《混凝土裂縫注漿填充修補質量檢測技術規(guī)程》送審稿

前言

根據福建省住房和城鄉(xiāng)建設廳《關于印發(fā)福建省住房和城鄉(xiāng)建

設系統(tǒng)2016年第二批科學技術項目計劃的通知》（閩建科[2016]2

號）的要求，規(guī)程編制組經廣泛調查研究，認真總結近年來混凝土

裂縫修補質量檢測的實踐經驗，參考了有關國家現行相關標準，并

在廣泛征求意見的基礎上，制定了本規(guī)程。

本規(guī)程共設置有7個章節(jié)和2個附錄，主要內容是：1.總則；2.

術語和符號；3.基本規(guī)定；4.檢測設備；5.裂縫修復質量超聲波法檢

測；6.裂縫修復質量沖擊回波法檢測；7.裂縫修復質量檢測評定報告；

附錄A.測量空氣聲速進行聲時計量校檢；附錄B.沖擊回波檢測設備

校準方法。本規(guī)程由福建省住房和城鄉(xiāng)建設廳負責管理，由主編單

位負責具體技術內容解釋，執(zhí)行過程中如有意見或建議，請寄送至

福建省住房和城鄉(xiāng)建設廳建筑節(jié)能與科技處（地址：福州市北大路

242號，郵編：350001）或福建博海工程技術有限公司（地址：福州

市晉安區(qū)新店鎮(zhèn)赤星路8號2#樓，郵編：350012），以供今后修訂

時參考。

本規(guī)程主編單位：福建博海工程技術有限公司

福建省閩南建筑工程有限公司

本規(guī)程參編單位：福建天映建設有限公司

惠安縣建設工程質量監(jiān)督站

福州市建設工程質量監(jiān)督站

福建博海建工集團有限公司

福建景程建設有限公司

福建省西海岸建設工程有限公司

1

主要起草人員：蘇忠高、杜朝陽、陳苓、楊敏、游劍龍、陳聰

平、邱志祥、周建河、葉樹華、林彬、張關羽、劉景熙、許金騰、

林發(fā)明、夏念君、王晨輝、陳賢達、彭長華、卓元興、林國洪、黃

杰龍、何一龍

主要審查人員：

2

目次

1總則............................................................................................1

2術語和符號....................................................................................2

2.1術語.................................................................................2

2.2符號.................................................................................4

3一般規(guī)定........................................................................................5

4檢測設備........................................................................................7

4.1技術要求.............................................................................7

4.2儀器的校準.........................................................................8

4.3儀器的保養(yǎng).........................................................................9

5超聲波法檢測..............................................................................10

5.1檢測要點...........................................................................10

5.2數據處理及結果判定.......................................................11

6沖擊回波法檢測..........................................................................13

6.1檢測要點...........................................................................13

6.2數據處理及結果判定.......................................................13

7裂縫修復質量檢測評定報告......................................................15

附錄A.測量空氣中聲速進行聲時計量校檢................................16

附錄B.沖擊回波檢測設備校準方法.............................................18

規(guī)程用詞說明..................................................................................19

條文說明....................................................................................20

1

1總則

1.0.1為規(guī)范混凝土裂縫注漿填充修補質量的檢測工作，正確評定

混凝土裂縫注漿填充修補質量，制定本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程適用于混凝土裂縫注漿填充修補后的檢測和質量評

