雷达法检测混凝土构件质量技术规程

PAGE11总则1.0.1为规范雷达检测技术在混凝土构件施工质量检测中的程序、方法和数据处理，提高检测结果的可靠性，特制订本规程。条文说明：雷达法检测技术在实际工程中已得到了广泛使用，雷达法为无损检测方法，为在混凝土结构检测中正确使用雷达法、提高检测操作及分析的合理性、科学性、有效性和可靠性，更好地促进该方法的应用和推广，制定本规程。1.0.2本规程适用于雷达法检测混凝土构件中的钢筋数量及位置、混凝土密实性和混凝土构件的截面几何尺寸、内部埋设物。条文说明：本条规定了本规程的适用范围。目前较为成熟的检测项目有：混凝土构件中的钢筋数量及位置，混凝土结件截面尺寸（含变截面、分层厚度）、混凝土构件内部缺陷及混凝土内埋设物的检测（如预埋管线）。1.0.3雷达法检测混凝土构件施工质量除应符合本规程的规定外，尚应符合国家、行业和重庆市现行有关标准的规定。条文说明：阐述了本规程与国家、行业及重庆市其他标准的关系。需遵守协调一致、互相补充、避免技术冲突的原则，雷达法检测时应符合本规程的规定外，尚需符合国家现行相关技术标准（如《建筑结构检测技术标准》GB/T50344、《混凝土结构现场检测技术标准》GB/T50784等）的规定。

2术语与符号2.1术语2.1.1雷达法groundpenetratingradarmethods利用不同介质电磁波阻抗和几何形态的差异，在时间或空间坐标系内获得不同频率、波幅及波形特征的反射回波图像，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（设备）。2.1.3雷达天线radarantenna雷达用来辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。2.1.4中心频率mainfrequency频带的上限与下限频率的几何平均值。2.1.5垂直分辨率verticalresolution雷达能够分辨的物体的垂直于检测面方向上的最小尺度。2.1.6水平分辨率horizontalresolution雷达能够分辨的物体的平行于检测面方向上的最小尺度。2.1.7时窗range雷达系统对反射波信号取样的时间范围。2.1.8采样率（采样点数/道）samplesperscan垂直于检测面方向上一次扫描采集的信号点数。2.1.9采样间隔（道间距）sampleinterval测线方向上相邻两道数据的距离。2.1.10介电常数dielectricconstant物质在外加电场下储存极化电荷的能力。2.1.11雷达探测深度radardetectingdepth雷达所能探测到的最深目标物有效信号的位置。2.1.12增益Gain对雷达波信号进行放大或补偿的处理。2.1.13时域偏移处理Migrationtimedomain时域内对散射目标进行归位的处理。2.1.14天线辐射角度antennaradiationangles某一极化方向上雷达天线可探测扇形范围的夹角。2.1.15测区testzone在一个待检混凝土构件表面上，按检测项目的要求，随机布置的一个或若干个检测区域。2.1.16测点testpoint在一个检测区内，按检测方法的要求，随机布置的一个或若干个检测点。2.1.17测线testline在一个检测区内，按检测方法的要求，沿特定方向布置的连续检测点。2.2符号2.2.1性能参数符号x——垂直分辨率；f——天线中心频率；w——时窗；Sp——采样率。2.2.2计算参数符号c——电磁波在真空中的传播速度，取0.3m/ns；v——电磁波在介质中的传播速度；——介质的相对介电常数；——最大探测深度。

3雷达检测设备及参数选择3.1雷达检测设备3.1.1雷达检测系统应具有产品合格证书，并在其校准有效期限内使用。3.1.2雷达主机、数据存储设备、外接设备端口及天线电磁波发射等均应符合国家相关规程的规定。3.1.3雷达检测系统及其附件应满足性能稳定、构件牢固可靠、防潮、抗震和绝缘性能良好的要求。3.1.4雷达系统主要性能及技术指标应符合下列规定：1系统信噪比宜大于110；2系统增益不应小于150dB；3系统应具有可选的信号叠加、时窗、实时滤波、增益、点测或连续测量、位置标记和定位等功能；4系统信号稳定性变化宜小于1%；3系统时间校准因素的变化宜小于2%；4系统长期稳定性变化宜小于3%；5系统测距误差宜小于0.3%；6系统时基精度宜小于0.02%，计时误差不应大于1.0ns。