混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)與加固技術(shù)概述

劉燦

【摘 要】目前，大量的混凝土結(jié)構(gòu)面臨安全性、適用性、耐久性不足的問(wèn)題，混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)與加固技術(shù)成為了研究熱點(diǎn)，本文概述了現(xiàn)階段混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)的方法及加固技術(shù)，分析了應(yīng)用各種加固方法時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu)；檢測(cè)；加固技術(shù)

【Abstract】At present，a large number of concrete structures are faced with the problems of safety，applicability and durability，and the measuring and strengthening of concrete structure has become a hotspot.This paper summarizes the methods and reinforcement techniques of non-destructive testing of concrete structures at present，and analyzes the problems that should be noted when using various reinforcement techniques.

【Key words】Concrete structure；Measuring；Reinforcement technology

0 引言

自上世紀(jì)以來(lái)，土木行業(yè)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)不同的階段：第一階段為大規(guī)模新建期；第二階段為新建與加固并重期；第三階段為維修與現(xiàn)代化改造期。目前，許多發(fā)達(dá)國(guó)家已然步入第三階段，而我國(guó)經(jīng)歷了第一階段，正處于新建與加固齊頭并進(jìn)的時(shí)期，如何對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的損傷或缺陷進(jìn)行檢測(cè)鑒定，并采取相應(yīng)的加固措施，使其滿足安全、適用、耐久的要求，成為當(dāng)務(wù)之急。

1 混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)

混凝土無(wú)損檢測(cè)即在不破壞混凝土的前提下，用物理方法，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷或缺陷進(jìn)行原位檢測(cè)?；炷翢o(wú)損檢測(cè)技術(shù)必須基于混凝土某些性能與物理指標(biāo)的關(guān)系開展，目前無(wú)損檢測(cè)基本理論的研究主要集中在兩個(gè)方面：1）檢測(cè)常用物理指標(biāo)與混凝土強(qiáng)度理論的關(guān)系；2）混凝土結(jié)構(gòu)中波的傳播[1]。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要包括回彈法、超聲法、回彈-超聲法、拔出法等，現(xiàn)對(duì)上述方法及其應(yīng)用現(xiàn)狀一一進(jìn)行闡述。

1.1 回彈法

回彈法在混凝土無(wú)損檢測(cè)中應(yīng)用最為廣泛，一般用于混凝土強(qiáng)度檢測(cè)?；炷翉?qiáng)度與其表面的硬度有一定的相關(guān)關(guān)系，實(shí)際工程中，常根據(jù)彈擊錘擊打混凝土表面后回彈的高度估量表面硬度，從而達(dá)到間接測(cè)量混凝土抗壓強(qiáng)度的目的。回彈法雖操作簡(jiǎn)便、造價(jià)低廉，但其本身檢測(cè)精度并不高，受儀器和人為操作水平的影響較大，且要求混凝土表面和內(nèi)部的質(zhì)量差異不可太大。

1.2 超聲法

超聲法是混凝土無(wú)損檢測(cè)中的一項(xiàng)新型檢測(cè)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各類工程。超聲波技術(shù)，依賴于超聲波穿過(guò)混凝土?xí)r波形、振幅、聲速等參數(shù)的變化和混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征如密實(shí)度、缺陷等的緊密關(guān)系，利用超聲法可以較為準(zhǔn)確地檢測(cè)混凝土強(qiáng)度、裂縫及其他內(nèi)部缺陷[2]。隨著超聲技術(shù)的發(fā)展，目前超聲檢測(cè)已從只能水上檢測(cè)實(shí)現(xiàn)了水下檢測(cè)，從相對(duì)簡(jiǎn)單的構(gòu)件檢測(cè)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)檢測(cè)，從僅有聲速一個(gè)控制參數(shù)發(fā)展到波形、振幅、聲速等參數(shù)一同主導(dǎo)的階段[3]。

1.3 超聲-回彈法

超聲-回彈法綜合了超聲法與回彈法，是無(wú)損檢測(cè)中推定混凝土強(qiáng)度的最常用方法之一，即依據(jù)回彈值和聲波值并基于已建立的測(cè)強(qiáng)公式，實(shí)現(xiàn)混凝土強(qiáng)度的推算[4]。超聲回彈的綜合方法的優(yōu)點(diǎn)是大大提高了混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)的精度，缺點(diǎn)是操作更加復(fù)雜。

1.4 拔出法

拔出法分為后裝拔出法和預(yù)埋拔出法。后裝拔出法是指在混凝土硬化之后，于其表面鉆孔后安放埋固件，再根據(jù)拔出埋固件時(shí)的拔出力確定混凝土強(qiáng)度的方法，而預(yù)埋拔出法，顧名思義，需要預(yù)先埋置埋固件并澆筑混凝土，最后來(lái)測(cè)定混凝土強(qiáng)度。拔出法試驗(yàn)過(guò)程繁雜，并且受試驗(yàn)條件和環(huán)境等影響很大，具有地域局限性，普適性不強(qiáng)。