定。

1.0.3按本規(guī)程進行混凝土裂縫注漿填充修補質量檢測工作時，除

應符合本規(guī)程外，尚應符合國家現行有關標準的規(guī)定。

1

2術語和符號

2.1術語

2.1.1混凝土裂縫concretecrack

由于內外因素作用，破壞了混凝土的連續(xù)性和完整性的現象。

2.1.2超聲波法ultrasonicmethod

本規(guī)程所指的超聲波法，系采用帶波形顯示的低頻超聲波檢測

儀和頻率為20kHZ~250kHZ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。

2.1.3沖擊回波法impactechomethod

通過沖擊方式產生瞬態(tài)沖擊彈性波并接收沖擊彈性波信號，通

過分析沖擊彈性波及其回波的波速、波形和主頻頻率等參數的變化，

判斷混凝土結構的厚度或內部缺陷的方法。

2.1.4聲速velocityofsound

超聲脈沖波在混凝土中單位時間內傳播的距離。

2.1.5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

示的首波信號幅度。

2.1.6主頻mainfrequency

在被接收的超聲脈沖波各頻率成分的幅度分布中，幅度最大的

頻率值。

2.1.7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

2

射、吸收和聲速擴散等因素引起的聲壓減弱。

2.1.8換能器transducers

具有電能、聲能相互轉換功能的器件。

2.1.9測區(qū)detectingarea

在一個結構或構件上，按檢測方法的要求，布置的一個或者若

干個檢測區(qū)域，一個構件（單根梁、柱、墻體或墩墻的一個區(qū)域）

可作為一個測區(qū)。

2.1.10測線detectingline

由被測構件表面按一定方向布置的測點組成的線。

2.1.11測點detectingpoint

測區(qū)內或測線上的檢測點。

2.1.12聲阻抗acousticimpedance

波速度和介質密度的乘積，用于計算沖擊彈性波在邊界處反射

的特性。

2.1.13傅立葉變換fouriertransform

一種將數字波從時域轉換為頻域的數值計算方法。

2.1.14振幅譜amplitudespectrum

通過傅立葉變換數值法，從波形中得出的振幅與對應的頻率關

系圖（振幅—頻率曲線）。

3

2.2符號

l——平測時發(fā)射和接收換能器內邊緣之間的距離；

H——混凝土構件厚度；

vk——溫度為Tk時的空氣中的聲速計算值；

Tk——測試時空氣的溫度；

vp——混凝土表觀波速；

f——振幅譜圖中構件厚度對應的主頻峰值；

FT——傅立葉變換；

TW——混凝土完好區(qū)域首波聲時；

Tb——混凝土裂縫修補區(qū)域首波聲時；

AW——混凝土完好區(qū)域波幅；

Ab——混凝土裂縫注漿填充修補區(qū)域波幅；

fb——混凝土裂縫注漿填充修補區(qū)域有效主頻率峰值；

fw——混凝土完好區(qū)域有效主頻率峰值；

fg——高頻峰值；

vs——測量空氣中聲速的實測值。

4

3一般規(guī)定

3.0.1檢測前的準備工作應符合下列要求：

1應進行調查、收集檢測項目的相關資料；

2應制定檢測方案；

3檢測前應對儀器設備進行狀態(tài)核查及校正。

3.0.2調查、收集的資料應包括下列內容：

1工程概況信息，主要包括工程名稱及設計、施工、監(jiān)理、建

設和委托單位名稱等；明確委托方檢測目的和具體要求；

2被檢測結構或構件的名稱、被檢測結構或構件修補工程資料、

設計圖紙、設計變更、施工記錄、施工驗收等資料；

3混凝土相關資料，主要包括原材料品種和規(guī)格、混凝土澆筑

和養(yǎng)護情況、混凝土設計強度等級等資料；

4結構或構件外觀質量及存在問題；

5構件、結構所屬環(huán)境條件、使用期間的修補情況。

3.0.3初步調查應以確認委托方的檢測要求和制定有針對性的檢測

方案為目的。初步調查采取踏勘現場、搜集和分析資料以及詢問有

關人員等方法。

3.0.4混凝土結構裂縫注漿填充修補質量現場檢測方案應包括下列

主要內容：

1工程或結構概況，包括結構類型、設計、施工及監(jiān)理單位，

建造年代或檢測情況等；

2委托方的檢測目的或檢測要求；

3檢測的依據，包括檢測所依據的標準及有關的技術資料等；

5

4檢測范圍、檢測項目和選用的檢測方法及判定標準；

5檢測的方式、檢驗批的劃分、抽樣方法和檢測數量；

6檢測人員和儀器設備情況；

7需要委托方配合的工作；

8檢測時應遵守有關安全規(guī)定，應配備必要的安全防護人員及

安全防護設備。

3.0.5檢測修補部位混凝土表面應干燥、清潔、平整，且不應有蜂

窩、孔洞等外觀質量缺陷，必要時應磨平。

3.0.6采用超聲波儀檢測時，在滿足首波幅度測量精度的條件下，

應選用較高頻率的換能器。換能器應通過耦合劑與混凝土測試表面

保持緊密貼合，耦合層不應夾雜泥沙和空氣。

3.0.7采用沖擊回波測試時，沖擊點位置與傳感器的間距宜小于所

測構件設計厚度的0.4倍；測點或測區(qū)中的測線距構件邊緣宜不小

于所測構件實際厚度的0.3倍。

3.0.8檢測儀器應具有防塵、防潮、防震性能，并應滿足現場濕度

和溫度環(huán)境的要求。

3.0.9本規(guī)程中所采用的超聲波檢測儀和沖擊回波儀應有制造廠商

的產品合格證，應經法定計量檢定機構檢定或校準，并應在儀器的

明顯位置上貼上檢定或校準的標識。

3.0.10抽樣方式與抽樣方法可按《混凝土結構現場檢測技術標準》

GB/T50784進行。

6

4檢測設備

4.1技術要求

4.1.1超聲波檢測儀應滿足下列要求：

1具有波形清晰、顯示穩(wěn)定的示波裝置；

2聲時最小分度為0.1μs；

3具有最小分度為1dB的信號幅度調整系統(tǒng)；

4接收放大器頻響范圍為10kHz~500kHz，總增益不小于80dB，

接收靈敏度（在信噪比為3:1時）不大于50μV；

5電源電壓波動范圍在標稱值10%的情況下能正常工作；

6連續(xù)正常工作時間不少于4h。

4.1.2沖擊回波檢測儀應符合下列要求：

1沖擊器應根據檢測構件的厚度配備產生不同沖擊頻率的鋼球

型沖擊器或電磁激振的圓柱形沖擊器。

2沖擊回波檢測儀應根據不同的測試對象選擇適當的沖擊方

式。

3接收傳感器應為能測量表面振動的高性能寬頻帶接收位移傳

感器或加速度傳感器，工作頻率帶寬宜為800Hz-100kHz。

4數據采集儀應具備信號放大功能，采集通道增益應可調；

5數據采集儀宜配有雙通道或更多通道數據采集卡，采集卡電

壓范圍和電壓分辨率應該與傳感器、放大器的輸出相匹配。

6采集儀參數應符合表4.1.2要求：

7

表4.1.2采集儀技術參數要求

頻率帶寬100Hz~500kHz

采樣頻率≥500kHz

A/D采樣間隔≤2μs

A/D采樣位數≥16

采樣頻率精度≥0.01%

采集儀連續(xù)工作時間≥4h

7采集及分析軟件應可實時顯示每次沖擊時傳感器的輸出信

號，包括相對應的時間和電壓的讀數，且具有時間域窗口選擇、數

字濾波、時域分析、頻率幅值譜分析功能，宜具有三維圖形等分析

功能。

8連接電纜和接頭應緊密，電纜應具有屏蔽層。

4.1.3沖擊回波檢測儀不宜在有外來機械振動和高振幅電噪音干擾

環(huán)境下使用，環(huán)境溫度宜為0℃~40℃。

4.2儀器的校準

4.2.1超聲波檢測儀聲時計量檢驗應按“時—距”法測量空氣中聲

速的實測值見附錄，并與按公式計算的空氣中聲速標準

vs(A)(4.2.1)

值vk相比較，二者的相對誤差不應超過0.5%。

vk331.410.00367Tk(4.2.1)