7系统主机分辨率不宜大于5ps；8系统主机最大扫描速度不宜小于100扫/秒；9系统主机脉冲重复频率不宜小于100kHz；10系统A/D转换的动态位数不应低于16位；11应有多种天线可供选择；12实时监测与显示应具有多种可供选择的方式；13雷达设备外壳防护等级不应低于IP54。条文说明：雷达法为间接检测方法，设备部件较多，受设备稳定性、连接可靠性等多因素影响，因此，雷达检测系统的使用应在其校准有效期内使用；同时为保证检测数据的有效性，规定了仪器设备应具备的基本条件。为确保雷达系统技术检测指标的精度和有效性，雷达检测系统宜符合下列规定：1信噪比检测：将雷达天线放在方形钢板上，钢板尺寸应至少是天线尺寸的4倍以上。开启雷达设备，记录下100个反射波波形，利用如下公式评价其信噪比水平：信噪比水平体现在这100条反射波波形上，取此100条波形的平均水平作为信噪比水平。其中，噪音水平取一半时间窗口（例如：若1G赫兹天线时间窗口为20ns时，取10ns）时钢板反射波波幅；信号水平取金属板反射波波幅。2信号稳定性检测：同信噪比检测。记录下信号采集时100个反射波波形。利用如下公式评价其信号稳定性：式中：K为信号稳定性水平；Amax为100个反射波幅中的最大值；Amin为100个反射波幅中的最小值；Aavg为100个反射波幅的平均值。3时间校准因素的变化——同信噪比检测。记录下雷达反射波形，测量出天线到钢板之间的距离。通常选用雷达检测系统时间窗口的15%、30%、50%所对应的不同反射距离进行检测。把从发射波到钢板这段距离的电磁波传播时间定义为t1（这里的下标1代表检测位置1处），利用如下公式评价其时间校准因素的变化：其中：Tk为时间校准因素的变化水平；；；；t2和t1之间，t3和t2之间的差别是由空气直达波造成的，Ci是i与i+1两位置的变化。4长期稳定性检测：同信噪比检测。开启雷达系统使其连续工作2小时，每间隔1分钟采集1次数据，共可得到120个波形，经过一段时间后反射波幅可保持一致，利用如下公式评价其长期稳定性：式中：Kt为长期稳定性检测水平；A20为从20分钟到120分钟检测所得波形波幅；Amax为从20分钟到120分钟检测所得波形的最大波幅。5雷达系统测距误差越小，表示其对尺寸测试结果精度越高，雷达法检测结果测试误差受相对介电常数影响及所选用的天线影响较大，该误差标准适用于中心频率大于200MHz天线测试结果。6雷达系统时基精度即设备自身时间基准的精度，其影响电磁波传播走时，进而影响测距精度，时间基准精度越高，检测结果准确性越好。7雷达系统动态范围表征接收机正常工作所允许的输入信号强度的变化范围，是接收机开始出现过载时的输入功率与最小可检测功率（灵敏度）之比。较大的设备动态范围，其允许输入的信号功率越大且不失真。8雷达系统主机分辨率区别于天线分辨率，高于天线分辨率。9雷达系统主机最大扫描速度越大，其高速扫描所实现水平尺度分辨能力越高。10雷达系统主机脉冲重复频率越大，其实现高速扫描的能力越强。11雷达系统A/D转换的动态位数为模数转换精度，要求不低于16位。12雷达设备外壳防护等级综合考虑其防尘及防水，要求其尘埃进入量不得影响设备正常运行。3.1.5雷达的使用、运输和保管应符合产品使用书的规定；且应定期进行检查、校准和保养。有故障的雷达设备不得用于现场检测。条文说明：为保证雷达系统的工作效能，需正常使用、运输、维护和保养雷达系统的仪器设备。如雷达仪器经过大修、长期停用半年以上后再次投入使用前，应校准雷达检测系统，雷达应注意防水、防潮、防曝晒和防剧烈震动等。3.2雷达参数选择3.2.1雷达天线中心频率选择宜符合下列规定：1天线中心频率宜按下式计算确定：（3.2.1）式中：x为垂直分辨率(单位：m)；为材料相对介电常数；f为天线中心频率（单位：MHz）。2根据混凝土构件内目标探测深度或距离，天线中心频率可按表3.2.1确定；表3.2.1混凝土介质内目标探测深度或距离与中心频率关系目标探测深度（m）中心频率（MHz）0~0.3≥20000.3~0.51000~20000.5~1.0600~16001.0~1.5400~9001.5~2.5400~6002.5~5.0200~4003检测深度相同时，天线中心频率宜选择较高的频率。条文说明：天线中心频率的选择直接影响到工程探测项目的检测效果，混凝土结构构件检测中天线频率主要集中在200MHz以上的高频率段，因此正确、合理地选择天线中心频率至关重要。中心频率选择错误，雷达系统无法识别被检测对象，因此，在本规程3.1.4条中规定应给出天线中心频率，待检项目的物理、几何参数，可以初步判断雷达检测系统是否可以检出待检参数。雷达天线中心频率选取的经验公式中，垂向分辨率可取x＞λ/2，实际波速以标定结果为准。