(江苏)DGJ32/TJ79-2009 雷达法检测建设工程质量技术规程 含条文说明.pdf
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1、江苏省工程建设江苏省工程建设规程规程 DGJ J11424-2009 DGJ32/TJ79-2009 雷达法雷达法检测检测建设建设工程工程质量质量技术规程技术规程 Technical specification for testing construction quality by radar method 2009-04-22 发布发布 2009-06-01 实施实施 江苏省建设厅江苏省建设厅 审定审定 发布发布 江苏省工程建设江苏省工程建设规程规程 雷达法检测建设工程质量技术规程雷达法检测建设工程质量技术规程 DGJ32/TJ79-2009 J11424-2009 主编单位: 南京工业大学
2、 南京工大建设工程技术有限公司 批准单位: 江苏省建设厅 批准日期: 2009 年 4 月 22 日 前前 言言 经济的快速发展带动了建筑市场的异常繁荣,伴随着建筑面积的迅速 增加,其工程质量问题同样备受关注。雷达检测法以其快速、无损、抗干 扰能力强、能连续检测、检测结果直观等特点而日趋广泛地应用于建设工 程质量检测中。 根据江苏省建设厅关于印发的通知(苏建科200999 号)的要求,规程 编制组在前期相关科研的基础上,经广泛调查研究,认真总结实践经验, 参考有关国际标准和国外先进标准,开展专题研究、试验研究和典型工程 应用,并在广泛征求意见的基础上,制定本规程。 本规程的主要技术内容是:1.
3、总则;2.术语、符号;3.基本规定;4. 检测设备;5.结构层分层厚度检测;6.结构内部缺陷检测;7.混凝土内埋 钢筋检测;8.检测报告的编写。 本规程在使用过程中如发现需要修改或补充之处,请随时将意见反馈 至南京工业大学(南京市中山北路 200 号,邮政编码:210009),以供今 后修订时参考。 本规程主编单位、主要起草人: 主 编 单 位: 南京工业大学 南京工大建设工程技术有限公司 主 要 起 草 人: 陆伟东、 路宏伟、 刘金龙、 金孝权、 杨 放、 胡小林、 缪汉良、 赵 斌、 陈明珠、 顾 颖、 王旭东、吕德鹏、曹 华、余日华、刘忠诚 吴正文 目目 录录 1 总 则 . 1 2
4、术语、符号 . 2 2.1 术语 2 2.2 符号 4 3 基本规定 . 6 3.1 检测环境 6 3.2 参数选取 6 3.3 检测步骤 8 3.4 数据处理及图像分析 . 9 3.5 安全措施 10 4 检测设备 . 11 4.1 一般规定 11 4.2 雷达系统技术要求. 11 4.3 设备维护 12 5 结构层分层厚度检测 . 13 5.1 一般规定 13 5.2 结构层分层厚度检测 . 13 5.3 节能构造保温层厚度检测 . 14 5.4 评价方法 15 6 结构内部缺陷检测 . 17 6.1 一般规定 17 6.2 检测方法 17 7 混凝土内埋钢筋检测 . 19 7.1 一般规
5、定 19 7.2 检测方法 19 8 检测报告的编写 . 21 附录 A 检测记录表 . 23 附录 B 雷达系统校准方法 31 本规程用词说明 . 32 1 2 1 总总 则则 1.0.1 为规范雷达法在工程质量检测中的程序和方法,提高检测结果的可 靠性,特制订本规程。 1.0.2 本规程适用于采用雷达法进行结构层分层厚度检测(包括混凝土结 构层分层厚度检测和节能构造保温层厚度检测)、结构内部缺陷检测、混凝 土内埋钢筋检测等,地下管线的探测亦可参照本规程。 1.0.3 雷达法检测应委托具有相应资格的法定检测机构进行;检测人员应 进行专业技术培训并应具有相应的检测能力。 1.0.4 按本规程进
6、行雷达法检测时,除应遵守本规程的规定外,尚应符合 国家现行的有关规程的规定。 2 术语、符号术语、符号 2.1 术语术语 2.1.1 雷达法 Radar method 利用不同介质电磁属性和几何形态的差异,根据反射回波在波幅及波 形上变化的原理形成图像,并进行分析的方法。 2.1.2 天线阵雷达 Radar with antenna array 相同频率或不同频率的天线通过特定的天线合成器(雷达主机)组合 到一起工作的雷达系统。 2.1.3 雷达主机 Radar control unit 对采集信号进行控制、处理和存储的中心。 2.1.4 雷达图像 Radar diagram 显示扫描方向电磁
