雷达法检测混凝土构件作业指导书

雷达法检测混凝土构件作业指导书

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1 使用范围

适用于混凝土结构的结构层厚度及内部缺陷检测。由于重金属物质或钢筋过密均会对电磁波造成干扰甚至屏蔽，所以本方法不适用于含有重金属物质或配筋过密的混凝土结构检测。目前配备有2种频率的天线：1600MHz天线适用于探测深度在0～0.6m，600MHz天线适用于探测深度在0.6～2.0m。

2 编制时参考

（1）产品说明书

（2）《雷达法检测建设工程质量技术规程》DGJ32/79-2009

3 检测仪器和设备

3.1本项目采用的雷达设备系统由雷达数据采集软件K2FastWave系统以及 RIS 天线系统组成。硬件配

置如下：DAD 控制单元1台、网络电缆1根、电池电缆1根、电池包2组、600MHZ天线1台、1600MHZ 天线1台、配套组件和线缆1套以及笔记本电脑1台。

（1）DAD 控制单元

DAD 控制系统直接和天线相连，它是可以把采集到的雷达数据进行数字化处理的控制单元。具有以下接口：Lan Port、Battery Port、Wheel Port和ANT.1-ANT.2。其中Lan Port和笔记本电脑相连接、Battery Port与电池相连接、Wheel Port与测量轮位置传感器相连接、ANT.1-ANT.2则与雷达天线系统相连接。DAD控制单元如图 3.2 所示：

图3.1 DAD控制单元及接口

ANT.1-ANT.2 两个天线接口并不完全相同，ANT.1 是 19 针的接口而 ANT.2则是 11 针的接口，使用单个天线的时候，直接采用 11 针电缆连接到 ANT.2 接口之上。当采用天线阵也就是同时采用两个不同频率的天线，则需要使用到 ANT.1接口，这时需要一根转接线进行接口转换。