表3.2.1给出了混凝土构件中目标探测深度或距离与部分代表性单天线中心频率范围的关系，为便于实际工程应用，可根据工程中预估的目标探测深度或距离可直接查表3.2.1选取天线中心频率。关于探测深度或距离和天线频率之间的关系，介质特性对探测深度有较大影响，高衰减介质中的探测深度比低衰减介质中的探测深度要浅，在同样可以满足分辨率要求的情况下，低频天线可实现更深的探测深度，因而该经验关系在各测试深度或距离分界点允许了一定程度的频率交叉范围。天线阵列式雷达的探测能力由其天线的中心频率、数量和天线布置形式等参数决定。根据v=λ×f，天线的中心频率越高，波长越短，因而所能达到垂向分辨率越高，探测深度相同的涵义是指能保证同样的目标体识别能力，即不同频率的天线其探测深度、分辨率不同。天线频率越高，其探测分辨率越高，探测深度或距离越小，即天线频率与分辨率成正比，与探测深度或距离成反比，应根据实际工程中具体的探测深度或距离选择合适的天线中心频率。公式（3.2.1）中的分辨率x指的是雷达的垂直分辨率，其理论值为0.5倍雷达波波长，公式（3.2.1）反应的是它与天线中心频率及材料相对介电常数之间的关系。雷达的水平分辨率取决于扫描线间距及天线辐射角度。3.2.2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计算确定：（3.2.2）式中：s为发射天线与接收天线的间距（单位：m）；为最大探测深度(单位：m)。条文说明：在混凝土构件雷达法检测中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物相对于发射和接收天线的张角为临界角的2倍。天线存在TE、TM两种极化方式，TE极化方式两天线应该越近越好，TM极化方式存在临界角问题。3.2.3时窗选择可按下式计算确定：（3.2.3）式中：w为时窗（单位：ns）；v为雷达波在被测介质中的平均波速(单位：m/ns)。条文说明：时窗决定雷达系统所对反射回来的雷达波信号取样的最大时间范围，决定了探测深度。一般选取探测深度h为目标深度的1.5倍；时窗增大30%是为了考虑实际电磁波速度变化、目标物深度变化所留余量。雷达波在混凝土中的平均波速v可取0.12m/ns。3.2.4采样率Sp的选择宜按下式估算：（3.2.4）条文说明：采样率的选取前提是保证天线较高的垂直分辨率。即在保证天线较高的垂直分辨率前提下，并在仪器容许情况下，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；采样率越高，采样间隔越短，对应的垂向分辨率越高。3.2.5水平采样间隔不应大于目标物（最大骨料粒径）的最小水平尺寸的0.3倍。条文说明：水平采样间隔的选取目的是保证天线较高的水平分辨率，即应保证每个被测目标物被不少于3次雷达扫描所覆盖到，它与测量轮的光栅间隔直接相关。3.2.6当无实测材料的相对介电常数时，常见材料的相对介电常数可按表3.2.6选取。其他介质相对介电常数可按附录A选用。表3.2.6常见材料的电磁属性材料空气水沥青干混凝土湿混凝土相对介电常数1813~54~1010~20波速（m/ns）0.300.0330.13~0.170.09~0.150.07~0.09条文说明：表中材料的相对介电常数可直接用于定性判断，在需要定量测量时，应按本规程相应规定进行标定。

4现场检测4.1一般规定4.1.1雷达法检测混凝土构件施工质量时应符合以下规定：1现场检测时环境温度宜为0°C~40°C；2混凝土构件检测区域表面应无颗粒杂物或障碍物，表面清洁、平整。3混凝土构件检测面单边尺寸宜不小于所选天线耦合面尺寸，且宜不小于其预计探测深度的1/10。4被测目标体激发的异常电磁场应能从干扰背景场中分辨。条文说明：本条规定了雷达法检测混凝土构件施工质量时，对检测环境的基本要求。1款规定了检测环境的适宜温度，在检测过程中，若环境温度超过40°C后，应对主机采取遮盖、风冷等降温措施，对雷达天线按使用说明规定采取适当的降温措施，但降温措施不得影响雷达系统的正常工作。混凝土构件检测中常受到预埋管线、预埋件及其他附着物等障碍，在无法避开障碍设置测线时，可在原始记录中记录障碍物特征。若目标物为非等轴状，宜明确目标物的走向、倾向和倾角。为提高检测精度，避免出现检测盲区，规定了检测面最小检测尺寸，当不满足此规定时，可采用辅助手段人为增大检测面尺寸等方法后再对被检对象进行检测。4.1.2雷达开机工作后应确保采集系统可正常使用，雷达仪器设备的使用应符合本规程3.1.5条的规定。雷达检测系统内部校准应符合本规程附录B的规定。