式中：331.4——0℃時空氣的聲速(m/s)；

vk——溫度為TK時的空氣的聲速計算值(m/s)；

Tk——測試時空氣的溫度(℃)。

4.2.2模擬式超聲波檢測儀波幅計量檢驗，可將屏幕顯示的首波幅

8

度調至一定高度，然后把儀器衰減系統(tǒng)的衰減量增加或減少6dB，

此時屏幕波幅高度應降低一半或升高一倍。

4.2.3超聲波檢測儀和沖擊回波檢測儀校準有效期宜為1年。

4.2.4沖擊回波檢測儀有下列情況之一時，應進行校準后方可使用：

1新儀器啟用前；

2超過校準有效期；

3更換模塊和傳感器；

4儀器維修后；

5對測試值有懷疑時。

4.2.5沖擊回波檢測儀應按照附錄B進行校準。

4.3儀器的保養(yǎng)

4.3.1超聲波儀和沖擊回波儀使用后，應對發(fā)射裝置的換能器和接

收換能器及時清潔，妥善保管。

4.3.2超聲波儀和沖擊回波儀應定期保養(yǎng)，當儀器長時間不用時，

應定期給設備充電。

9

5超聲波法檢測

5.1檢測要點

5.1.1檢測前，首先應根據檢測對象調試數據采集系統(tǒng)，正確設置

采集系統(tǒng)參數。

5.1.2在采集數據之前，應先將試件測試表面打磨平整，并涂抹耦

合劑，使換能器與混凝土表面之間耦合良好，保證測試結果的準確

性。

5.1.3當混凝土裂縫修復區(qū)域只有一個可測表面，可采用單面檢測

法檢測，單面檢測法檢測布置如圖5.1.3-1所示。當混凝土裂縫修復

區(qū)域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，

雙面穿透斜測法布置圖如圖5.1.3-2所示。

l

圖5.1.3-1單面平測法布置圖圖5.1.3-2雙面穿透斜測法布置圖

5.1.4測試時應在混凝土裂縫修復區(qū)域和混凝土完好區(qū)，以兩個換

能器內邊緣間距分別等于100mm、150mm、200mm等多個測距測

試，檢測人員判定曲線穩(wěn)定后，存儲曲線。布置測點時應避開鋼筋

的影響進行檢測，并應標明編號和位置。

5.1.5每個測區(qū)應至少測試3對測點，待每次數據穩(wěn)定以后存儲，

并求取平均值作為該測區(qū)的代表值。

10

5.2數據處理及結果判定

5.2.1混凝土完好區(qū)域首波聲時Tw及波幅Aw和混凝土修補區(qū)域首

波聲時Tb及波幅Ab的平均值和標準差可按公式(5.2.1-1)、(5.2.1-2)

進行計算：

n

xi

mi1(5.2.1-1)

xn

n

22

(xi)nmx

Si1(5.2.1-2)

xn1

式中：

實測某一參數的平均值；

mx——

實測第點某一參數的測量值；

xi——i

n——參與統(tǒng)計的測點數；

標準差；

Sx——

5.2.2當混凝土修補區(qū)域首波聲時Tb及波幅Ab值在完好區(qū)域首波

聲時Tw及波幅Aw值的三倍標準差內，即符合公式(5.2.1-1)、(5.2.2-2)

時判定為修補完好，否則為修補不完全可疑點。

首波聲時：

TwTbi3Stw(5.2.2-1)

波幅:

AwAbi3Saw(5.2.2-2)

式中：

11

完好區(qū)域首波聲時的平均值；

Tw——

修補區(qū)域第點首波聲時的測量值；

Tbi——i

完好區(qū)域首波聲時的標準差；

Stw——

完好區(qū)域首波聲時的平均值；

Aw——

修補區(qū)域第點首波波幅的測量值；

Abi——i

完好區(qū)域首波波幅的標準差；

Saw——

5.2.3若判別困難以及判定為修補不完全可疑點的區(qū)域，應采用成

孔或鉆芯進行核實。

12

6沖擊回波法檢測

6.1檢測要點

6.1.1應根據檢測對象調試數據采集系統(tǒng)，正確設置采集系統(tǒng)參數。

6.1.2在檢測混凝土結構或構件的完好區(qū)和修補區(qū)域均布設測點，

并應標明編號和位置。

6.1.3規(guī)定檢測中大于2倍的主頻率峰值f為高頻峰值fg。

6.1.4在檢測混凝土結構或構件完好區(qū)和修補區(qū)域時，各布設應至

少有1對測點，每對測點至少測30次，保存有效波段的振幅譜圖對

應的頻域曲線主頻率峰值f和高頻峰值fg。

6.1.5傳感器與混凝土測試面間應采取耦合措施。

6.1.6接收傳感器應置于測點上，當沖擊裝置沖擊混凝土表面時，

沖擊點位置與傳感器的間距、測點或測區(qū)中的測線距構件邊緣間距

符合本規(guī)程3.0.7條的要求。

6.1.7傳感器和沖擊器應位于修補區(qū)域兩側。

6.2數據處理及結果判定

6.2.1分析有效波段的振幅譜圖，找出混凝土完好區(qū)30次檢測中，

出現最多的振幅譜圖對應的頻域曲線主頻率峰值fw，以及混凝土裂

縫修補區(qū)域30次檢測中，出現最多的振幅譜圖對應的頻域曲線主頻

率修補峰值fb和高頻峰值fg。

6.2.2混凝土裂縫修補區(qū)域主頻率峰值fb與混凝土完好區(qū)域主頻率

峰值fw的相對誤差δ，可按下式計算：

ff

bW100%(6.2.2)

fW

13

式中：fw——混凝土完好區(qū)域主頻率峰值；

fb——混凝土裂縫修補區(qū)域主頻率峰值；

6.2.3當測得的混凝土裂縫修補區(qū)域主頻率峰值fb與混凝土完好區(qū)

域主頻率峰值fw的相對誤差δ不超過±5%，混凝土裂縫修補區(qū)域30

次檢測中，測得最多的主頻峰值出現的次數超過24次，且無高頻峰

值或者高頻峰值出現的次數少于6次，可判定混凝土裂縫修補合格。

6.2.4當測得的混凝土裂縫修補區(qū)域主頻率峰值fb與混凝土完好區(qū)

