冲击回波技术（impact-echo method，简称IE法）是上世纪80年代美国国家技术标准局（National Institute of Standards and Technology）研究开发的一种新的且被证明是一种全方位的声波检测技术。它是基于弹性波和物体内部结构相互作用产生共振，由共振频率来计算缺陷位置及物体厚度，探测蜂窝孔、开放型表面裂缝深度等的一种方法。IE法的一个重要的优点是：只需要一个测试面就可以进行测试。随着冲击回波技术的不断发展和改进，目前，IE 方法检测的厚度范围从 5cm～180cm，完全满足一般工程的检测需要。

扫描式冲击回波系统（impact-echo scanner，简称IES）是世界上目前最先进的冲击回波系统，冲击回波技术在此系统中得到了很好的应用及发展。该系统不仅可以检测混凝土结构内部的厚度和缺陷（孔洞、裂缝、蜂窝等），而且可以对混凝土结构中预应力管内的灌浆情况进行检测，对实际工程的质量评定和安全评估有着重要意义。本文通过使用南京工业大学引进的美国OLSON公司生产的IES扫描式冲击回波系统实施对建筑工程中的现浇板厚度探测的应用研究，探讨冲击回波技术在建筑工程检测工作中的可行性和必要性。

冲击回波方法的原理

IE 测试基本原理：如图 1 所示。用一个小锤或冲击器作为激振源在混凝土表面冲击来产生压缩波，然后用放置在冲击器附近的接收传感器接收反射回来的压缩波。经过分析后来计算混凝土的厚度、探测内部的孔洞、裂隙、剥离等缺陷。对于无缺陷的平板、路面，冲击回波试验中就会得到一个其底面的反射波，这样

在已知压缩波的波速时，就可以计算厚度了。

图1：冲击回波原理示意图

（source-激振源；receiver-接收器；Flaw-缺陷）

下面，对冲击回波方法的厚度或缺陷深度计算进行更详细的说明。如图2所示，接收器接收到反射波后，通过快速傅立叶转换将时域数据转化为频域数据，然后确定回波的频率峰值F，深度计算结构的厚度或缺陷                      

    （1-1）

其中：b—形状系数，对板/墙来说是0.96， 对于梁和柱该值更小，根据厚度和宽度的比值确定；

           Vp—是压缩波波速

图3给出了某测试点时域图和频域图以及无缺陷处和有缺陷处的测试结果对比，频域图是判断结构内部是否有缺陷的一个重要依据。

图2：冲击回波计算原理图

无缺陷

有缺陷

图3：无缺陷和有缺陷时域图（左）、频域图（右）比较

工程实例：

某商品房用途为住宅，属砖混结构，层高2.8米，建筑层数地上6层，现浇板混凝土强度等级为C20，室内各房间顶部楼板设计厚度分别为：餐厅100㎜，客厅120㎜，北卧室110㎜，主卧室110㎜，中卧室100㎜，走道、卫生间、厨房、阳台、储藏室均为90㎜。接业主投诉，反映此商品房存在现浇楼板厚度不足的质量问题，根据工程实况及当事人的要求在该商品房抽取5块主要现浇楼板，检测现浇板厚度是否存在质量问题。由于此商品房楼上由于客观原因不能进入，传统的板厚对测法无法实施，遂在该商品房现浇楼板板底，采用IES扫描式冲击回波系统进行检测以确定板底厚度。并在每块现浇板板底随机选取一处凿开，确定其粉刷层厚度。

测区2某点冲击回波频域图

测区3某点冲击回波频域图

测区4某点冲击回波频域图

测区5某点冲击回波频域图

对室内其余所有的顶部现浇板厚度（包括餐厅、客厅、北卧室、主卧室、中卧室）进行现场检测，各楼板平均厚度检测结果如下：餐厅80.4㎜，客厅104.7㎜，北卧室98.5㎜，主卧室100.6㎜，中卧室96.7㎜（均已扣除粉刷层厚度），并与餐厅现浇板开孔处厚度对比验证，基本符合。

代晓柯　

2016年10月28日