（2）探地雷达天线系统

本试验在浅层探测方面采用1600MHZ的天线系统。深层探测方面采用600MHZ的天线系统。在同时进行深层和浅层检测方面则采用600+1600MHZ天线阵系统。

图3.2 1600MHz天线系统图3.3 600MHz天线系统图3.4 600+1600MHz天线阵

3.2仪器设备每年进行一次全面检修和调试，计量设备按有关规定定期进行检定或校准，其技术性能指

标应符合有关的规范、规程、规定的要求。仪器有严格的使用、检查、维修、检定等记录。

4 抽样要求

4.1应依据规范要求，并由监理（建设）、施工及设计等各方根据结构构件的重要性及实际检测环境等因

素，研究决定哪些混凝土构件截面尺寸或内部缺陷的检测不适宜采用常规检测方法，而选择采用雷达法

4.2混凝土构件的抽检数量及抽检部位，应参考常规检测方法中标准规范的要求。

4.3应清除受检构件混凝土表面的杂物，并用磨石将表面浮浆等不平整处打平。

5 检测实施要求

5.1检测前宜具备下列资料：

（1）工程名称及建设、设计、施工、监理单位名称；

（2）结构或构件名称以及相应的设计图纸资料；

（3）混凝土构件中是否含有重金属成分的物质；

（4）检测部位钢筋设计规格、设计保护层厚度、结构构件中是否有预留管道、金属预埋件等；

（5）必要的施工记录等相关资料；

（6）检测原因。

5.2根据钢筋设计资料，确定检测区域钢筋的可能分布状况，并选择适当的检测区域，拟定雷达扫描方

案。检测面宜为混凝土表面，应清洁、平整、并避开金属预埋件。

5.3对于具有饰面层的构件，其饰面层应清洁、平整，并与基体混凝土结合良好。饰面层主体材料以及

夹层均不得含有金属。对于含有金属材质的饰面层，应进行清除。对于内部构造复杂的混凝土构件应进行足够的实验室验证后方可进行检测。

6 检测实施方法

6.1连接检测设备：

（1）根据实际检测需要选择天线系统，并固定测距轮，将测距轮电缆连接到天线；

（2）将选用的天线系统连接上DAD控制单元；

（3）通过网络电缆将DAD控制单元与装有K2-FW采集软件的笔记本电脑连接；

（4）通过电池电缆将DAD控制单元与电池连接；

（5）开启DAD控制单元电源开关，开启笔记本电脑中的K2-FW采集软件；

（6）通过软件连接指示灯效验设备连接情况，保证所有设备有效连接并可以正常使用；

（7）根据选择的天线系统，在采集软件进行天线驱动的选择和初始参数设置。

6.2参数校准：

（1）选择与受检混凝土构件材质相同的材料进行扫描，通过软件对天线进行增益标定；

（2）选择与受检混凝土构件材质相同，并可以通过常规检测方法确定截面厚度的构件进行扫描，将扫描结果与常规实测结果对比，在采集软件中重新设置针对该材质构件的波速参数，然后重新进行增益标定；

6.3根据雷达扫描方案对选定的检测区域进行网格划分，将网格划分参数输入采集软件。

图6.1 检测区域网格划分示意图

6.4根据该雷达产品的操作说明，对受检混凝土构件进行扫描并采集数据。扫描过程中要保持天线底面

紧贴受检构件表面，保持测距轮紧贴受检构件表面且不受干扰正常滚动，保持天线沿网格划分中的直线

6.5当遇到下列情况之一时，应选取合适的构件区域，采用钻孔，剔凿等方法验证。

（1）认为钢筋分布对检测结果有影响；

（2）大量受检混凝土构件中存在类似缺陷的显示；

（3）构件实测尺寸与设计有较大偏差；

（4）混凝土材质不均匀，不同构件或同一构件的不同区域有较大差异。

7 数据处理及图像分析

7.1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。

7.2选用与设备配套的后处理软件GRED HD对采集数据进行后期处理。

7.3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。

7.4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。

7.5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。

7.6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。

7.7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。

7.8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。

8 技术及判定

8.1雷达检测的基本原理：

图8.1 雷达检测原理图

8.2根据上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，以此确定构件结构层厚度。如

图8.2所示，图像中三处明显的波峰即为混凝土构件与空气分界面在雷达灰度图中的显示。

8.3根据上节的数据处理与图像分析步骤进行数据处理并分析解读图像信息，可得到钢筋间距、保护层

中的显示。

图8.2 结构层分层界面雷达灰度图

8.4单通道雷达检测缺陷

（1）根据孔洞缺陷典型图像识别孔洞位置、分布；

（2）根据裂缝缺陷典型图像特征识别裂缝位置、分布；

（3）根据不密实缺陷典型图像特征判定不密实区；

（4）检测过程中，对可能出现缺陷的检测区域应进行测线加密，重复检测，通过多条测线数据结合进行解释。

如图8.3所示，图像中几处不规则位置的高亮波峰即为混凝土构件内部的缺陷在雷达灰度图中的显示。

图8.3 混凝土结构内部钢筋及缺陷雷达灰度图

8.5天线阵雷达检测缺陷

（1）天线阵雷达一次检测可采集多组数据，经过数据处理后可得到雷达灰度剖面图对比图像，分析比较相同水平位置不同雷达图像的异常特征判定缺陷位置。

（2）应使用天线阵对疑似目标物周围进行高密度扫描，采用多通道数据结合进行解释。

9 检测报告

9.1报告编写前，应进行全面资料整理，保证最终成果的质量。

9.2检测报告的编写和技术成果的整理，应区别工程类型、规模大小、繁简程度、专业特点、实施方法

等情况分别对待。

9.3检测报告应至少包括以下内容，并应参考《建设工程质量检测规程》DGJ32/J21-2009的规定。

（1）工程概况：工程依据、目的和要求；地理位置和地形条件；开竣工日期、实际完成工作量等；

（2）探测技术措施：作业的规程依据；探测仪器与检测方法；

（3）现场检测情况：日期、天气、异常现象、环境情况和明显缺陷情况；

（4）质量评定；

（5）结论与建议；

（6）附图与附表。

注：小型工程的报告书可以从简，或采用表格形式。

9.4 检测报告应突出重点、文理通顺、表达清楚、结论正确。报告书必须打印盖章。

10 附录

10.1结构层厚度检测记录表；

10.2保温层厚度检测记录表；

10.3钢筋间距检测记录表；

10.4钢筋保护层厚度检测记录表；

10.5缺陷记录表。