域主頻率峰值fw的相對誤差δ超過±5%，混凝土裂縫修補區(qū)域30

次檢測中，無法確定唯一的主頻峰值，且有高頻峰值或者沒有唯一

的高頻峰值，可判定混凝土裂縫修補不合格，需重新修補。混凝土

裂縫修補等級判定表如表6.2.4所示。

表6.2.4混凝土裂縫修補等級判定表

主頻峰值相修復

工況主頻出現的次數高頻峰值情況

對誤差等級

無高頻峰值或者高頻峰

1不超過5%超過24次合格

值出現的次數少于6次

無法確定唯一的有高頻峰值或者沒有唯

2超過5%不合格

主頻峰值一的高頻峰值

6.2.5若實測波形信號復雜，波動衰減極其緩慢，無法對其進行準

確分析與評價，宜結合其他檢測方法進行綜合測試，對于判別困難

以及修復等級為不合格的區(qū)域，應采用成孔或鉆芯進行核實。

14

7檢測報告

7.0.1檢測報告應結論明確、用詞規(guī)范、文字簡練，對于容易混淆

的術語和概念應以文字解釋或圖例、圖像說明。

7.0.2檢測報告宜包括下列主要內容：

1委托單位名稱；

2工程概況包括工程名稱、結構類型、規(guī)模、施工日期及修補

情況說明等，檢測原因、檢測目的，以往檢測情況概述；

3設計單位、施工單位及監(jiān)理單位名稱；

5檢測項目、檢測方法及依據的標準；

6儀器設備名稱、型號、校準有效期；

7抽樣方法、檢測數量與檢測的位置；

8檢測日期，報告完成日期；

9記錄數據采集系統(tǒng)使用的參數；

10檢測項目的主要分類檢測數據和匯總結果；檢測結果、檢測

結論、檢測過程照片；

11項目負責人、審核和批準人員的簽名；

12檢測機構的有效印章。

15

附錄A測量空氣中聲速進行聲時計量校檢

A.0.1測量時應符合下列要求：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對準，以間距為50mm、

100mm、150mm、200mm……依次放置在空氣中，在保持首波幅度

一致的條件下，讀取各間距所對應的聲時值t1、t2、t3……tn。同時

測量空氣的溫度Tk(讀至0.5℃)。

兩換能器間距的測量誤差應不大于±0.5%。

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，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；

2

1

4

3

1-定滑輪2-螺栓3-刻度尺4-支架

圖A.0.1換能器懸掛裝置示意圖

3測點數應不少于10個。

A.0.2空氣聲速測量值計算：以測距l(xiāng)為縱坐標，以聲時讀數為橫

坐標，繪制“時—矩”坐標圖(如圖A.0.2所示)，或用回歸分析方法

16

求出l與t之間的回歸直線方程：

l=a+bt(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“l(fā)/t”或回歸直線方程的回歸系數

“b”即為空氣聲速的實測值vs(精△度△0.1m/s)。

l(mm)A

l4

l3

l2

l1

B

t1t2t3t4t(s)

圖A.0.2測空氣聲速的“時-距”圖

A.0.3空氣中聲速標準值vk應按下試計算：

vk331.410.00367Tk(A.0.3)

式中：331.4——0℃時空氣的聲速(m/s)；

vk——溫度為TK度的空氣的聲速計算值(m/s)；

Tk——測試時空氣的溫度(℃)。

A.0.4空氣中聲速實測值vs與空氣中聲速標準值vk之間的相對誤

差應按下式計算：

s

er(vkv)/vk100%(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(tǒng)不正常

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附錄B沖擊回波檢測設備校準方法

B.0.1校準應按下列要求制備校準試件：

1混凝土強度不應小于20MPa；

2試件厚度應不小于15cm，長、寬尺寸均應不小于厚度的6倍；

3應振搗密實，不得有內部缺陷。

B.0.2校準時，每次測點位置應一致。

B.0.3采用沖擊回波檢測儀測試校準試件的厚度

1在構件測試區(qū)域平面內選取三個部位，每個部位應測試3個

以上測點，在波形有效的情況下，分析出各有效主頻峰值，各有效

主頻峰值與平均值的差應不超過平均值的5%，振幅譜圖中構件厚

度對應的主頻峰值f為各測點有效主頻峰值的平均值(Hz).

2結構構件厚度應按下列公式計算：

Tvp/2f(B.0.3)

式中：T——混凝土結構構件的厚度計算值（m），精確至

0.001m；

vp——混凝土表觀波速（m/s），精確至1m/s；

f——振幅譜圖中構件厚度對應的主頻峰值（Hz），精確

至0.1Hz

B.0.4采用測試平均值作為校準試件厚度測試值為T，與校準試件

厚度H值比對，尚應滿足下式要求：

TH

100%5%(B.0.4)

H

若校準試驗不能滿足B.0.4條規(guī)定，則沖擊回波儀不能用作實

體工程檢測，應進行維修。

18

規(guī)程用詞說明

1為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時區(qū)別對待，對要求嚴格程度不同

的用詞說明如下：

1）表示很嚴格，非這樣做不可的：

正面詞采用“必須”；

反面詞采用“嚴禁”。

2）表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的：

正面詞采用“應”；

反面詞采用“不應”或“不得”。

3）表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的：

正面詞采用“宜”；

反面詞采用“不宜”。

4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的：

正面詞采用“可”；

反面詞采用“不可”。

2本規(guī)程中指明應按其它有關標準、規(guī)范執(zhí)行時，寫法為“應

符合……的規(guī)定”或“應按……執(zhí)行”。

19

福建省工程建設地方標準

混凝土裂縫注漿填充修補質量檢測技術規(guī)程

TechnicalSpecificationInspectionfortheQualityof

ConcreteCrackDefects

工程建設地方標準編號：DBJ/T××-×××-2017

住房和城鄉(xiāng)建設部備案號：J×××××-2017

條文說明

20

目次

1總則..........................................................................................22

2術語和符號..................................................................................25

2.1術語...............................................................................25

2.2符號...............................................................................25

3一般規(guī)定......................................................................................26

4檢測設備......................................................................................29