条文说明：检测开始前，采集软件应进行正确合理的参数设置，根据检测项目的具体要求应选择合适的通道个数，并选择相应的驱动程序；根据不同的检测条件，选择适当的参数增益标定，确保雷达图像可判读，增益的方法可选自动增益和手动增益。为考察雷达系统的有效性，在现场检测前雷达设备的校准除明确设备自身的稳定性以外，尚应按本规程附录B的规定对雷达检测系统进行内部校准，其统一检测人员在后期图像识别及目标体判定标准。4.1.3雷达法可选择剖面法、宽角法进行检测，也可根据检测精度和探测距离的需要选择透射法和钻孔法进行检测。4.1.4雷达法检测时应对相应等级的混凝土构件的介电常数进行检测。4.1.5检测前应调查工程建设基本情况，收集与混凝土构件有关的技术资料（地质勘察资料、施工图，设计变更、竣工图，检测资料及已往工程变更、修复、处理记录等），检查待检工程周边环境情况，编制检测方案。检测方案的编制应符合现行国家标准《混凝土结构现场检测技术标准》GB/T50784的有关规定。条文说明：雷达法检测效果的可靠性除与雷达检测系统的配置等因素有关外，还受检测环境条件的制约，雷达法检测前应充分了解被测对象的基本资料，如已有埋设物位置、方向及电磁特性等，初步判断已有环境条件对检测数据的影响，有助于后期根据剖面图进行数据解释；编制合理的、可操作的现场检测方案。检测方案编制的应按《混凝土结构现场检测技术标准》GB/T50784的有关规定执行，如不同的检测项目在抽样频率、测点布置、数据整理方法上均有规定，应予遵守。4.1.6根据检测项目、要求和现场检测条件，合理布置检测测点（测线），测点（测线）布置应符合以下规定：1应准确确定测区位置，并对测区内的测点（测线）进行标识和记录；2测点（测线）布置应考虑混凝土构件边界效应的影响，起始测点距混凝土构件外边缘的距离宜不小于雷达系统水平分辨率，外侧测点（测线）距混凝土构件外边缘的距离不宜小于25mm；3测点（测线）布置应避免外部金属构件或其它电磁波源的干扰。条文说明：检测开始前，根据检测方案的对环境和检测目的约定，合理布设测点或测线，首先应建立测区坐标系统，以便准确确定测线的平面位置，可沿检测区域纵向或横向布置间距为50~1000mm的测线，并可依次编号，且标注测线经过的或邻近的物体（含物体特性）。雷达测线布置图如图所示。当目标物体积有限时，先用大网格、小比例尺初查以确定目标物的范围，然后用小网格、大比例尺测网进行详查。当需要精细了解结构体构造时，可以采用三维探测方式，获得结构体三维图像，进而分析介质的属性。雷达在实际应用中，遇到探测条件复杂的情况时，应减小测线间距，避免有用的数据丢失。为了使雷达检测达到最佳的探测效果，在布置测网之前需要对以下内容进行了解：1目标物电性特征：雷达检测成功与否也取决于是否有足够的反射或折射能量为系统所接收和识别；在受检混凝土配筋较为密集或表面挂钢丝网的情况下，将明显影响检测效果，故测线布置应尽量避开上述位置。2目标物尺寸：目标物尺寸对探测效果影响较大，目标物的最小横向尺寸宜大于目标物深度的0.1倍，当天线扫描接近构件边缘时，应注意边界效应对检测结果的干扰；测区边界效应是指在天线移动至混凝土构件边缘，由于反射回波图像畸变造成误判或漏判的可能，应在检测过程中注意避免，才能保证目标物被有效探测。若目标物为非等轴状，应明确目标物的走向、倾向和倾角，。3测区的环境：当测区内存在大量的金属构件或其它电磁波源时，将对检测形成严重的干扰，在检测中应注意避免，并对此宜有详细记录。。此外检测面的平整度、温度和湿度等条件也影响到检测能否顺利进行。4.1.7雷达检测系统检测时宜选择屏蔽天线。若选择非屏蔽天线，应详细记录干扰源的分布及雷达波相应。条文说明：外界电磁环境等干扰对雷达检测反射波信号的采集影响很大，多信号不同电磁作用引起的信号反射，使雷达反射波异常复杂和混乱，记录的信号无法设别目标体，屏蔽天线可降低或减少外界电磁信号的影响确保雷达检测数据的可靠性，故雷达检测系统宜优先选择屏蔽天线。4.1.8数据采集应符合以下规定：1应标定检测面记录的反射波起始零点；2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，并标识和记录测线经过的物体；3数据采集时，同类测线的布置方向宜平行或垂直；4数据采集时，不宜滤波。条文说明：反射波起始零点即为雷达记录时间（入射点）零点，主要受辅助块、受测构件表面平整度的影响。为预防采集过程中的滤波滤除某些有效数据，造成原始数据中该类数据的缺失，最好原始数据不滤波。