福建省工程建设地方标准 DB文档格式.docx
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本规程由福建省住房和城乡建设厅负责管理，福建省抗震防灾技术中心负责具体技术内容的解释。
本规程在执行过程中如有意见或建议，请寄送福建省住房和城乡建设厅建筑节能与科技处（地址：
福州市北大路242号，邮编：
350001）和福建省抗震防灾技术中心（地址：
福州市卧湖路38号，邮编：
350001）
本规程主编单位：
福建省建筑科学研究院等
本规程参编单位：
本规程主要起草人员：
浦沪军等
本规程主要审查人员：
目录
1总则8
2术语、符号9
2.1术语9
2.2符号10
3检测仪器12
3.1一般规定12
3.2雷达系统技术要求12
3.3校准与保养13
4检测技术14
4.1一般规定14
4.2参数选取14
4.3检测步骤16
4.4数据处理及图像分析17
5结构层分层厚度检测21
5.1适用范围21
5.2相对节电常数的确定21
5.3结构层厚度评价方法22
6结构层内部缺陷检测24
6.1适用范围24
6.2检测方法24
6.3缺陷判定方法24
7混凝土内钢筋检测26
7.1适用范围26
7.2检测方法26
7.3检测结果判定26
8检测报告28
附录A检测记录表29
Contents
1GeneralPrinciple7
2TermsandSymbols8
2.1Terms8
2.2Symbols8
3TestingInstrument11
3.1GeneralRequirements11
3.2TechnicalRequirements11
3.3VerificationandMaintenance12
4TestTechnology13
4.1GeneralRequirements13
4.2Parameterselection13
4.3Teststeps16
4.4Dataprocessingandimageanalysis17
5Measurementonthicknessofconcrete20
5.1Scopeofapplication20
5.2Determinationofrelativedielectricconstant20
5.3Evaluationmethodofstructurallayerthickness21
6Measurementoninnerflawofconcrete23
6.1Scopeofapplication23
6.2testmethod23
6.3Defectdeterminationmethod23
7MeasurementonSteelBarsofConcrete25
7.1Scopeofapplication25
7.2testmethod25
7.3Detectionresultdetermination25
8TestReport27
AppendixATestingRecord28
1总则
1.0.1为规范雷达法检测混凝土结构工程质量的程序和方法，提高检测结果的精度和可靠性，制定本规程。
1.0.2本规程适用于采用雷达法进行混凝土结构层分层厚度检测、结构内部缺陷检测、混凝土内埋钢筋检测等。
1.0.3雷达法的检测人员应通过专项培训并持有相应的资格证书。
1.0.4雷达法检测混凝土结构质量，除应符合本规程外，尚应符合国家、行业和福建省现行有关标准的规定。
（条文说明）
1.0.1本条阐述了规程的编制目的。
制定本规程的目的，是为了规范雷达法这一新兴的无损检测方法在混凝土结构工程质量检测中的程序和方法，提高检测结果的可靠性，从而更好地促进该方法的应用和推广。
1.0.2本条规定了规程的适用范围。
目前较为成熟的检测范围有：
结构层分层厚度检测（包括混凝土结构层分层厚度检测）、混凝土结构内部缺陷检测、混凝土内埋钢筋检测等；
其他相关的探测亦可参照本规程的步骤进行。
1.0.3本条规定了雷达法检测的执行机构，以及对具体检测人员的要求。
1.0.4阐述了本规程与其他相关规程的关系。
应遵守协调一致、互相补充的原则，即无论是本规程还是其他相关规程，在进行雷达法检测时都应遵守，不得违反。
2术语、符号
2.1术语
2.1.1雷达法Radarmethod
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雷达主机Radarcontrolunit
对采集信号进行控制、处理和存储的中心。
2.1.3天线阵雷达Radarwithantennaarray
相同频率或不同频率的天下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。
2.1.4雷达图像Radardiagram
显示扫描方向电磁波信号差异的图像。
2.1.5中心频率Mainfrequency
天线通频带之间频率的算术平均。
2.1.6垂直分辨率Verticalresolution