4.1技術要求...........................................................................29

4.2儀器的校準.......................................................................30

4.3儀器的保養(yǎng).......................................................................30

5超聲波法檢測..............................................................................32

5.1超聲波法檢測要點...........................................................32

5.2數據處理及結果判定.......................................................33

6裂縫修復質量沖擊回波法檢測.................................................35

6.1沖擊回波法檢測要點.......................................................35

6.2數據處理及結果判定.......................................................37

21

1總則

1.0.2本規(guī)程所指的超聲波法是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）、首波聲

時、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，判定混凝土中的裂縫情況。

本規(guī)程所指的沖擊回波法，是基于應力波的一種檢測結構厚度、

裂縫的無損檢測方法。通過瞬時力學沖擊產生瞬時應力波，應力波

在結構中傳播，當遇到裂縫或界面時被反射，這種沖擊面與裂縫及

界面間的多重反射，將引起瞬時共振狀態(tài)，這就能夠被識別并能確

定結構是否完好無損或確定裂縫的位置。

沖擊回波法檢測混凝土構件的厚度、不密實度及空洞是根據在

混凝土表面利用一個短時的機械沖擊激發(fā)低頻沖擊彈性波，沖擊彈

性波傳播到結構內部，被裂縫表面或構件底面反射回來。因此，沖

擊彈性波在構件表面、內部裂縫表面或底面邊界之間來回反射產生

瞬態(tài)共振，其共振頻率能在振幅譜（通過快速傅立葉變換，從波形

中得出的頻率與對應振幅的關系圖1.0.2-2）中辨別出，用于確定內

部裂縫的深度和構件的厚度。

22

數據采集分析系統(tǒng)

L

沖擊點傳感器

缺陷區(qū)

H

P波P波

圖1.0.2-1沖擊回波測試系統(tǒng)檢測混凝土構件示意圖

沖擊傳感器

數據采集分析系統(tǒng)和分

析處理系統(tǒng)

頻譜圖

波形圖振幅

位移

FFT

時間頻率

圖1.0.2-2沖擊回波法檢測混凝土內部裂縫原理示意圖

本規(guī)程適用于檢測界面聲阻抗有明顯差別的構件，混凝土構件

至少具備一個形狀規(guī)則的可測面。本規(guī)程不適用于陶?；炷?、加

氣混凝土等輕質混凝土；機械振動和高振幅電噪音會對傳入數據采

集系統(tǒng)造成檢測結果的誤判，故本規(guī)程不適用于機械振動和高振幅

電噪音情況下的檢測。

隨著混凝土強度等級的提高，表觀波速在混凝土中的傳播值會

升高，相應的沖擊彈性波傳播、反射的速度會相應增大，頻率也相

應增大，因此測得的混凝土厚度基本一致，且大量文獻及本規(guī)程編

23

制組試驗證明混凝土的強度對檢測結果影響不大，只要混凝土構件

與其它介質界面聲阻抗有足夠明顯的差別，能夠產生可測得的反射

波，因此，本規(guī)程未規(guī)定被檢構件混凝土的抗壓強度。

一般情況下，不會從小直徑（小于25mm）鋼筋處反射回來的

應力波在振幅譜中產生明顯峰值，但是大直徑（不小于25mm）的

鋼筋和較短的接觸時間，會出現從鋼筋處反射回來的沖擊彈性波將

在振幅譜中產生峰值，條件允許下宜避開鋼筋進行檢測。同時，試

驗證明當沖擊接觸時間適當增大時，振幅譜中鋼筋的影響將減小甚

至難以辨別，所以可考慮采取加大沖擊接觸時間的方法來避開普通

鋼筋的影響。

1.0.3本規(guī)程涉及的其他有關方面問題，現場用電、高空作業(yè)等，

均應遵守國家現行有關強制性標準的規(guī)定；同時本規(guī)程所涉及到的

國家其他相關標準可協調、配套使用。

24

2術語、符號

本規(guī)程采用的術語及其定義，根據下列原則確定：

1本規(guī)程的術語是從沖擊法檢測混凝土裂縫技術方法的角度賦

予其涵義的，但含義不一定是術語的定義。

2本規(guī)程引用了部分現行工程建設國家標準已做規(guī)定的術語定

義。

3本規(guī)程給出了相應的推薦性英文術語，該英文術語不一定是

國際上通用的標準術語，僅供參考。

25

3一般規(guī)定

3.0.1對修復后的混凝土結構要有一個整體的了解，知道其使用的

材料和修補前損壞情況，這便于現場檢驗修復后混凝土質量的好壞。

3.0.2調查和收集相關資料在前期的準備工作中是非常重要的，是

為了綜合分析產生的質量問題的原因，及為編制檢測方案提供依據，

有助于檢測過程的實施，同時有利于綜合分析測試結果。

3.0.5反映混凝土裂縫注漿填充修補質量的測試參數及沖擊回波響

應特征容易受混凝土表面狀態(tài)的影響，為了保證測試結果的準確性，

檢測數據的真實性，必須避免表面狀況對檢測的影響，混凝土耦合

處表面應磨平并保持清潔干燥”