4.1.9雷达检测应对探测区域的波速进行校准；宜采用已知目标深度法进行波速校准，每个测区内的校准波速为其校准点测量的波速算术平均值，同类混凝土构件选取的校准点数不宜少于3个；且应符合下列规定：1当测区内存在不同的介质层时，应对每个介质层内的雷达波速进行校准；2当同一介质层内的混凝土沿垂直方向均质性、含水率、含钢量差异较大时，宜采用不同深度的目标物进行校准。条文说明：为确保可以得到较准确的所测方向目标物的尺寸，应对探测区的雷达波速进行校准。影响测区雷达波速的主要因素为混凝土类型、含水率、含钢率和钢筋配置等。当目标物深度难以确定时，可采用钻孔取芯等方式加以确认。波速与相对介电常数有如下关系，v=c/(εr)1/2(0.3m/ns),亦可对相对介电常数进行校准，常见物质相对介电常数值见本规程表3.2.6和附录A.实际工程中广泛采用已知目标深度法来进行雷达波速/介电常数校准。该方法既可用于收发分离式天线，亦可用于收发一体式天线，该方法所选用的物理模型容易获得，测试方法简单，比较实用。除此之外，还有点源反射体法、共中心点法和层状反射体法等方法。其中点源反射体法适用于收发一体式天线，该方法需要事先知道目标物的埋深，且需要测试得到的双曲线波形清晰易辨；共中心点法和层状反射体法，适用于收发分离式天线，前者当有已知目标深度时，所求得的结果相对较为准确；后者因层状结构体的局部不均一性，测得的图像可能会出现同相轴不连续的情况，其结果误差可能稍大。每种方法都有自身的适用条件，各有优劣，实际工程中可以根据具体情况综合使用。4.1.10雷达检测数据记录应符合下列规定：1现场检测混凝土构件施工质量时应有对应的原始记录，原始记录可按附录C的规定执行。2原始记录应完整、真实、清晰可辨；且应符合以下规定：1）纸质记录不得擦改、涂改、转抄；修改更正原始记录时，可在原记录数据上进行杠改，杠改后将正确的数据或内容填写在其旁边，并应标注更正原因，更正的检测人员应在更正数据旁签字确认。2）对电磁记录的原始数据应导出至移动存储设备或光盘上存档，电子文件名称应与纸质原始记录一致。条文说明：现场检测可依据具体情况，清晰准确地记录检测条件、检测过程及中间结果，检测原始记录应与电子文件一一对应，并具备溯源性。4.1.11雷达检测系统运行过程中，操作人员应背离天线直接辐射区域。4.1.12达系统在特定条件下工作时，应有适当的保护检测人员安全的措施。条文说明：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，故应保证天线电磁波发射、安全保护或防护应符合国家相关标准的规定。4.2钢筋检测4.2.1雷达法用于检测混凝土构件内钢筋数量、间距及保护层厚度时，委托单位宜提供混凝土构件施工图或竣工图及构件实际混凝土强度等级。条文说明：雷达法检测数据具备多解性。混凝土构件的配筋方式多种多样，在复杂的构造及节点部位，详尽、准确的施工设计图，可以有效帮助检测人员根据所获取的雷达图像识别钢筋所处位置及数量。根据有关技术资料的实测结果，钢筋典型雷达图像参见图4.2.1~4.2.7。图4.2.1试件及钢筋布置图图4.2.2试件上表面扫描剖面图图4.2.3试件下表面扫描剖面图图4.2.4试件及钢筋布置图图4.2.5试件上表面扫描剖面图注：上图给出的是不同深度的钢筋在有无浅层钢筋干扰情况下的图像对比，钢筋的水平间距为150mm，钢筋直径为10mm。图中白色方框标示的是浅层钢筋干扰下的钢筋雷达图像。图4.2.6试件及钢筋布置图图4.2.7试件上表面扫描剖面图注：上图给出的是不同直径的钢筋的雷达图像对比。4.2.2检测混凝土构件钢筋数量、间距时应符合下列规定：1雷达天线中心频率不应低于900MHz，中心频率宜大于1500MHz；2测线布置除应符合本规程第4.1.4条的规定外，测线宜垂直于被检测区域钢筋走向；3当检测钢筋时，检测面曲率半径R应满足下式的规定：R﹥0.025a2+2.5（4.2.2）式中：a为沿圆弧割线或切线方向的天线尺寸。4应检出检测面一侧构件的所有主筋；5有多个检测面时，实测检测面不宜少于2个，2个检测面宜相互垂直；6对板、墙构件应连续检出检测面的7根钢筋，少于7根时应全部检出；7检测构件内双层、多层钢筋时，检测面不宜少于2个测面，可采用辅助垫块、2个主频天线进行多角度探测。条文说明：对于梁、柱，可选择与拟检测钢筋分布相垂直的面作为测面，测试单层钢筋数量及总层数。对于多层钢筋探测，深层钢筋易受表层钢筋屏蔽造成漏判，可采用增加不同角度楔形垫块进行辅助探测，调整电磁波入射角度，避免表层钢筋屏蔽。对于混凝土板、墙，在单侧面无法辨识两层钢筋情况下，应选择板顶、板底及墙体两侧作为测面。