敏度高。 換能器輻射應通過耦合劑與混凝土測試表面接觸以保證良好的聲耦合。 聲學參數測量 采用模擬式超聲檢測儀測量應按下列方法操作： 1 由于超聲 “測缺 ”技術是在相同技術條件 (混凝土的原材料、配合比、澆筑工藝及構件類型、配筋情況、測試距離、耦合狀態(tài)等 )下進行聲學參數的測量和比較，所以檢測一個工程時，測試技術條件應始終保持一致，保證測得的數據具有可比性。為了減少人為誤差，規(guī)定每次讀取聲時值時，應將首波幅度調至一定高度。 1)、 2)兩種方法均為相對比較，方法 1)適用于測距長或強度等級低的混凝土，方法 2)適用于測距小、接收信號強的情況。隨著研究工作的深入和頻譜分析技術的發(fā)展，有可能找出混凝土不同缺陷的某些特征波形。 3 數字式儀器聲時、波幅的手動測量使用手動游標讀數，主頻的手動測量是通過游標讀取相鄰波峰 (或波谷 )的時間值，即為超聲波在此瞬時的周期 T，周期的倒數即為主頻。其值可按儀器說明書或附錄 B進行測定。 5 裂縫深度檢測 一 般 規(guī) 定 原規(guī)程中裂縫檢測分為 “第四章 淺裂縫檢測 ”和 “第五章 深裂縫檢測 ”。 若被測裂縫中有積水或泥漿，則聲波經水介質耦合穿裂縫而過，則通過與不通過裂縫的超聲首波信號無明顯差異，給裂縫深度判斷造成很大困難。左右的夾角為最好。因此，修訂稿先將不跨縫測試的混凝土聲速 v計算出來，再以代入原 ()式得到修訂稿中的 ()式，同時求出各測距計算的裂 縫深度平均值 mhc 。這種方法較直觀，檢測結果較為可靠。 對鉆孔的要求： 1 應根據所用換能器的直徑確定鉆孔的直徑，為使換能器在孔中移動順暢，孔徑應比換能器直徑大 5～ 1Omm。 4 對應測孔的間距宜為 2m，這是按目前一般超聲儀和徑向換能器靈敏度而言。 為保證徑向換能器有一定的穿透能力，使接收信號有一定幅度，所以只能用較低主頻。為使換能器始終處于鉆孔中心，宜在換能器上套兩個橡皮圈。當波幅達到最大并隨著再往深處測量也基本穩(wěn)定時，表示 T、 R換能器之間的混凝土是完好的，則可以判定波幅達到最大值 (相對于有裂縫部位 )所對應的鉆孔深度即是裂縫深度值。因此，測試部位最好具有兩對相互平行的測試面，如受條件限制，至少也應有一對相互平行的測試面。當被測部位只有一對可供測試的平行表面時，可在該對測試面上分別畫出對應網格線，在對測的基礎上對數據異常的測點部位，再進行交叉斜測，以確定缺陷的位置和范圍。 原規(guī)程規(guī)定 “當同一測試部位各點的測距相同時，可直接用聲時判別 ”，修訂中考慮到聲時判斷值的計算式與其他幾個聲學參數判斷值的計算通式不一致，為簡化計算過程，修訂稿中刪除了直接用聲時判斷的內容，都用聲速、波幅和主頻進行異常值判斷。因此，可根據異常測點在二維平面或三維空間的分布情況，并結合波形特征綜合判斷不密實區(qū)域和空洞等缺陷的位置和范圍。如果前面澆筑的混凝土已達到了終凝，形成一定早期強度，此時接著往上澆筑混凝土，如不嚴格按施工縫處理前面澆筑混凝土的表面，則結合面的質量很難得到保證，所以有時人們擔心結合面的結合不良，需要通過檢 測來確定結合面的質量。因此，測點的布置應包括有結合面和無結合面的兩部分混凝土，為保證各測點具有一定的可比性，每一對測點都應保持傾斜角度一致，測距相等。 數據處理及判斷 ～ 如果所測混凝土的結合面結合良好，則超聲波穿過有無結合面的混凝土時，聲學參數應無明顯差異。因此，對于數據異常的測點，只有在查明無其他非混凝土自身因素影響時，方可判定該部位混凝土結合不良。 