3.0.6耦合層夾雜泥砂或空氣時會造成采集的數據偏差較大，因此

規(guī)定檢測現場耦合層不得夾雜泥砂或空氣。

3.0.7該條款中沖擊點位置與傳感器的間距要求參考

ASTM1383-04（2010）。

根據沖擊回波法的原理見圖3.0.7-1所示，本質上是通過豎向回

波特性計算被測物體的厚度。但是事實上由于沖擊彈性波是一種體

波，波前（圖中深色部分）是以球面的形式向外擴散。僅當被測物

體近似為平面無限大彈性體時，沖擊后采集的回波可以近似認為符

合下圖的假設，但當沖擊點靠近彈性體的邊界時，邊界的回波豎向

分量會影響構件板底的回波特性，造成測試的誤判。構件本身存在

一定的邊界，構件與構件連接處附近都會產生邊界影響，為了消除

邊界的影響，需要在測試的時候回避這類邊界影響區(qū)域，距離邊界

相應的距離。

26

邊界回波

圖3.0.7-1原理示意圖(理論)試件機械波傳遞典型圖

規(guī)程編制組經過測試，在邊界影響區(qū)域外（測點或測區(qū)中的測

線距構件邊緣不小于所測構件實際厚度的0.3倍），可以獲得比較

穩(wěn)定的厚度測試結果的效果，而在邊界影響區(qū)域內，所測板構件的

測試結果普遍偏大，測試結果典型圖例見圖3.0.7-2、3.0.7-3，測試

結果存在誤判可能。

圖3.0.7-2邊界影響區(qū)域外的測試結果

圖3.0.7-3邊界影響區(qū)域內的測試結果

3.0.10超聲波檢測儀和沖擊回波儀應有制造單位出具的產品合格

27

證或者自校證書。單點式沖擊回波儀的加速度接收傳感器一般可由

法定計量單位校準，但掃描式沖擊回波系統(tǒng)因其輪式接收傳感器的

布置特點目前無法由法定計量單位進行校準，故檢測機構可制作一

定強度等級的密實鋼筋混凝土板塊且預埋裂縫作為校準掃描式沖擊

回波系統(tǒng)的標準塊，以該標準塊進行每年的儀器校準和平?，F場檢

測前后作為驗證儀器是否運行穩(wěn)定的依據。

28

4檢測設備

4.1技術要求

4.1.2以減少人為因素對測試結果的影響，沖擊方式可以根據接收

裝置配置不同尺寸的彈擊錘，宜為3mm~25mm直徑的鋼質小球。

當接收信號較弱時，應更換較大直徑的鋼質小球。電纜應具有屏蔽

層以減小電噪音。沖擊回波儀由沖擊器、接收傳感器、數據采集儀、

分析軟件、連接電纜和接頭組成。

1單點式沖擊回波儀的沖擊器多為一系列不同直徑的鋼質球型

錘頭，檢測機構可根據檢測部位厚薄選用合適的沖擊器，且在檢測

前應進行驗證。掃描式沖擊回波儀的掃描探頭配有電驅動的螺線管

沖擊器，觸發(fā)后彈擊混凝土構件表面，其沖擊能量和沖擊持續(xù)時間

可調。沖擊回波儀的沖擊器的正確選擇對于檢測的效果很重要，試

驗時應根據構件的厚度及具體的回波信號來選擇沖擊器以確保能夠

傳送足夠的能量到被測結構，進而容易得到單一主峰的頻率幅值譜。

2沖擊器的沖擊方向以及沖擊能量對測試信號的品質有很大的

影響，設計良好的沖擊裝置能提高測試效果及減少人為誤差。

3接收傳感器為接收表面法向位移、加速度等振動信號的寬頻

帶傳感器，必須有合適的靈敏度，能夠探測到沖擊產生的縱波沿表

面?zhèn)鞑ヒ鸬奈⑿∽冃?。同時，還應有合適的頻響范圍，以減少振

動信號的測試失真。掃描式沖擊回波系統(tǒng)的接收傳感器是按一定間

距均布在滾動輪上，以實現連續(xù)沖擊接收的功能。

4傳感器輸出的信號需經過放大后做后續(xù)的處理分析。相關參

數（如頻率范圍、增益等），需要與傳感器、數據采集卡以及測試

29

信號的特性相匹配。

5數據采集系統(tǒng)用于采集、記錄、處理傳感器的輸出信號，是

配有雙通道或者多通道數據采集卡的便攜式電腦，或者是便攜式雙

通道或者多通道波形分析儀。該系統(tǒng)中，一個通道可作為觸發(fā)通道，

接受觸發(fā)信號，另外的通道可作為接收通道。數據采集儀的電壓范

圍和電壓分辨率應該與傳感器的靈敏度相匹配，以確保能準確測量

縱波的到達時間以及幅值。

7采集分析軟件實時顯示傳感器輸出時間域波形，通過FFT快

速傅立葉轉換把波形從時域轉換為頻域，在頻率幅值譜里，通過選

擇厚度對應的主頻值，計算得出厚度值。

8連接接頭質量拆裝容易，能保證電纜緊密連接采集儀及沖擊

接收器，電纜具有屏蔽層以減小電噪音對傳感器輸出信號的干擾。

4.2儀器的校準

4.2.1對超聲波檢測儀進行檢定是為保證其在正常狀態(tài)下進行檢

測，儀器的標準狀態(tài)是統(tǒng)一儀器性能的基礎，是超聲波檢測儀的關

鍵所在，只有使超聲波檢測系統(tǒng)處于標準狀態(tài)，才能保證檢測結果

的可靠性，一般情況下儀器檢定周期為1年。

4.2.2沖擊回波儀的校準或者自校是對混凝土波速的檢驗校準?？?/p>

用具備一定強度的密實混凝土板作為標準件來標定波速，檢驗混凝

土的計算厚度與實際厚度是否相符來驗證儀器的可靠性和穩(wěn)定度。

4.3儀器的保養(yǎng)

