現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)與加固施工技術(shù)

楊波

（牡丹江市建筑科學(xué)研究院，黑龍江 牡丹江 157000）

在需要對(duì)建筑物的施工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定時(shí),或當(dāng)建筑物由于某種原因不能滿足某項(xiàng)功能的要求或?qū)M足某項(xiàng)功能的要求產(chǎn)生懷疑時(shí),就需要對(duì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的某一部分或某些構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)判定被檢結(jié)構(gòu)存在安全隱患時(shí),就應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行加固處理,或者拆除。

以前,建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)、加固的重點(diǎn)主要是面對(duì)舊房,但近十年來(lái),無(wú)論舊房或新房都存在著檢測(cè)、加固的問(wèn)題,建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)檢測(cè)、加固的工作越來(lái)越多。一般來(lái)說(shuō),在下列情況下要對(duì)建筑物進(jìn)行檢測(cè)、鑒定和加固:(1)設(shè)計(jì)不周或有誤;如對(duì)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)尾部和地基情況了解不全,地基承載力估計(jì)過(guò)高,漏算或少算作用于結(jié)構(gòu)上的荷載;設(shè)計(jì)人員受力分析概念不清,結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算錯(cuò)誤等;(2)施工質(zhì)量低劣;如混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于設(shè)計(jì)要求,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件有蜂窩、孔洞、露筋等缺陷,鋼筋力學(xué)性能不符合設(shè)計(jì)要求;或砌體砌筑方法不當(dāng),造成通縫,空心砌塊不按設(shè)計(jì)要求灌筑混凝土芯柱;或鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量或焊縫高度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;(3)使用或改造不當(dāng);如未經(jīng)核算就在原有建筑物上加層或?qū)ζ溥M(jìn)行改造,造成原有結(jié)構(gòu)承載力不足,使用過(guò)程中任意改變用途加大荷載;或隨意拆除承重墻或墻上開(kāi)洞;(4)使用環(huán)境惡化;如結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期受到高溫、振動(dòng)、酸、堿、鹽、雜散電流等不利因素作用,引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件的腐蝕性和損傷等。(5)建筑物年久失修.結(jié)構(gòu)有損傷或破壞,不能滿足目前的使用要求或安全度不足;(6)由于各種災(zāi)害事件的影響使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或者破壞;(7)需要對(duì)古建筑、歷史性建筑進(jìn)行進(jìn)一步維護(hù)、保護(hù)。

建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)是以相應(yīng)現(xiàn)行規(guī)范為根據(jù)、以實(shí)驗(yàn)為技術(shù)手段,測(cè)量能反映結(jié)構(gòu)或構(gòu)件實(shí)際工作性能的有關(guān)參數(shù),為判斷結(jié)構(gòu)的承載能力和安全儲(chǔ)備提供重要依據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)不僅對(duì)新建工程安全性能的評(píng)定起重要作用,而且對(duì)于危舊房屋的更新改造、古建筑和受損結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)等提供直接的技術(shù)參數(shù)。

1 常用檢測(cè)方法

結(jié)構(gòu)檢測(cè)工作包括的內(nèi)容比較多,一般有結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能檢測(cè)、結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施檢測(cè)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸檢測(cè)、鋼筋位置及直徑檢測(cè)、結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的開(kāi)裂和變形情況檢測(cè)及結(jié)構(gòu)性能實(shí)荷檢測(cè)等。我們按所檢的結(jié)構(gòu)種類(lèi)把建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法分為:混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)、砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)、鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)和鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)檢測(cè)等。對(duì)某些結(jié)構(gòu)或構(gòu)件為獲得其結(jié)構(gòu)承整體受力性能或構(gòu)件承載力、剛度或抗裂性能,可進(jìn)行結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的整體性能的靜力實(shí)荷檢驗(yàn)。對(duì)某些重要建筑和大型的公共建筑還可進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動(dòng)力測(cè)試。其中靜力實(shí)荷檢驗(yàn)可分為使用性能檢驗(yàn)、承載力檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)。使用性能的檢驗(yàn)主要用于驗(yàn)證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在規(guī)定荷的作用下不出現(xiàn)過(guò)大的變形和損傷,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件經(jīng)過(guò)檢測(cè)后還必須滿足正常使用要求;承載力檢驗(yàn)主要用于驗(yàn)證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的設(shè)計(jì)承載力;破壞性檢驗(yàn)主要用于確定結(jié)構(gòu)或模型的實(shí)際承載力。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土材料強(qiáng)度目前廣泛應(yīng)用的檢測(cè)方法是鉆芯法和回彈法。鉆芯法是在建筑構(gòu)件上鉆取混凝土芯樣直接進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn),結(jié)果準(zhǔn)確可靠,但會(huì)造成對(duì)結(jié)構(gòu)物局部的損壞,尤其是對(duì)重要的結(jié)構(gòu)部位,無(wú)法進(jìn)行大量的檢測(cè)。非破損法中的回彈法、超聲法、超聲一回彈綜合法所測(cè)定的參數(shù)(回彈值、聲速值)對(duì)混凝土強(qiáng)度來(lái)說(shuō)并不很敏感,測(cè)試結(jié)果精度不高。拔出法是一種介于鉆芯法和非破損檢測(cè)方法之間的混凝土強(qiáng)度微破損檢測(cè)方法,操作簡(jiǎn)便易行,對(duì)結(jié)構(gòu)物損傷極小,又有足夠檢測(cè)精度.尤其是近20年才出現(xiàn)的后裝拔出法無(wú)需預(yù)先在混凝土中埋置錨固件,而是在己硬化的混凝土上通過(guò)鉆孔、擴(kuò)槽、嵌人的方法將錨固件置人并固定其中,因此,在己硬化的新舊混凝土的各種構(gòu)件上都可以使用,適應(yīng)性很強(qiáng),檢測(cè)結(jié)果的可靠性也較高,特別是當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)缺少混凝土強(qiáng)度的有關(guān)試驗(yàn)資料時(shí),是非常有價(jià)值的一種檢驗(yàn)評(píng)定手段。對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)目前主要使用軸壓法、扁頂法、原位單剪法、原位單磚雙剪法、推出法、筒壓法、砂漿片剪切法、回彈法、點(diǎn)荷法、射釘法。這些檢測(cè)方法大致可分為兩類(lèi):直接法和間接法,前者為檢測(cè)砌體抗壓強(qiáng)度和砌體抗剪強(qiáng)度的方法,后者為測(cè)試砂漿強(qiáng)度的方法。直接法的優(yōu)點(diǎn)是直接測(cè)試砌體的強(qiáng)度參數(shù),反映被測(cè)試工程的材料質(zhì)量和施工質(zhì)量,其缺點(diǎn)是試驗(yàn)工作量較大,對(duì)砌體有一定的損傷;間接法是測(cè)試與砂漿強(qiáng)度有關(guān)的物理參數(shù),進(jìn)而推定其強(qiáng)度,“推定”時(shí)難免增大測(cè)試誤差,也不能綜合反應(yīng)工程的材料質(zhì)量和施工質(zhì)量,使用時(shí)具有一定的局限性,其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試工作較為簡(jiǎn)便,對(duì)砌體工程損傷較少或無(wú)損傷。檢測(cè)方法的選用應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)情況,選用直接或間接或兩者綜合。