4.2.3检测构件保护层厚度时应符合下列规定：1雷达天线中心频率不应低于1500MHz；2测线布置应符合本规程第4.2.2条的规定；3保护层厚度测点数量应符合现行国家标准《混凝土结构施工质量验收规范》GB50204的有关规定；4雷达检测系统厚度识别精度应不低于1mm。条文说明：由于混凝土保护层厚度范围一般在15mm~100mm之间，雷达低频天线无法或难以识别测距较小的目标体，检测4.2.2对于梁、柱，可选择与拟检测钢筋分布相垂直的面作为测面，测试单层钢筋数量及总层数。对于多层钢筋探测，深层钢筋易受表层钢筋屏蔽造成漏判，可采用增加不同角度楔形垫块进行辅助探测，调整电磁波入射角度，避免表层钢筋屏蔽。4.2.4对雷达法检测出的混凝土构件钢筋参数有怀疑时，应采用剔凿法或其他检测方法进行进行验证；验证检测应符合现行国家标准《混凝土结构现场检测技术标准》GB/T50784的有关规定。4.2.5雷达检测系统经内部校准后，可按本规程第4.2.2条的规定检测混凝土构件内预埋管线的位置。4.3内部缺陷检测4.3.1当混凝土构件仅有一个检测面时，应优先采用雷达法检测构件混凝土密实性。条文说明：因为雷达法的单侧收发成像能力优于其他无损检测手段（如超声波法），故其在混凝土无相对检测面实现透射法检测时可优先采用，是作为传统方法的有效补充。4.3.2雷达法检测构件混凝土密实性时，雷达参数选择宜符合本规程第3.2节的相关规定。天线主频频率范围宜为600MHz~1200MHz。4.3.3雷达检测构件混凝土密实性时应符合下列规定：1检测前宜测出钢筋位置；2测线布置应避开钢筋密集区，且测线布置应覆盖疑似缺陷区域；3当存在多个检测面时，对疑似缺陷区域应选择不少于2个相互垂直的检测面，检测构件混凝土密实性；4对检测结果有疑问时，应采用不少于两个中心频率的天线进行平行验证，或采用钻芯法验证。4.3.4当检测区域存在钢筋干扰或情况较为复杂时，现场检测宜符合以下规定：1选取辐射角度较小的天线；2水平采样间隔不宜设置过大；3测线布置时应考虑钢筋干扰对检测结果的影响，避免测线的投影与干扰钢筋的走向重合；4扫描时天线的极化方向宜与干扰钢筋的走向平行；5对疑似缺陷的检测区域应进行测线加密，重复检测，综合多条测线数据进行解释。条文说明：当检测区域存在钢筋干扰或情况较为复杂时，现场检测宜符合以下规定：1天线辐射角度对于单体天线是固定的，辐射角度的调整主要指分体式天线，辐射角度越小，钢筋对缺陷的屏蔽越小。2水平采样间隔即在相邻两处干扰源之间应获取较多的有效数据，视具体情况而定，在设置采集参数时建议大于256道/m或大于64道/s。3干扰钢筋是指处于目标物与检测面之间的钢筋，当检测区域存在干扰钢筋时，将会对雷达检测产生不利影响，在结构内部缺陷检测前，应对干扰钢筋进行探测，明确干扰钢筋的分布情况，为结构内部缺陷检测的测线布置提供依据。4结合第3款所测得的干扰钢筋的分布情况布置测线，所布置的测线的投影不应与干扰钢筋重合，否则将对检测结果产生严重干扰。5当天线的极化方向与干扰钢筋平行时，干扰钢筋目标反射的能量相对集中，其图像易于识别；当天线的极化方向与干扰钢筋垂直时，由缺陷目标反射的能量相对集中，缺陷图像易于识别。参照有关技术资料，雷达对不同试块的扫面图像见图4.3.3-1~4.3.3-9。图4.3.3-1混凝土缺陷布置图注：图中黑点标示钢筋，圆圈标示孔洞缺陷。图4.3.3-2混凝土结构裂缝缺陷图注：上图是天线阵列式雷达多极化方向与干扰钢筋走向垂直时的孔洞缺陷雷达图像典型特征。图4.3.3-3混凝土结构裂缝缺陷图注：上图是天线阵列式雷达多极化方向与干扰钢筋走向平行时的孔洞缺陷雷达图像典型特征。图4.3.3-4混凝土结构缺陷布置图图4.3.3-5混凝土结构裂缝缺陷图注：上图是单天线极化方向与干扰钢筋走向垂直时的孔洞缺陷雷达图像典型特征。图4.3.3-6混凝土结构缺陷图注：上图是单天线极化方向与干扰钢筋走向平行时的孔洞缺陷雷达图像典型特征。图4.3.3-7混凝土中钢筋探测剖面图注：上图单天线检测双层钢筋雷达图像典型特征。图4.3.3-8混凝土中钢筋偏位探测剖面图注：上图是单天线探测不同钢筋偏位雷达图像典型特征。图4.3.3-9混凝土中钢筋剖面图注：上图是手持式雷达探测钢筋位置雷达图像典型特征。4.3.5雷达检测数据处理及图像分析应符合本规程第5章的有关规定，由数据、图像分析确定缺陷位置，必要时可使用三维成像技术进行网格状扫描。条文说明：参考相关技术资料，三维成像技术所获取的检测结果见图4.3.4-1。图4.3.4-1三维成像技术图例注：上图是不同三维软件分析处理混凝土中钢筋的探测。4.3.6对单个雷达图像反映的缺陷可根据以下特征进行识别：1根据孔洞缺陷典型雷达图像识别孔洞位置、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。