4.3.1使用超聲波儀和沖擊回波儀時，需要在換能器上涂抹耦合劑，

用完以后，應及時清洗換能器，自然風干后妥善保管，方便下次檢

測使用。

30

5超聲波法檢測

5.1檢測要點

5.1.1采集系統(tǒng)參數如：工程名稱、構件名、接收通道、測點間距、

發(fā)射電壓、采用周期通道增益、采樣延時、零聲時修正、最大序列

號、測距增量等。

5.1.3對于體積較大如橋梁、房屋等結構的修補，建議采用單面平

測法，對于尺寸較小的柱子、梁的修復，宜采用雙面穿透斜測法檢

測。由于金屬材質對超聲波有一定的干擾作用，在對混凝土缺修復

區(qū)域和混凝土完好區(qū)修復時，應盡量避開鋼筋。曲線穩(wěn)定以首波聲

時沒有飄逸為準，同時試驗人員在采集曲線是時要保證儀器屏幕中

的曲線有2/3在屏幕范圍內，這樣采集的曲線才是有效的，不能過

大也不能過小，具體有效波形圖如圖5.1.3所示。

T=60.6A=78.27

圖5.1.3超聲波有效波形圖

5.1.5本規(guī)程編制組在試驗過程中發(fā)現，由于混凝土裂縫修補質量

有好有壞，每個測點和測區(qū)在每次測試時都會因為操作人員的原因，

測得的數值都有所差別，經過大量的實踐及本規(guī)程編制組討論，認

為至少測試3次，求取的平均值能夠滿足現場檢測的需求。

31

5.2數據處理及結果判定

5.2.1當混凝土完好時，超聲波在混凝土中是沿著混凝土的表面進

行傳播的，當混凝土出現裂縫，超聲波在混凝土中傳播時沿著裂縫

的端部繞行，這樣會使其傳播距離增長，相對應的聲時隨著增大。

當裂縫修補密實以后，超聲波傳播路徑與完好的混凝土超聲傳播路

徑相同，不再繞行裂縫的端部，傳播路徑情況如圖5.2.1所示，此時

測試修補以后的混凝土的聲時應和完好混凝土聲時基本一致。當裂

縫僅僅只被修補表面，沒有對內部修補時，按照超聲波傳播最小路

徑原理可知，此時測得的混凝土修補后的聲時與完好混凝土聲時也

基本一致。那么此時僅僅按照首波聲時判定混凝土修補情況就會出

現誤判。超聲波波幅是反映物體內部傳播能量的一個指標，當混凝

土內部出現裂縫，在裂縫處能量傳播會出現衰減，反映在波幅上會

數值變小。當裂縫修補密實以后，由于介質的存在，波幅衰減較少，

綜上所述混凝土裂縫修補后首波聲時及波幅與完好混凝土首波聲時

及波幅差異越小，修補質量越好。因此本規(guī)程編制組用混凝土修補

區(qū)域首波聲時Tb值與完好區(qū)域首波聲時Tw值進行比較，及混凝土混

凝土修補區(qū)域波幅Ab的值和完好區(qū)域波幅Aw的值進行比較來判定

超聲波法檢測混凝土裂縫修補等級。

換能器換能器換能器

裂縫

完好混凝土裂縫修補密實

超聲傳播路線

圖5.2.1超聲波在混凝土中的傳播路徑

32

5.2.2本規(guī)程編制組，澆筑了4根混凝土梁，每個混凝土梁上采用

2mm鋼板預制了6個深度為15cm的裂縫，然后采用封口膠及灌縫

膠對其中兩根梁裂縫模擬修補完好，另外兩根梁裂縫深度按10%、

20%、30%、40%、60%、80%進行修補工作，模擬修補不完全。檢

測預留完好混凝土區(qū)域和裂縫修補區(qū)域，提取首波聲時及波幅，發(fā)