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Parallelresolution
雷达能够分辨的物体的水平最小尺度。
2.1.8天线走向Antennabearing
雷达天线沿测线运动的方向。
2.1.9时窗Timewindow
决定雷达系统对反射波信号取样的最大时间范围。
2.1.10扫描Scan
雷达天线沿测线从开始到结束的一次单向运动。
2.1.11扫描速度Scanspersecond
单位时间内扫描的次数。
2.1.12采样率（样点数/道）Samplesperscan
垂直于检测面方向上每个采样周期的采样点数。
2.1.13（相对）介电常数（relative）Dielectricconstant
表征物质在外加电场下储存极化电荷的能力。
2.1.14雷达探测深度Radardetectingdepth
雷达所能探测到的最大目标体信号的深度。
2.1.15混凝土缺陷Concretedefects
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、空洞、裂缝、不密实区或夹杂泥沙、杂物等。
2.1.16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。
2.1.17反滤波（反褶积）Deconvolution
去除雷达子波长度干扰影响的处理。
2.1.18增益Gain
对雷达波信号进行放大或补偿的处理。
2.1.19偏移处理Migrationtimedomain
更好地反映探测目标真实位置的处理。
2.2符号
——结构混凝土中的P波波速（简称波速）；
——混凝土中P波的表观速度；
——P波在混凝土中传播的表观速度计算值；
——最大期望系统误差；
——频率的系统误差；
——P波波速的系统误差；
——检测部位混凝土构件设计厚度对应主频率峰估算值；
——振幅谱中构件厚或缺陷对应的频率值；
——混凝土立方体试块抗压强度；
H——构件的设计厚度值；
——混凝土结构构件的厚度或缺陷估计位置；
——构件横截面形状系数；
——传感器之间的距离；
——传播时间差；
——为振幅谱中的频率间隔；
——采样间隔时间。
条文说明：
2.1术语
本节所列出的术语一般为其在本规程中出现时，其含义需要加以界定、说明或解释的重要词汇。
尽管界定和解释术语时考虑了术语的习惯和通用性，但理论上这些术语仅在本规程中有效，列出的目的主要是防止出现错误理解。
当本规程列出的术语在本规程以外使用时，应注意其可能含有与本规程不同的含义。
2.2符号
本节所给出的符号可分为三类：
雷达系统性能参数符号、雷达系统计算参数符号、雷达系统统计参数符号；
雷达系统性能参数符号、雷达系统计算参数符号大部分与有关规程一致。
雷达系统统计参数符号主要用来配合计算，多数仅从本规程的角度赋予其涵义。
3检测仪器
3.1一般规定
3.1.1雷达检测系统应具有制造商的产品合格证书，在仪器的明显位置上应有下列标志：
名称、型号、制造厂名（或商标）、出厂编号、出厂日期等，
3.1.2雷达仪应经过检定、校准或比对试验，并在有效期限内使用。
3.1.3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。
3.1.4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。
3.1.5雷达系统宜在温度为-10℃～50℃范围内工作使用。
3.1.6用于连接主机和天线的电缆应连接紧密，且应具有屏蔽功能。
3.1.1～3.1.5本条规定了雷达设备的基本要求。
3.1.6雷达系统启动后，发射天线背离被检测区域时可能影响正常通讯，甚至可能对人体造成伤害，故应保证天线具有屏蔽功能，且电磁波发射符合国家相关规程。
3.2雷达系统技术要求
3.2.1雷达系统信噪比宜大于120dB；
3.2.2系统增益不低于150dB；
3.2.3模/数转换不低于16位；
3.2.4信号迭加次数可选择；
3.2.5采样间隔一般不大于0.5ns；
3.2.6实时滤波功能可选择；
3.2.7具有点测与连续测量的功能；
3.2.8具有手动或自动位置标记功能；
3.2.9具有现场数据处理功能；
3.3校准与保养
3.3.1当遇有下列情况之一时，雷达仪应经过的检定、校准或比对试验：
1雷达系统长期停用后重新启用前；
2超过检定（校准）有效期；
3更换零部件和传感器；
4维修后；
5对测试结果有怀疑时。
3.3.2雷达系统的检定（校准或比对试验）有效期宜为1年。
3.3.3应根据仪器的特点制定核查规程确保仪器的稳定性和准确性，在检测前、后，应在已知板厚和缺陷位置的混凝土预制板上对雷达仪仪进行功能核查。
3.3.4雷达系统应按以下要求进行定期检查和保养：
1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。
2雷达主机、天线、电缆应定期清洁；
3当仪器长时间不用时，应将电池定期充电。