由于水的聲速比空氣的聲速大 4倍多，如果受損傷而較疏松的表層混凝土很潮濕，則其聲速測值偏高，與未損傷的內部混凝土聲速差異減小，使檢測結果產生較大誤差。因此，為便于測讀，確保接收信號具有一定首波幅度，宜選用較低主頻的換能器。 發(fā)現損傷層厚度不均勻時，應適當增加測位的數量，使檢測結果更具有真實性。 限制 PVC塑料管的使用范圍，是因為 PVC塑料管的剛度小且容易損壞。 為確保澆筑混凝土過程中聲測管不變形不移位，聲測管應做牢靠地固定，一般采用綁扎的方法進行固定，不宜將鋼管直接焊在固定點上，這樣容易燒穿鋼管，在鋼管內壁形成焊瘤，影響鋼管的通直。在放入換能器之前，應先檢查各聲測管是否通暢，以免測試過程中換能器被卡在管內。必要時可以取出換能器檢驗儀器系統(tǒng)工作是否正常。 ～ 根據檢測數據繪制相應的聲時 (或聲速 )深度曲線；波幅 深度曲線或主頻 深度曲線以及 zH曲線，結合異常測點判斷，綜合分 析判定缺陷的位置和范圍。一般說來， Ⅰ、 Ⅳ 類樁容易劃分，對無或基本無缺陷的樁，樁身完整性好，則劃為 Ⅰ 類樁，對完全斷或接近斷開的樁則劃為 Ⅳ 類樁。 由于鋼的聲速遠快于混 凝土的聲速，如果測點布置不合理或鋼管內混凝土聲速較低，儀器接收到的首波信號很可能是沿鋼管壁傳播的，此時便不能反映鋼管內混凝土的質量情況。因此，在檢測前應采用簡易方法先檢查鋼管與核心混凝土的膠結情況，以確定測點的位置。 數據處理及判斷 與 。實踐證明，只要儀器正常，操作人員測讀正確，空氣聲速的測量值就十分接近標準值，其相對誤差小于 177。 表 《物理手冊》中水的聲速 ( )與其溫度 ( )之間的相關直線式：計算而得。 表 ： 房地產 E 網 房地產與物業(yè)管理實用資料庫 。為便于計算，將混凝土中的空洞理想化為 “球形 ”或者是其軸線垂直于聲波傳播方向的 “圓柱體 ”，并且視空洞周圍為正常混凝土，這與實際情況存在較大差異，所以計算結果只能是大致尺寸。如果相對誤差較大，應首先檢查測距和聲時的測量是否有誤，然后再檢查儀器有關電路。 附錄 A 測量空氣聲速進行聲時計量校驗 在超聲測試中，儀器的計時系統(tǒng)是否正常，操作者的測讀方法是否正確，都直接影響聲時讀數的可靠性。 通過圓心逐斷面徑向對測，是鋼管混凝土最基本的檢測方法，可直接用鋼管標稱外徑作為測距計算聲速，便于檢測數據的分析比較。 檢 測 方 法 鋼管混凝土檢測示意圖說明測點的布置方式，無論在同一橫截面對測還是保持一個較小的傾斜角度進行斜測，每對測點的連線都必須通過鋼管混凝土中心。結合樁的受力狀態(tài)，分析缺陷對樁身完整性的損害程度進行劃分。 以混凝土聲速的離差系數評價樁身混凝土質量的勻質性，只能反映施工過程中混凝土的勻質性，并不能反映混凝土強度的高低。 數據處理與判斷 數據處理 接收信號主頻的計算：用模擬式儀器檢測時，可按 ()式計算；如果用數字式儀器檢測，房地產 E 網 房地產與物業(yè)管理實用資料庫 則由儀器經 FFT計算后直接顯示出來。將 T、 R換能器分別放人兩個聲測管的頂部或底部，以一定高程等距離同步向下或向上移動，逐點檢測。了解有關資料，便于檢測數據的分析。管的上下端封閉是為了避免在施工時水泥漿和砂土等雜物堵塞聲測管。從一些模擬實驗和大量工程實測結果來看，采用超聲法檢測灌注樁混凝土缺陷是較為有效的方法。依次移動 R換能器 (原規(guī)程定為每次移動 50mm)，為便于檢測較薄的損傷層， R換能器每次移動的距離不宜太大，所以修改為 30mm。 房地產 E 網 房地產與物業(yè)管理實用資料庫 . 3 為了提高檢測結果的準確性和可靠性，可根據測試數據選取有代表性的部位，局部鑿開或鉆芯取樣進行驗證。