現所有修補完整的混凝土梁，修補區(qū)域首波聲時Tb值與完好區(qū)域首

波聲時Tw值的絕對值差都落在完好區(qū)域首波聲時Tw值的三倍標準

差內，所有修補區(qū)域波幅Ab值與完好區(qū)域波幅Aw值的絕對值差也

都同樣落在完好區(qū)域首波聲時Tw值的三倍標準差內，反之修補不完

全的梁首波聲時或波幅有一項沒有落在完好區(qū)域的三倍標準差內，

鉆芯驗證為修補不完全。

同時本規(guī)程編制組又澆筑了C30、C40、C50及C60每組數量

50個一共200個的混凝土標準試塊。澆筑完成后，先分別采集完好

狀況下的首波聲時以及波幅。然后利用抗剪試驗的原理，控制試驗

機的力值，使混凝土試塊在中部產生裂縫。利用封口膠及灌縫膠對

其進行修補工作。然后再檢測修補以后的混凝土試塊的首波聲時及

波幅。依據三倍標準差的處理方法選取部分完好值與異常值，進行

鉆芯驗證。實驗結果表明，當混凝土裂縫只表面進行了修補，內部

并沒有修補或者修補不完全，此時檢測出的混凝土裂縫修補區(qū)首波

聲時值落在完好區(qū)域首波聲時值的三倍標準差內，但混凝土裂縫修

補區(qū)域波幅和混凝土完好區(qū)域波幅卻相差較大。當混凝土裂縫修補

越好時，檢測出的混凝土裂縫修補區(qū)首波聲時與混凝土完好區(qū)域首

波聲越為接近，同時混凝土裂縫修補區(qū)域波幅和混凝土完好區(qū)域波

幅也越接近，都落在完好區(qū)域的三倍標準差內。

33

6沖擊回波法檢測

6.1檢測要點

6.1.1采集系統(tǒng)參數如：采樣頻率、采樣點數、電壓范圍、觸發(fā)電

平、延滯時間、濾波方式等。采樣頻率與采樣點數：采樣頻率的設

置必須保證在合適的分辨率基礎上，能對最大頻率的沖擊回波響應

信號進行記錄。

6.1.4由于沖擊回波儀每次沖擊得到的主頻峰值都有所差別，通過

單次的檢測很難得到該檢測的主頻峰值，因此需多次檢測，提取出

現次數最多的主頻峰值。本規(guī)程編制組通過多次檢測試驗，得到每

隊測點至少檢測30次，就能滿足檢測的要求。

檢測接收到的波形以及對應的振幅譜圖。在對波形的有效性進

行評價的過程中，檢查對應的表面波波形部分是否有正確的形狀，

以及對應結構的邊界多次反射的表面波周期振蕩。有效波形的幅值

有單一的主峰值頻率值?；炷两Y構測試的有效時間域波形及其對

應的振幅譜圖實例如圖6.1.4-1所示，采樣間隔為4μs，完整的波形(未

顯示)中包含的點數為2048。

圖6.1.4-1有效時間域波形及其對應的振幅譜圖

如果已獲得有效的波形和幅值譜，對其進行存儲。為證實結果

34

的準確性，重復進行測試。如果結果是可重復的和有效的，再進行

下一點測試。如果波形和振幅譜圖是無效的，檢查測試表面的灰塵

和碎片以及傳感器與測試面之間是否正確耦合。同時也要檢查沖擊

點是否平整，無灰塵，以及沖擊器的尺寸是否合適。重復測試，直

到獲得有效的波形和幅值譜。無效的沖擊回波測試結果實例如圖

6.1.4-2所示。波形中缺少周期性振蕩，振幅譜圖不包含有單一主頻

率峰值。

圖6.1.4-2無效的沖擊回波測試結果

由于沖擊回波法是通過介質振動傳播的，裂縫修補后，混凝土

結構變?yōu)榱嘶炷僚c修補材料組成的復合結構。產生的頻率除了原

有的混凝土振動產生的主頻峰值f，還有修補材料振動產生的高頻

峰值fg。隨著裂縫注漿填充修補深度的增加，修補材料產生的介質

振動會逐漸減小，因此這個高頻峰值是判定修補質量好壞的關鍵，

采集時也需要保存。

6.1.5為保證傳感器與混凝土測點表面緊貼，根據傳感器與混凝土

表面緊貼情況可采用耦合劑耦合。使用耦合劑可以使傳感器與混凝

土緊密結合在一起，傳感器能準確記錄混凝土質點的振動。因此在

實際測試時，傳感器與混凝土之間的耦合劑應當盡量薄。耦合劑同

35

時有一定的濾波作用，選擇耦合劑時不宜選用有很強濾波作用的材

料作為耦合劑。傳感器和混凝土之間是否使用耦合劑主要根據傳感

器的類型和工作原理確定。

6.2數據處理及結果判定

6.2.3按照理論分析，混凝土裂縫修補完好的主頻峰值應該和混凝

土完好區(qū)域的主頻峰值接近，并且混凝土裂縫修補區(qū)域僅出現一個

對應的頻率峰值f。

為了得到以上結論，本規(guī)程編制組，澆筑了2根混凝土梁，每

個混凝土梁上采用2mm鋼板預制了6個深度為15cm的裂縫，然后

采用封口膠及灌縫膠對混凝土梁裂縫進行修補工作。由于該裂縫是

鋼板預制處理的，裂縫為直縫，灌縫膠能全部擠入到裂縫中。檢測

預留完好混凝土區(qū)域和裂縫修補區(qū)域，提取頻率峰值，發(fā)現所有修

補后的裂縫主頻峰值和完好區(qū)域的主頻峰值幾乎一致。但實際工程

中，裂縫是成不規(guī)則的倒三角形，越到下面，裂縫越細。上述結論

還不足以說明問題。本規(guī)程編制組又澆筑了4組混凝土強度分別為

C30、C40、C50及C60每組數量50個一共200個的混凝土標準試

塊。澆筑完成后，先分別采集完好狀況下的主頻峰值。然后利用抗

剪試驗的原理，控制試驗機的力值，使混凝土試塊在中部產生裂縫。

利用封口膠及灌縫膠對其進行修補工作。然后再檢測修補以后的混

凝土試塊的主頻峰值。由于裂縫修補質量有好有壞，并不是每個試

塊都修補完全。因此本規(guī)程編制組，僅選取了修補以后主頻峰值與

完好試塊主頻峰值接近的混凝土試塊，進行鉆芯驗證。鉆芯結果表

明，該類試塊裂縫修補深度和原有裂縫深度幾乎一致。

36

實驗結果表明：當混凝土裂縫修補越好，混凝土裂縫修補區(qū)域

主頻率峰值fb與混凝土完好區(qū)域主頻率峰值fw就越接近，并且裂縫

修補越好，高頻峰值出現的也越少，部分實驗檢測中還沒有出現高

頻峰值，因此本規(guī)程編制組在該實驗現象的基礎上，通過后期數據

的回歸分析，得到了本規(guī)程規(guī)定的混凝土裂縫修補區(qū)域主頻率峰值

fb與混凝土完好區(qū)域主頻率峰值fw的相對誤差范圍，以及高頻峰值

和主頻峰值出現的次數，作為判定混凝土裂縫修補合格的依據。

6.2.4本規(guī)程編制組，另外澆筑了2根混凝土梁，每個混凝土梁上

采用2mm鋼板預制了6個深度為15cm的裂縫，用封口膠及灌封膠

對混凝土梁裂縫深度按10%、20%、30%、40%、60%、80%進行的

修補工作。同樣檢測預留完好混凝土區(qū)域和裂縫修補區(qū)域，提取頻

率峰值。

實驗結果表明：當混凝土裂縫修補不密實時，混凝土裂縫修補

區(qū)域與混凝土完好區(qū)域找出振幅譜圖中對應的頻域曲線主頻率峰值

f相差較大，混凝土裂縫修補區(qū)域對應的振幅譜中頻率峰呈不對稱

雙峰，或者混凝土裂縫修補區(qū)域振幅譜中頻率峰呈多峰形態(tài)，且主

頻峰值出現都不一致。在此基礎上，本規(guī)程編制組通過大量的實驗，

得到了本規(guī)程規(guī)定的混凝土裂縫修補區(qū)域主頻率峰值fb與混凝土完

好區(qū)域主頻率峰值fw的相對誤差范圍，以及高頻峰值和主頻峰值滿

足的條件，作為判定混凝土裂縫修補不合格的依據。

在實驗過程中，本規(guī)程編制組還得到了混凝土裂縫修補等級對

應的頻譜分布圖，如圖6.2.4所示。該頻譜分布圖可以作為現場檢測

人員大致判定修補質量的好壞，但后期仍然需要對主頻峰值進行計

算，按照規(guī)范正文表6.2.4進行判定。

37

表6.2.4混凝土修補質量等級判斷對應的頻譜分布圖

測試結果構件示意圖振幅譜示意圖等級

沖擊源接受傳感器

信號幅值

fwHz

完好區(qū)域/

頻率

沖擊源接受傳感器

信號幅值

fbHz

修補完好合格

頻率

沖擊源接受