水工混凝土质量检测中雷达法的应用探究

水工混凝土质量检测中雷达法的应用探究

Summary：现阶段，在水工混凝土建筑质量检测中，雷达法检测技术针对混凝土钢筋结构的质量检测有着较为明显的优势，不但能够保证检测数据的精准性，还能提升检测工作效率。基于此，本文就水工混凝土质量检测中雷达法的应用进行简要探讨。Keys：水工混凝土；质量检测；雷达法；应用；1雷达检测技术概述雷达检测技术在众多检测技术中表现出了高效、低成本、易操作的特点，在许多水工混凝土项目质量检测中得到了广泛应用。该技术主要针对地下物体电磁和不可见物体电磁检测，工作原理是使用天线进行电磁波发射，同时另外一个天线接收电磁波。探地雷达检测技术在混凝土钢筋构件检测中的应用，能够快速锁定构件中的钢筋材料，准确检测出检测位置及分布情况。检测过程中，电磁波的传播会受到介质影响，所以会有部分电磁波在穿透介质的过程中出现变化，借助可视化设备呈现出电磁波的变化情况，便能判断出介质中内部结构是否存在缺陷，也能绘制出清晰的内部结构图。探地雷达检测技术具有直观、连续、快速等优势，在大量工程中有着广泛应用，能够保证检测结果的高效输出。2雷达检测数据处理与解析方法对原始检测数据进行记录和备份后再对雷达波图像清晰度、数据完整程度进行核验，通过滤波方式对原始检测数据进行技术处理。(1)按照现场检测情况，通过不同类型滤波对原始检测数据进行过滤处理，并对滤波方式进行优选;(2)对滤波参数结合不同雷达天线类型进行优选，按照标准化转换、奇异数据删除、地形偏移校准、滤波叠加等方法对滤波参数进行筛选和优化处理。采用频率分波方式对雷达波谱进行数据分析，从而确定较为合适的滤波参数。(3)按照检测原始雷达波数据分别采用不同增益方式进行数据增益处理，按照实际情况可以采用反滤波的方法进行数据处理。(4)采用增强方式对雷达波图像进行处理，按照不同波段内振幅来设置权重对其图像波段振幅，结合相邻波段雷达波图对不同振幅之间的数据关联程度进行分析。(5)按照现场雷达检测情况，对检查水工混凝土表面特征及雷达探测图像进行综合分析，对原始雷达探测图进行不同波段的综合对比。(6)通过综合检测数据对雷达探测图进行解释，并综合其他要素对雷达探测图内部干扰影响因子进行排除。3工程应用根据某输水工程实际，结合雷达法分别对输水工程水工混凝土质量进行检测，并统计分析其质量合格率。雷达仪器设置参数见表1。表1雷达仪器采用参数参数

相对介电常数

电磁波波速/(m/ns)

时窗长度/ns

最小采样点数/个

时间采样率/s

天线速度/(cm/s)参数值

6.5

0.15

20

512

50

32采用点测法，钢筋间距及保护层厚度均可执行《水工混凝土结构缺陷检测技术规程》和《水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准混凝土工程》中的规定，误差允许偏差范围内对检测值和设计值进行对比，低于90%的质量未能达标。采用线测法进行水工混凝土内部钢筋间距检测时，按照钢筋检测技术规程要求对钢筋间距检测值和设计值进行综合对比，在误差范围内即为达标，达标率低于90%表示检测的水工混凝土内部钢筋间距质量不合格。水工混凝土保护层厚度检测分析根据检测面范围实际条件，选择相应频率天线，一线法布置测线，从左侧、中间、右侧选其一布线。在满足检测深度要求下，使用中心频率较高的天线，各检测段水工混凝土保护层厚度检测结果见表2。表2水工混凝土保护层厚度质量检测结果序号测线长度/m

钢筋数量标准允许偏差保护层厚度检测值/mm合格率设计值检测值最大值最小值平均值1

15.0

7

7

±3%

54.5

26.5

40.5

85.7%2

15.0

7

7

±3%

48.9

25.3

37.1

100.0%3

15.0

7

7

±3%

41.5

24.3

32.9

100.0%4

15.0

7

7

±3%

56.7

31.5

44.1

100.0%5

15.0

7

7

±3%

48.9

22.5

35.7

85.7%6

15.0

7

7

±3%

46.3

27.2

36.75

100.0%检测成果评价可按照《隧洞衬砌质量无损检测规程》的规定，以1m为计量单元对测线长度进行设置，以1cm作为较短测线长度的计量单位，通过对比水工混凝土检测的保护层厚度和设计值，当检测部位水工混凝土保护层厚度和设计值之间的误差低于15%即为质量达标，当检测质量达标点数目占总检测点比例大于90%，则表示检测的水工混凝土保护层厚度质量达标。水工混凝土内部缺陷检测分析根据检测段的缺陷深度和现场具体条件，选择相应频率天线。在满足检测深度要求下，使用中心频率较高的天线，对测线号、测试位置、方向、标记间隔以及天线中心频率进行相应记录。典型曲线雷达图像如图1所示。当水工混凝土内部缺陷检测布线时，要以天线及人员便于行走方向布线为主，平行雷达线方式为辅。检测区域要覆盖测线能检测的方向，在边界异常区域需要增加测线进行重复测量。板、墙平面类建议采用一线法布置，以能识别缺陷范围为宜，适当追踪。根据雷达检测图像一般可以从内部缺筋、不密实区、夹层、空洞4类缺陷进行较为直观的检测，从图1可看出，当出现雷达波断点如图1(a)所示的混凝土内部缺筋时，属于水工混凝土内部缺陷。而雷达检测图像出现较为明显的如图1(b)所示的斜波纹，则表明混凝土背部出现脱空缺陷。图1水工混凝土内部缺陷典型曲线雷达图像结论(1)当进行现场检测时，建议测线要垂直于被检测区域钢筋方向。进行钻孔、剔凿时，不得损坏钢筋，实测应采用游标卡尺，量测精度应为0.1mm。(2)当进行水工混凝土钢筋布设检测时，建议结合钢筋可能分布情况来确定检测范围，避免金属预埋件对检测区域的信号干扰，水工混凝土检测面有装饰构件的需要清除后再进行质量检测。(3)当检测的水工混凝土含水率较高时，应选取不少于30%的已测钢筋，且不少于6处，并采用钻孔、剔凿等方法进行验证。Reference:［1］孙世栋，秦磊，任宏伟，等.基于电阻层析成像的混凝土钢筋锈蚀无损检