3.3.5雷达检测仪使用完毕后应关闭检测分析仪电源，清除仪器上的污垢、灰尘，将主机和天线等放入仪器箱，平放在干燥阴凉处。
3.2.1～3.2.2对冲击回波检测仪进行校准是为保证其在标准状态下进行检测，仪器的标准状态是统一仪器性能的基础，是冲击回波检测的关键所在，只有使冲击回波检测仪处于标准状态，才能保证检测结果的可靠性，一般情况下仪器校准周期为1年。
目前，雷达仪在法定计量单位无法进行检定或校准，故检测机构可进行试验室间比对试验，以试验结果进行每年的仪器校准和平常现场检测前后验证仪器是否运行稳定的依据。
3.2.3检测机构制作一定强度等级的钢筋混凝土预制板块且预埋缺陷作为校准雷达仪标准块，在进行现场检测前后验证仪器显示的雷达波形图在现场检测前后是否一致，以确保仪器的稳定性和可靠性。
3.2.4～3.2.5冲击回波检测仪使用完毕后，日常应及时清理表面灰尘以保护扫描头的电子元器件和传感器免受磨损，一般可规定一季度定期对整台仪器全部清洁保养一次。
4检测技术
4.1一般规定
4.1.1检测前宜取得下列有关资料：
1工程名称及设计、施工、监理和建设单位名称；
2被测结构的设计图纸、施工记录等资料；
3调查被测结构物现状、存在的质量问题、环境条件；
4委托检测原因。
4.1.2被检测结构或构件的混凝土应符合下列规定：
1检测过程中宜确保检测区域表明无颗粒杂物或障碍物，宜保持检测表面平整。
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龄期不应少于14d；
4.1.3检测过程中，应做好检测位置标记。
4.1.1～4.1.3现场工程检测之前，应进行必要的资料准备，尽可能的全面了解有关原始记录和资料，为正确选择检测方案和检测构件厚度及内部缺陷打下基础。
4.2参数选取
4.2.1天线中心频率的选定
1天线中心频率可由下式选定：
（4.2.1-1）
式中：
——空间分辨率（单位：
m）；
——材料相对介电常数；
——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4.2.1确定。
表4.2.1探测深度与中心频率对应关系
深度/m
中心频率/MHz
混凝土结构垂直分辨率m
0.4
2000
0.011～0.019
0.6
1600
0.014～0.023
0.8
1200
0.019～0.031
1.0
900
0.025～0.042
1.5
600
0.038～0.063
2.0
400
0.056～0.094
3.0
200
0.113～0.188
7.0
100
0.225～0.375
3天线中心频率的选定应在满足探测深度的前提下，使用中心频率较高的天线，并考虑天线大小是否符合检测场地要求。
4.2.1天线中心频率选择的正确与否直接影响到工程探测的效果，因此正确而合理地选择天线中心频率至关重要。
1不同频率天线的探测深度、分辨率不同；
天线频率越高，其探测分辨率越高，探测深度越小，即天线频率与分辨率成正比，与探测深度成反比，应根据实际工程中具体的探测深度选择合适的天线中心频率。
2表3.2.1给出了的探测深度与天线中心频率的关系，根据工程中需要探测的深度可直接查表3.2.1得到天线中心频率。
关于探测深度和天线频率之间的关系，毫无疑问，介质对探测深度有较大影响，高衰减介质中的探测深度肯定比低衰减介质中的探测深度要浅。
表3.2.1给出的是一个低衰减区探测深度的经验值，在高衰减区探测的深度相对的减小一些，混凝土中的探测情况基本上符合表3.2.1。
4.2.2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可由下式确定：
（4.2.2）
——发射天线与接收天线的间距（单位：
——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。
4.2.2当采用分离式天线时，偶极天线的发射、接收增益在临界角方向最强。
为了使目标物产生最大耦合，使折射聚焦峰值指向要探测的最大深度，天线间距的选择应使最深目标体相对于发射天线和接收天线的张角为临界角的两倍。
4.2.3时窗由下式确定
（4.2.3）
——时窗（单位：
ns）；
——雷达波在被测介质中的波速（单位：
m/ns）；
——时窗调整系数，一般取1.5～2.0；
4.2.3时窗决定了雷达系统对反射回来的雷达波信号取样的最大时间范围，决定了可显示于图像上的雷达探测范围。
一般选取探测深度h为目标深度的1.5倍；
时窗增大50%～100%是为了考虑实际电磁波速度变化、目标体深度变化所留余量。
4.2.4采样率的选取
1采样率可由下式估算：
（4.2.4）
——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。
4.2.4采样率的选取前提是保证天线较高的垂直分辨率。
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，使采样率能够适应探测的要求，以达到最清晰的探测目的为准。