条文说明：单个雷达图像上的缺陷典型特征可概括为以下情况。1孔洞缺陷图像表现为典型的单侧双曲线波组。2垂直裂缝图像表现为裂缝顶端、底端的两条双曲线波组，并且对应于顶端的双曲线的幅度大于底端的双曲线的幅度；水平裂缝图像表现为强烈的平面反射；斜裂缝图像表现为与其相同倾斜角度的平面反射。3不密实图像表现为与其相似范围的分散强反射。参考先关技术资料的试验，混凝土内部缺陷典型雷达剖面图像详见图4.3.6-1~4.3.6-10。图4.3.6-1混凝土缺陷布置图 图4.3.6-2混凝土结构孔洞、不密实缺陷图 注：图中黑色方框标示孔洞缺陷位置，白色方框标示不密实缺陷位置。图4.3.6-3混凝土结构裂缝缺陷图注：上图给出的是裂缝注水后的雷达图像典型特征；其中黑色方框标示垂直裂缝位置，白色方框标示水平裂缝位置，虚线方框标示斜裂缝位置。图4.3.6-4混凝土缺陷布置图图4.3.6-5混凝土结构孔洞、不密实缺陷图注：图中黑色方框标示孔洞缺陷位置，白色方框标示不密实缺陷位置，横向实线标示钢筋位置。图4.3.6-6混凝土结构裂缝缺陷图注：上图给出的是裂缝注水后的雷达图像典型特征，其中白色方框标示水平裂缝位置，横向实线标示钢筋位置。图4.3.6-7混凝土缺陷布置图图4.3.6-8混凝土结构孔洞缺陷图注：上图给出的是圆形孔洞的雷达典型图像。图4.3.6-9混凝土缺陷布置图图4.3.6-10混凝土结构孔洞缺陷图注：上图给出的是方形孔洞的雷达典型图像。4.3.7对混凝土构件内缺陷判定结果有怀疑时，可采取局部钻芯方法进行验证。4.3.8雷达法检测混凝土构件内部缺陷的记录宜符合以下规定：1现场检测记录宜按附录C的规定执行；2应绘制检测区域总平面图、雷达测线布置图及缺陷的位置、分布平面图或立面图；3宜在缺陷位置、分布平面图或立面图上标注缺陷性质、埋深等参数。4.4构件几何尺寸检测4.4.1当仅有一个检测面，需检测构件与检测面垂直方向的几何尺寸或深度时，宜优先采用雷达法检测构件的几何尺寸或深度；也可采用雷达法检测同方向构件的分层厚度。条文说明：受现场条件限制，混凝土构件某一方的几何尺寸难以直接测量时，如板厚、墙厚等，可优先选用雷达检测法测量混凝土构件几何尺寸，当构件埋置在不同介质中难以直接测量，且几何尺寸有变化时（如覆土楼盖反梁的高度检测），也可采用雷达法检测。4.4.2构件几何尺寸（分层厚度）检测应符合下列规定：1检测前宜测出钢筋位置，测线（测点）位置应避开钢筋密集区；2仅有1个测面检测时，测区测点应有代表性，且测点总数不宜少于10个测点，每个测点检测次数不应少于2次；3当有2个相互垂直的检测面时，测区测点应有代表性，每个测面的测点数不应少于6点。条文说明：检测构件几何尺寸（分层厚度）时应检测多个测点尺寸，平行重复检测多次，测量数据变化幅度变化不大，可有效降低检测误差。4.4.3当目标物最大探测几何尺寸未知时，可通过钻取芯样测得目标物深度h和电磁波在构件体中的双程传播时间t，按下式计算材料的相对介电常数。（4.4.3）4.4.4根据已知的分层界面测得的电磁波在结构层（或保温层等）中的双程传播时间t和材料的相对介电常数，可按下列公式计算构件的分层厚度H：（4.4.4-1）（4.4.4-2）4.4.5根据构件几何尺寸或构件分层厚度检测数据，可按下列公式计算测量数据的均值。Hm=∑(Hi+∆H)/n(i=1，▪▪▪▪▪▪,n)（4.4.5-1）s=[∑(Hi+∆H)/(n-1)]1/2（4.4.5-2）Cv=s/Hm（4.4.5-3）式中：Hi为第i个测点几何尺寸或分层厚度的检测值，精确到10mm；Hm为几何尺寸或分层厚度均值，精确到10mm；∆H为检测数据总修正值，精确到10mm；s为构件尺寸检测值标准差，精确到0.01；n为雷达检测的总点数；Cv为变异系数。对于批量检测构件的质量评定时，应计算此两项统计学参数，当变异系数小于0.1时，可判定检测结果均匀性较好；当变异系数大于10%时，可判定检测结果均匀性较差。4.4.6可按下式计算测量数据的修正值。∆H=∑(Hi-Hi＇)/m（i=1，2，▪▪▪▪▪▪,m）（4.4.6）式中：Hi为第i个测点几何尺寸或分层厚度的雷达法检测值，精确到1mm；Hi＇为对应于Hi的验证检测值，精确到1mm。条文说明：数值修正是应根据国家相关规范的要求进行，但是低频率天线的检测结果尚未达到1mm的精度级别，统一以5mm作为最小刻度单位。