由于鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)均勻,因此具有強(qiáng)度、塑性與韌性均能較方便地進(jìn)行測(cè)試的優(yōu)勢(shì)。

2 常用加固方法

一般所需加固的結(jié)構(gòu)大都存在由于結(jié)構(gòu)自身的承載能力因?yàn)?zāi)害(如火災(zāi)、腐蝕、凍害)或施工質(zhì)量不到位或功能改變等因素的影響而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力不足的現(xiàn)象,所采用的加固方法多是從提高結(jié)構(gòu)的有效受力面積出發(fā)(如加大載面法等)減小截面的應(yīng)力,或者直接改變結(jié)構(gòu)的受力體系,改變其傳力途徑(如增加支撐法等)從而降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力,最終達(dá)到加固的目的。a)混凝土結(jié)構(gòu)加固方法,b)砌體結(jié)構(gòu)加固方法,c)鋼結(jié)構(gòu)加固方法。結(jié)構(gòu)加固中需根據(jù)實(shí)際條件以及使用要求選擇適宜的加固方法。

對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu),在選擇加固方法的同時(shí)還需選擇相應(yīng)的配套技術(shù)。其中施工技術(shù)一般有:

(1)托換技術(shù)。該技術(shù)系托梁(或析架,以下同)拆柱(或墻,以下同)、托梁接柱和托梁換柱等技術(shù)的概稱(chēng)。托換技術(shù)屬于一種綜合性技術(shù),由相關(guān)結(jié)構(gòu)加固、上部結(jié)構(gòu)頂升與復(fù)位以及廢棄構(gòu)件拆除等技術(shù)組成,適用于已有建筑物的加固改造。與傳統(tǒng)做法相比,具有施工時(shí)間短?費(fèi)用低、對(duì)生活和生產(chǎn)影響小等優(yōu)點(diǎn)?但對(duì)技術(shù)要求比較高,需要由熟練工人來(lái)完成,才能確保安全。

(2)植筋技術(shù)。該技術(shù)系一項(xiàng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)捷、有效的連接與錨固技術(shù),可植入普通鋼筋,也可植人螺栓式錨筋,已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程。

(3)裂縫修補(bǔ)技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)混凝土裂縫的起因、性狀和大小,采用不同封護(hù)方法進(jìn)行修補(bǔ),使結(jié)構(gòu)因開(kāi)裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復(fù);主要適用于已有建筑物中各類(lèi)裂縫的處理,但對(duì)受力性裂縫,除修補(bǔ)外,尚應(yīng)采用相應(yīng)的加固措施。

(4)碳化混凝土修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)系指通過(guò)恢復(fù)混凝土的堿性(鈍化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的鋼筋腐蝕得到遏制的技術(shù),目前這一技術(shù)還不夠成熟。

(5)混凝土表面處理技術(shù)。該技術(shù)是指采用化學(xué)方法、機(jī)械方法、噴砂方法、真空吸塵方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油跡、殘?jiān)约捌渌街锏膶?zhuān)門(mén)技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)檢測(cè)、加固是建筑工程質(zhì)量安全保障體系中的一個(gè)重要組成部分。嚴(yán)格遵循規(guī)范要求是建筑工程檢測(cè)、加固工作的前提。建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)、加固的設(shè)備在日益發(fā)展,同時(shí),結(jié)構(gòu)的問(wèn)題也經(jīng)常表現(xiàn)出個(gè)性特征,因而檢測(cè)、加固方法也必須不斷發(fā)展和創(chuàng)新。靈活的運(yùn)用檢測(cè)、加固方法,可以取得事半功倍的效果。加固施工重視施工監(jiān)測(cè),可以保證施工質(zhì)量和施工安全。

[1]董海波，董海濤.加固施工技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009-09-10.

[2]王陸英，王青山.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)中的應(yīng)用 [J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009-07-15.