2 混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)的加固是在混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)并開展可靠性鑒定之后進(jìn)行的，主要包括增大截面法、置換混凝土法、外加預(yù)應(yīng)力法、外粘型鋼法、外粘聚合物法、植筋法、錨栓法、裂縫修補(bǔ)法等等[5]。如下對(duì)增大截面、外粘聚合物、置換植筋、外加型鋼等方法進(jìn)行詳述。

2.1 增大截面法

增大截面是直接提高混凝土結(jié)構(gòu)承載能力、剛度、穩(wěn)定性及變形性能的有效方法，可設(shè)計(jì)為單雙面或多面加固，加固可以只增大截面、只加設(shè)鋼筋或者同增設(shè)鋼筋和混凝土。增大截面法原理簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)，但是混凝土本身較長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間容易對(duì)生活生產(chǎn)造成影響，并且，增大截面后會(huì)增大結(jié)構(gòu)自重且減小可利用空間，封閉空間內(nèi)更是容易造成人們心理上的壓抑感。

2.2 外粘聚合物法

外粘聚合物法又稱為FRP法，是一種使用纖維布加固結(jié)構(gòu)的工程中較為常用的方法。其優(yōu)勢(shì)在于自重輕且剛度大、強(qiáng)度高、耐久性和耐疲勞性均較好，施工也十分方便快速，但是這種添加纖維布的方法本質(zhì)上是一種加筋，所以對(duì)于配筋率已經(jīng)達(dá)到最大的結(jié)構(gòu)并起不了加固作用，或者結(jié)構(gòu)變形已經(jīng)過(guò)大甚至斷裂，也需改用其他方法，另外纖維布的致命弱點(diǎn)是不耐火，所以應(yīng)該盡量避免在容易發(fā)生火災(zāi)的環(huán)境中適用。

2.3 置換植筋法

置換法指用優(yōu)質(zhì)混凝土替換結(jié)構(gòu)中有內(nèi)部缺陷的混凝土，達(dá)到直接加固混凝土結(jié)構(gòu)的目的。植筋是指在混凝土結(jié)構(gòu)植筋處鉆孔并植入鋼筋和粘結(jié)劑[6]，實(shí)現(xiàn)混凝土與植入鋼筋的共同受力。置換植筋法能夠減少混凝土結(jié)構(gòu)加固的工作量，加固效果好，但需要注意的是，混凝土強(qiáng)度較低時(shí)不宜使用高強(qiáng)鋼筋，植入筋的深度、鋼筋與混凝土粘結(jié)的強(qiáng)度對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞均有較大的影響。

2.4 外加型鋼法

外加型鋼是建筑物加固的一種傳統(tǒng)方法，一般指用角鋼包于構(gòu)件四個(gè)角，角鋼與構(gòu)件之間可以用水泥砂漿或其他粘接劑粘合，適用于不宜增大截面尺寸，但是仍然要求更高的截面承載能力的結(jié)構(gòu)。外加型鋼法優(yōu)勢(shì)在于施工簡(jiǎn)便、工程量小、可靠性較高，但是涉及鋼材，便更要注意耐久性，避免因鋼材銹蝕或者鋼材與混凝土粘接面處的銹蝕。

3 結(jié)語(yǔ)

混凝土結(jié)構(gòu)加固是現(xiàn)階段土木行業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向，針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合可靠性鑒定的結(jié)果，綜合安全性、適用性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性等各方面，選擇特定的加固方法加以應(yīng)用；另一方面，加固技術(shù)理論研究需要進(jìn)一步加強(qiáng)，各種加固方法雖均有自身的優(yōu)劣勢(shì)，但應(yīng)盡可能揚(yáng)長(zhǎng)避短，比如對(duì)于纖維布加固這一種具有廣闊應(yīng)用前景的方法，可以繼續(xù)從材料本身出發(fā)開展研究，提高其耐火性，擴(kuò)大適用范圍?；炷两Y(jié)構(gòu)加固的研究尚處于起步階段，還具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

【參考文獻(xiàn)】

[1]卓家壽.混凝土材料與結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法研究[D].江蘇：河海大學(xué)，2007.

[2]王滿豐，劉福生.超聲法檢測(cè)結(jié)構(gòu)缺陷技術(shù)的發(fā)展概況[J].黑龍江交通科技，2008（7）：70.

[3]郭周超.超聲法測(cè)試大體積混凝土內(nèi)部缺陷試驗(yàn)研究[D].河北：河北工程大學(xué)，2011.

[4]羅興盛.混凝土無(wú)損檢測(cè)開發(fā)及應(yīng)用研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2008.

[5]潘峰.混凝土加固方法及配合使用選擇[D].安徽：合肥工業(yè)大學(xué)，2009.

[6]鄒勁勇.試述混凝土植筋技術(shù)及工程應(yīng)用[J].建筑監(jiān)督檢測(cè)與造價(jià)，2009，2（3）：39.

[責(zé)任編輯：田吉捷]