7、波信号差异的图像。 2.1.5 中心频率 Main frequency 天线通频带之间频率的算术平均。 2.1.6 垂直分辨率 Vertical resolution 雷达能够探测到的物体的垂向最小尺度。 2.1.7 平行分辨率 Parallel resolution 雷达能够分辨的物体的水平最小尺度。 3 4 2.1.8 天线走向 Antenna bearing 雷达天线沿测线运动的方向。 2.1.9 天线极化方向 Antenna polarization bearing 最大辐射方向上电场矢量端点运动的轨迹。 2.1.10 时窗 Time window 决定雷达系统对反射波信号取样的最大时
8、间范围。 2.1.11 扫描 Scan 雷达天线沿测线从开始到结束的一次单向运动。 2.1.12 扫描速度 Scans per second 单位时间内扫描的次数。 2.1.13 采样率(样点数/道) Samples per scan 垂直于检测面方向上一次扫描采集的信号点数。 2.1.14 介电常数 Dielectric constant 表征物质在外加电场下储存极化电荷的能力。 2.1.15 磁导率 Magnetic permeability 表征介质在磁场作用下产生磁感应能力的强弱。 2.1.16 电导率 Electrical conductivity 表征介质的导电能力。 2.1.17
9、 雷达探测深度 Radar detecting depth 雷达所能探测到的最深目标体信号的位置。 2.1.18 混凝土缺陷 Concrete defects 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 耐久性的孔洞、裂缝、不密实等。 2.1.19 滤波 Filter 利用频谱特征的不同压制干扰波,突出有效波的处理。 2.1.20 反滤波(反褶积) Deconvolution 去除雷达子波长度干扰影响的处理。 2.1.21 增益 Gain 对雷达波信号进行放大或补偿的处理。 2.1.22 偏移处理 Migration time domain 更好地反映探测目标真实位置的处理。
10、 2.2 符号符号 2.2.12 雷达系统性能参数符号 x空间分辨率; f天线中心频率; w时窗; Sp采样率。 2.2.1 雷达系统计算参数符号 c电磁波在真空中的传播速度,通常取 0.3m/ns; v电磁波在介质中的传播速度; 5 6 r 介质的相对介电常数; max h最大探测深度。 2.2.3 雷达系统统计参数符号 Hi 第 i 处结构层厚度检测值、保温层厚度检测值; Hm,i结构层厚度检测平均值、保温层厚度检测平均值; s结构层厚度检测值标准差、保温层厚度检测值标准差; Hc结构层厚度检测修正值、保温层厚度检测修正值; cm,i钢筋保护层厚度检测平均值; c11、c22第 1、2 次
11、钢筋保护层厚度检测值; cc钢筋保护层厚度修正值; si 第 i 处钢筋间距检测值; sm,i钢筋间距检测平均值; k钢筋间距检测值标准差; Cv变异系数。 3 基本规定基本规定 3.1 检测检测环境环境 3.1.1 检测过程中宜确保检测区域表面无颗粒杂物或障碍物,宜保持检测 表面平整。 3.1.2 检测过程中检测区域表面宜保持干燥,相对湿度宜小于 90%。 3.1.3 工作温度宜满足-10 50 C。 3.1.4 环境标准:IP64。 3.2 参数选取参数选取 3.2.1 天线中心频率的选定 1 天线中心频率可由下式选定: 150 r f x (3.2.1) 式中:x空间分辨率 (单位:m)