用超聲波檢測表面損傷層厚度，既能反映混凝土被損害的程度，又為結構加固補強提供技術依據。但有時因耦合不良、測距發(fā)生變化或對應測點錯位等因素的影響。 換能器耦合狀態(tài)不同將影響檢測結果，向換能器施以恒壓，可以使每一測點的耦合狀態(tài)保持一致，提高測試數據的可比性。若結合面走向與聲波傳播方向平行或近似平行，則聲波傳播將不會穿過結合面，所測數據不能反映結合面的質量情況。此時，可利用另外一個同條件 (構件類型、混凝土的齡期、材料品種及用量相同，測試距離 一致 )正常混凝土聲學參數的平均值和標準差進行異常數據判斷。因此，修訂稿中增加了 xn被判為異常值后再繼續(xù)對 x1～ xn1進行統(tǒng)計判斷，直至判不出異常值為止。 該條說明同 。因此，為了避免缺陷漏檢，測試范圍除應大于所懷疑的區(qū)域外，還房地產 E 網 房地產與物業(yè)管理實用資料庫 應確保在正?；炷辽嫌凶銐驕y試數據，以滿足統(tǒng)計分析的需要。所謂不密實區(qū)，系指因振搗不夠、漏漿或石子架空等造成的蜂窩狀或因缺少水泥而形成的松散狀以及遭受意外損傷所產生的疏松狀混凝土區(qū)域。裂縫越寬，對超聲波的反射程度越大，波幅 值越小。 向測孔中灌水是作耦合劑用，必須用清水，無懸浮泥沙。 5 孔中若有粉末碎屑，充水后便形成懸浮液，將使聲波劇烈衰減，影響測試結果，故應清理干凈。故規(guī)定鉆孔深度大于裂縫深度 700mm以上。 鉆孔對測法 大體積結構的裂縫深度在 500mm以上時，用平測法難以測量，又不具備斜測法所需要的一對相互平行的測試面，則可應用本測試方法進行檢測。關于舍棄的數據問題，從許多測試資料和模擬試驗結果看出，當 與裂縫深度相近時，測得的裂縫深度較為準確；實踐表明， T、 R換能器測距過小或遠大于裂縫深度，聲時測試誤差較大， 對計算裂縫深度影響較大，所以對兩個換能器的測距作了限制。 2 跨縫進行聲時測量時，在讀取首波聲時的同時，應注意觀察首波相位的變化，因為首波出現反相時的測距與被測裂縫深度存在一定關系，記錄了反 相時的測距，有助于裂縫深度的分析判斷。平測時如果 T、 R換能器的連線與附近鋼筋軸線相一致，鋼筋將使聲信號 “短路 ”，讀取的聲時不能反映混凝土的聲速，更不能反映超聲波繞過裂縫末端傳播的聲時。因為在實際檢測中事先很難估計裂縫的深淺，一般都是根據裂縫所 處部位的具體情況，確定測試方法?，F場一般采用鋼卷尺測量測距；有條件時可用專門工具測量，要求測量誤差不大于 177。 讀取的聲時值中還包括一個叫聲時初讀數的 to值，因此被測混凝土的超聲傳播時間應該是測讀值減去聲時初讀數。 2 數字式超聲波檢測儀在自動測讀聲時及波幅時，當操作不當或噪聲很強時會發(fā)生誤判，應在自動判讀后及時觀察自動判讀是否正確，否則應重新采樣再次自動判讀或改用手動游標讀數。如果波形發(fā)生畸變，測得主頻的誤差較大。有缺陷的混凝土，超聲波在 “缺陷體 ”界面發(fā)生散射、繞射及折射反射，造成聲能不同程度的損失，首波幅度必須下降。為便于觀察和測讀缺陷區(qū)的較弱信號，應以掃描基線不產生明顯噪音干擾為前提，將 儀器 “增益 ”盡量調到最大位置。 由于鋼筋聲速比一般混凝土聲速高，當聲傳播路徑與鋼筋軸線平行且比較靠近時，大部分路徑沿鋼筋軸向傳播的聲波，比沿混凝土直接傳播的聲波早到達接收點，即鋼筋使聲信號 “短路 ”，因此，使測得的聲時、波幅不能反映混凝土的實際質量情況。因此，在工程檢測中，應視當時的測距大小，選用較高主頻換能器。為了使檢測數據具有