5数据处理与检测报告5.1原始数据处理5.1.1原始检测数据应确保完整可靠。5.1.2数据分析前宜根据需要对原始数据进行滤波处理，滤波应符合下列规定：1应记录背景噪声信息，且进行背景去噪处理。2根据天线中心频率初选滤波参数，对滤波数据进行频谱分析，获得较为准确的频率分布参数后，再细化滤波参数，重新对原始数据进行滤波处理。3为消除地面以上物体反射干扰，可采用二维滤波处理。5.1.3对原始数据宜进行数据增益、增强处理；对多排钢筋检测原始数据宜有选择地进行反滤波处理（反褶积处理）、偏移处理等。5.1.4单个雷达图像分析应符合下列规定：1根据反射波组的波形和强度特征对同相轴进行追踪，识别反射波组界面特征；2根据检测面环境观察记录，了解检测面干扰源分布，估计干扰反射波组在雷达剖面图像的位置，并根据其具体特征进行识别；3识别检测表面干扰反射波；4确定反射波组的同相性和相似性；5从垂直走向的剖面开始，逐条剖面确定反射界面点，将剖面确定的反射界面点全部连接。5.1.5雷达图像数据解释，宜符合下列规定：1结合多个相邻剖面雷达图像，确定数据之间的相关性；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将探测到的单张雷达图像和典型的经过验证的雷达图像进行比对分析。5.2检测数据分析5.2.1按本规程第5.1节的规定进行数据处理，分析解读图像信息，获得目标体数量、位置及厚度信息等检测数据。5.2.2钢筋的平均间距宜按下列公式计算。（5.2.2-1）（5.2.2-2）（5.2.2-3）式中：sm，i为钢筋间距检测平均值，精确到1mm；si为第i根钢筋间距检测值，精确到1mm；k为钢筋间距检测值标准差，精确到1mm；Cv为变异系数。当变异系数小于10%时，可判定检测结果均匀性较好；当变异系数大于10%时，可判定检测结果均匀性较差。5.2.3应采用绘图方式给出混凝土构件内钢筋、缺陷检测的结果，在图内应对钢筋及缺陷位置、分布等参数进行标注；保护层厚度应根据检测剖面图绘制“测线距离-厚度”散点图。5.2.4钢筋保护层厚度测点均值宜按下式确定。cm，i=（c1+c2+2cc）/2（5.2.4）式中：cm，i为钢筋保护层厚度检测平均值，精确到1mm；c1、c2为第1、2次检测的钢筋保护层厚度检测值，精确到1mm；cc为混凝土保护层厚度修正值，采用附录B雷达仪器校准方法可得到c值，其同一规格的钢筋的混凝土保护层厚度实测验证值减去检测值，精确到0.1mm。5.3检测报告5.3.1检测报告的编制除应符合现行国家标准《混凝土结构现场检测技术标准》GB/T50784的有关规定外，检测报告尚应包含以下内容：1雷达设备的性能参数及检测时雷达检测系统的设定参数；2待检测构件的外观质量情况，检测时的气候情况、检测构件周边环境情况等。

附录A其他常见介质相对介电常数表A常见介质相对介电常数介质名称介电常数介质名称介电常数水81冰3-4矿石250碳6-8湿沙15-20花岗岩8.3乳胶24大理石6.2水泥4-6云母7-9沥青4-5金刚石2.8干燥沙3-4（2.5）纸2.5石膏1.8-2.5橡胶2-3玻璃片1.1-2.2花岗岩4～7塑料粒1.5-2.0砂岩6空气1页岩5～15聚苯乙烯颗粒1.05-1.5石灰岩4～18石腊2.0-2.1玄武岩8～9木头2.8土壤和沉积物4～30玻璃4.1PVC材料3混凝土4～11(5)空气1

附录B雷达检测系统内部校准B.1单层钢筋及预埋管线内部校准B.1.1内部校准试件采用混凝土试件，混凝土应为C30商品混凝土，且混凝土材料不得含有铁磁性物质，试件标准养护时间不应少于28天。B.1.2内部校准试件为混凝土试件，试件数量为1个，且内部校准试件应符合图B.1.2的规定。图B.1.2单层钢筋及预埋管线内部校准试件图B.1.3根据雷达使用说明书，按本规程第4章现场检测的规定，检测内部校准试件的钢筋、预埋管的位置和数量，雷达检测系统应准确识别内部校准试件中钢筋、预埋管的位置和数量。B.2双层钢筋、构件分层厚度及保护层厚度内部校准B.2.1内部校准试件为混凝土试件，试件数量为1个，混凝土强度等级应符合本规程第B.1.1条的规定，且内部校准试件应符合图B.2.2的规定，钢筋保护层厚度为20mm。B.2.2内部校准前，雷达检测系统应按本附录B.1节的规定校准合格。B.2.3根据雷达使用说明书，按本规程第4章、第5章的规定，检测本规程第B.1.2条规定的标准试件，雷达系统应能识别双层钢筋、构件分层厚度及保护层厚度。图B.1.2双层钢筋及构件几何尺寸内部校准试件图附录C现场检测记录表表C.0.1构件分层厚度检测记录第页共页工程名称构件名称检测依据检测环境检测仪器仪器型号序号设计结构厚度（mm）检测部位结构层厚度检测值（mm）描述备注12345678910平均值标准差验