12、; r 材料相对介电常数; f天线中心频率(单位:MHz) 。 2 天线中心频率亦可根据不同的探测深度直接查表 3.2.1 确定。 7 8 3.2.1 探测深度与中心频率对应关系 深度/m 中心频率/MHz 0.4 2000 0.6 1600 0.8 1200 1.0 900 1.5 600 2.0 400 3.0 200 7.0 100 10.0 80 20.0 40 30.0 25 50.0 10 3 天线中心频率的选定应在满足探测深度的前提下, 使用较高分辨率 的天线,并考虑天线大小是否符合检测场地要求。 3.2.2 天线间距的确定 1 当采用分离式天线检测时, 发射天线与接收天线的间距
13、可由下式确 定: max 2 r h s (3.2.2) 式中:s发射天线与接收天线的间距(单位:m); max h最大探测深度(单位:m)。 2 当采用一体式天线检测时,发射天线与接受天线的间距是固定的。 3.2.3 时窗可由下式确定: max 2 1.3 h w v (3.2.3) 式中: w时窗(单位:ns) ; v雷达波在被测介质中的波速(单位:m/ns)。 3.2.4 采样率的选取 1 采样率可由下式估算: * -8 Spwf10 (3.2.4) 式中:Sp采样率。 2 在保证天线垂直分辨率前提下,并在仪器容许情况下,需经过不同 的实验,以达到最清晰的探测要求为准。 3.2.5 测量
14、轮分辨率=测量轮的周长/编码器旋转一周所产生的脉冲数。 3.3 检测步骤检测步骤 3.3.1 检测开始前,应标定地面反射波起始零点(雷达记录时间零点)。 3.3.2 检测开始前,根据检测环境和检测目的应正确而合理地布设测线。 3.3.3 检测开始前,应确保雷达采集系统可正常使用。 1 打开数据采集软件,可参考第 3.2 节选择天线种类、通道个数、驱 动程序;设置时窗大小、采样率、测量轮分辨率等参数; 2 根据实际检测条件,选用合适的参数增益标定。 9 10 3.3.4 采集系统正常工作后,可进行数据采集,采集的数据应通过接口实 时传输到指定存储设备,并可进行实时交换。 3.3.5 正式检测之前
15、,应对探测区域进行雷达波速校准。 3.3.6 数据采集过程中,天线应沿测线方向匀速移动,同步绘制雷达测线 图,并标记测线经过的特殊构筑物。 3.3.7 数据采集时,同类测线的数据采集方向宜一致。 3.3.8 数据采集时,在场地允许情况下,宜使用天线阵雷达进行网格状扫 描,多条测线辅助评定结果。 3.4 数据处理数据处理及及图像分析图像分析 3.4.1 数据处理前,应对数据进行重新组织,剔除与探测目标无关的数据, 同时进行相应的记录;合并因测线过长而造成的不连续数据。 3.4.2 应对采集的数据进行滤波处理。 1 根据探测的实际情况选择合适的滤波方式,滤波方式可选低通、高 通、带通滤波等; 2
16、首先, 根据不同的天线初选滤波参数; 其次, 对数据进行频谱分析, 得到较为准确的频率分布,设定滤波参数,进行滤波处理; 3 采集的数据应进行背景去噪处理。 3.4.3 根据实际情况,应对采集的数据进行适当的增益处理,增益方式可 选:线性增益、平滑增益、反比增益、指数增益、常数增益等。 3.4.4 根据实际情况,宜对采集的数据有选择地进行反滤波处理(反褶积 处理) 、偏移处理等。 3.4.5 应对图像进行增强处理。 1 应进行振幅恢复; 2 应将同一通道不同反射段内振幅值乘以不同权系数; 3 应将不同通道记录的振幅值乘以不同的权系数。 3.4.6 单个雷达图像分析步骤:确定反射波组的界面特征;
17、识别地表干扰 反射波组;识别正常介质界面反射波组;确定反射层信息。 3.4.7 雷达图像数据解释。 1 结合多个相邻剖面雷达图像,找到数据之间的相关性; 2 结合现场的实际情况, 将探测区域表面情况和实际探测图像进行比 对分析; 3 将探测得到的雷达图和经典的经过验证的雷达图比对分析。 3.5 安全措施安全措施 3.5.1 系统运行过程中,操作人员应背离天线直接辐射区域。 3.5.2 雷达仪在道路、高速公路、飞机跑道等特殊条件下工作时,应有适 当的交通管制及保护检测人员安全的相应措施。 11 12 4 检测检测设备设备 4.1 一般一般规定规定 4.1.1 雷达检测系统应具有产品合格证书,并在