4.3检测步骤
4.3.1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）。
4.3.2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。
4.3.3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。
4.3.4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。
4.3.5正式检测之前，应对探测区域进行雷达波速校准。
4.3.6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。
4.3.7数据采集时，同类测线的数据采集方向宜一致。
4.3.8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。
4.3.1检测开始前，标定的雷达记录时间零点可以更好地定位被检测部位，以便后期与实际情况进行校对分析。
4.3.2检测开始前，根据检测环境和检测目的合理布设测线，可沿检测区域纵向或横向布置间距为100~1000mm的测线，并可依次编号。
4.3.3检测开始前，采集软件应进行正确合理的参数设置，根据具体检测要求应选择合适的通道个数（1、2、4个不等），并选择相应的驱动程序；
根据不同的检测条件，可选择适当的参数增益标定，包括手动增益和自动增益等。
4.3.4检测开始前，应通过设置接口协议，使电脑与主机连接完好，使雷达采集数据可以实时传输到电脑中。
4.3.5本条的目的是确保可以得到较准确的目标体深度，雷达波速主要与检测区域介质类型和区域含水率等参数有关。
4.3.6天线移动速度主要受雷达主机性能、道间距、采样率等参数的影响，扫描速度一定程度上代表了天线的移动速度，一般情况下，扫描速度越大，那么在相同道间距和采样率设置下，雷达天线的移动速度可以越大，天线移动速度因不同型号雷达性能不同而有所差异。
雷达数据采集过程中，标记测线经过的特殊构筑物是为了方便后期雷达图像的分析比较。
4.3.7本条的目的是便于后期成图、资料的对比和解释。
4.3.8本条建议检测人员宜采用天线阵雷达对探测区域进行网格状扫描，通过三维模块分析，减小检测误差。
4.4数据处理及图像分析
4.4.1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。
4.4.2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。
4.4.3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。
4.4.4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。
4.4.5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。
4.4.6单个雷达图像分析步骤：
确定反射波组的界面特征；
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。
4.4.7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。
4.4.1本条主要是针对原始数据中可能出现的错误操作、遗漏或多余数据而进行的操作。
数据处理前，应剔除因天线未放好或天线移动过程中采集的数据。
4.4.2垂直带通滤波可保留最低频率与最高频率间的数据，滤去其余数据；
垂直低通滤波参数可保留该频率以下数据，滤去其余数据；
垂直高通滤波参数可保留该频率以上数据，滤去其余数据；
背景去噪的目的是去除噪音干扰。
4.4.3本条的目的是将深部弱信号进行放大，浅部强信号进行压制。
根据不同的处理要求可选择合适的增益处理，增益处理方式包括：
4.4.4根据实际情况，宜对数据有选择地进行反滤波处理（反褶积处理）、偏移处理等；
由于雷达记录是雷达子波与介质反射系数的褶积，而不是直接的反射系数序列，故宜进行去掉雷达子波长度影响的反褶积处理；
将雷达记录中每个反射点移到其原来位置的处理即为偏移归位处理，经过偏移处理的雷达剖面可反映目标体的真实位置。
4.4.5图像应进行增强处理。
1由于介质对电磁波的吸收和反射波的波前扩散导致了电磁波在时间轴上有衰减，这时应进行振幅恢复。
2平均振幅的计算：
各通道平均振幅的算术平均；
权系数的计算：
n个通道（n应为奇数）平均振幅的倒数，该类计算现可由程序自动完成；
其中第二条是为保持通道内均衡，第三条是为保持通道间均衡。
4.4.6单个雷达图像分析步骤可归纳如下：
1根据反射波组的波形和强度特征对同相轴进行追踪以
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