18、其检定有效期限内使用。 4.1.2 雷达检测系统应具有图像表示的功能, 宜具有快速形成图像的功能。 4.1.3 雷达主机存储数据容量宜大于2G,但雷达主机不应具备修改功能。 4.1.4 雷达数据存储设备(电脑) 、雷达主机等的外接设备端口均应符合国 家相关规程。 4.1.5 系统正常工作时, 应保证天线电磁波发射符合国家相关规程的规定。 4.2 雷达雷达系统系统技术要求技术要求 4.2.1 雷达系统信噪比宜大于 120。 4.2.2 雷达系统信号稳定性变化宜小于 1%。 4.2.3 雷达系统时间校准因素的变化宜小于 2%。 4.2.4 雷达系统长期稳定性变化宜小于 3%。 4.2.5 雷达系统
19、测距误差宜小于 0.3%。 4.2.6 雷达系统时基精度宜小于 0.02% 。 4.2.7 雷达系统动态范围宜大于 120dB 。 4.2.8 雷达系统主机分辨率宜不大于 5psec。 4.2.9 雷达系统主机最大扫描速度宜大于 200 扫/秒。 4.2.10 雷达系统主机脉冲重复频率宜大于 100 kHz。 4.2.11 雷达系统主机采样率(采样点数/道)应大于 128。 4.2.12 雷达系统主机应能兼容所有频率的天线。 4.2.13 天线阵雷达可以探测多层钢筋网, 一次探测可以得到 3 张或 4 张雷 达图,实现对被测区域不同深度、不同精度的多方位探测。 4.3 设备维护设备维护 4.3
20、.1 新购雷达仪器或系统经过大修、长期停用后再投入正式使用前,必 须重新检定。 4.3.2 雷达在使用、运输和保管过程中应注意防水、防潮、防曝晒和防剧 烈震动等。 13 14 5 结构结构层层分层分层厚度检测厚度检测 5.1 一一般规定般规定 5.1.1 本章适用于检测结构层分层厚度;同时适用于检验带有保温层的建 筑外墙其节能构造是否符合设计要求。 5.1.2 雷达法检测外墙节能构造保温层质量应在外墙施工完后、节能分部 工程验收前进行。 5.2 结构层分层厚度检测结构层分层厚度检测 5.2.1 按第 3.4 节给出的反射层界面识别的一般步骤可确定结构层分层界 面。 5.2.2 通过已知目标深度
21、法可得到材料的相对介电常数,可通过取芯方法 得到结构体高度 h 和电磁波在结构体中的双程传播时间 t 的关系,按公式 5.2.4 可计算得到材料的相对介电常数。 22 2 22 4 r cc t vh (5.2.2) 5.2.3 材料的相对介电常数亦可直接查表 5.2.3 得到。 表 5.2.3 常见材料的电磁属性表 材料 空 气 水 铁 冰 干砂 湿砂 沥青 干混 凝土 湿混 凝土 相对介 电常数 1 81 300 34 35 2535 35 410 10 20 波速 (m/ns) 0.3 0.0 33 - 0.15 0.17 0.13 0.17 0.055 0.06 0.13 0.17 0
22、.09 0.15 0.07 0.09 5.3 节能节能构造保温层厚度检测构造保温层厚度检测 5.3.1 按第 3.4 节给出的发射层界面识别的一般步骤可确定保温层与结构 层的分层界面。 5.3.2 保温材料的相对介电常数可直接查表 5.3.2 得到。 表 5.3.2 常见材料的电磁属性表 材料 空气 聚苯乙烯 聚氯乙稀 相对介电常数 1 2.42.6 35 波速(m/ns) 0.3 0.1860.914 0.1340.173 15 16 5.4 评价方法评价方法 5.4.1 根据确定的分层界面得到电磁波在结构层(或保温层等)中的双程 传播时间 t 和材料的相对介电常数 r ,根据公式 5.4.
23、1-1、5.4.1-2 可求出各 结构层(或保温层)厚度 H: / r vc (5.4.1-1) 1 2 H =vt (5.4.1-2) 5.4.2 取十个典型数据,将这十个数据的算术平均值定义为结构层分层厚 度,可按公式 5.4.2-1 计算,并可按公式 5.4.2-3 对检测结果进行评估;采用 表 A.0.1 记录结构层分层厚度检测结果; 采用表 A.0.2 记录保温层厚度检测 结果。 1 , () n ic i m i HH H n (5.4.2-1) 2 , 1 () n icm i i HHH s n (5.4.2-2) ,m i s Cv H (5.4.2-3) 式中:Hi第 i
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