芻議建筑砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)

謝廣鵬

（廣州市市政工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司，廣東 廣州 511300）

0 引言

調(diào)查顯示，結(jié)構(gòu)檢查工作的開展不僅是評(píng)估建筑整體質(zhì)量的有效途徑，也是保障房屋穩(wěn)定性的主要內(nèi)容。在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下，我國建筑規(guī)模與面積也在不斷增加，其中砌體結(jié)構(gòu)得到十分廣泛的應(yīng)用。然而考慮到部分建筑高剛性、低抗震性、低抗拉強(qiáng)度的特點(diǎn)，需要定期實(shí)施相應(yīng)的房屋結(jié)構(gòu)檢查來規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，有必要根據(jù)建筑工程實(shí)際情況選擇科學(xué)的建筑砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)與加固方法。

1 建筑砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用意義

一直以來，我國在砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)方面有著加大投入，進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)了直接取件式測(cè)量以及回彈儀、測(cè)定儀的應(yīng)用等。20 世紀(jì)70 年代，砂漿強(qiáng)度成為砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)的重要指標(biāo)，通過與扁頂法的有機(jī)結(jié)合來實(shí)現(xiàn)砌體強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)水平的提升。相關(guān)技術(shù)的發(fā)展使得砌體檢測(cè)范圍與精度均實(shí)現(xiàn)顯著提升，并為后期砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)工作的開展打下基礎(chǔ)。我國在砂漿強(qiáng)度檢測(cè)方面與國外先進(jìn)技術(shù)還存在一定差距，為更加適應(yīng)本土需求，我國以國外技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)切割技術(shù)進(jìn)行調(diào)整并投入實(shí)際工程應(yīng)用中，確?？梢詽M足砌體抗壓、抗剪等方面的強(qiáng)度需求。當(dāng)前，隨著砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)研究的不斷深入，砌體結(jié)構(gòu)力學(xué)性能得到顯著提升，同時(shí)在精確度、可靠性以及適用范圍上體現(xiàn)出更加突出的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用相關(guān)技術(shù)的過程中，檢測(cè)人員需要根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)外部環(huán)境以及內(nèi)部情況進(jìn)行查看，進(jìn)而采取與之相適應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)與儀器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)方法的統(tǒng)籌規(guī)劃與合理配置，保證可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)砌體結(jié)構(gòu)中存在的問題并采取相應(yīng)的解決措施?，F(xiàn)階段，建筑砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)已經(jīng)成為建筑工程質(zhì)量監(jiān)督的重要組成部分，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員需要通過結(jié)構(gòu)檢測(cè)來進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，從而分析其中是否存在質(zhì)量問題。在完成檢測(cè)之后，需要根據(jù)相關(guān)結(jié)果采取合力的加固措施，以最大限度上減少建筑結(jié)構(gòu)變形、位移等問題，確保提高建筑物的質(zhì)量安全。由此可見，建筑砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)和加固技術(shù)對(duì)建筑工程施工發(fā)揮出重要意義。

2 建筑砌體結(jié)構(gòu)中常見的檢測(cè)方法

2.1 砌體強(qiáng)度檢測(cè)

在《砌體結(jié)構(gòu)力學(xué)性能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》中對(duì)于砌體強(qiáng)度檢測(cè)做出明確規(guī)定，比較常見的方法包括推剪法、單剪法、軸壓法等。檢測(cè)人員在開展砌體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)的過程中，還可以進(jìn)一步應(yīng)用貫入法和超聲法。以往開展砌體強(qiáng)度檢測(cè)的時(shí)候是直接在建筑物墻體上截取試件，但考慮到在實(shí)際應(yīng)用中直接截取試件的難度較大，且搬動(dòng)過程中試件容易受到外界因素的影響而改變強(qiáng)度，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度降低，并與建筑本身的實(shí)際情況存在差異，還會(huì)進(jìn)一步增加檢測(cè)人員的工作量[1]。因此，直接在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)砌體強(qiáng)度的方法應(yīng)用較少。

2.2 砂漿強(qiáng)度檢測(cè)

在開展砂漿強(qiáng)度檢測(cè)的過程中，主要應(yīng)用的方法包括回彈法、剪切法、電荷法、軸壓法等，隨著技術(shù)應(yīng)用水平的不斷提升，貫入法等新方法也更多應(yīng)用與實(shí)踐中。砂漿強(qiáng)度檢測(cè)屬于間接測(cè)驗(yàn)砌體強(qiáng)度的方法，具體來看，回彈法屬于非破損原位測(cè)定法的一種，其實(shí)施原理是通過砂漿表面硬度來推測(cè)砌筑砂漿整體的抗壓強(qiáng)度并得出具體強(qiáng)度。回彈法在應(yīng)用過程中主要借助相關(guān)彈性物質(zhì)所產(chǎn)生的回彈值來對(duì)混凝土表面等物體的回彈性、表面硬度等進(jìn)行檢測(cè)[2]。與此同時(shí)，該技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于物體表面的光滑程度要求較高，回彈值也會(huì)受到其影響，一旦存在誤差還需要進(jìn)行修正?；貜椃ㄍǔ?yīng)用于磚砌體縫間砂漿強(qiáng)度檢測(cè)中，具有檢測(cè)速度快、操作便利等優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)在測(cè)試精度上存在一定不足，因此在實(shí)際建筑工程中難以應(yīng)用在使用要求較高的建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)中。

相較于回彈法，剪切法受到的外界因素的影響較少，同時(shí)在可以不搬運(yùn)試件的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢測(cè)，有效保障了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性，因此剪切法常?？梢宰鳛槠渌椒ǖ男?zhǔn)，進(jìn)而應(yīng)用在高端建筑物質(zhì)量檢測(cè)當(dāng)中，保證可以最大限度上提升其他檢測(cè)方法的精確度。

軸壓法屬于抗壓強(qiáng)度原位測(cè)試方法，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，需要將其直接應(yīng)用到壓力試驗(yàn)墻體中，保證將墻體厚度控制在240mm 左右，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)砌體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的判斷。同時(shí)，該方法的應(yīng)用還可以進(jìn)一步分析氣體抗壓強(qiáng)度對(duì)建筑質(zhì)量的影響，以采取合理的解決措施。

貫入法的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件材料抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)，其主要應(yīng)用的是測(cè)定撞擊探針[3]。檢測(cè)人員需要根據(jù)其探針貫入長度分析貫入阻力并得出具體的深度值，從而分析建筑結(jié)構(gòu)具體的硬度參數(shù)，采取與之相適應(yīng)的加固技術(shù)。值得注意的是，砌體結(jié)構(gòu)工程在整體建筑施工中具有工期長、作業(yè)量大且操作復(fù)雜的特點(diǎn)，因此有必要在結(jié)構(gòu)檢測(cè)的過程中采取更完善的技術(shù)，以促進(jìn)檢測(cè)質(zhì)量與效率的提升。而施工中所采用的混凝土空心砌塊鋪灰器（圖1）等設(shè)備也可以有效起到控制砂漿分布形態(tài)、節(jié)省砂漿使用量的作用。

圖1 混凝土空心砌塊鋪灰器

3 建筑砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)實(shí)例分析

3.1 工程概況

本文以某地區(qū)一家屬樓為例，該家屬樓在20 世紀(jì)70 年代建成，建筑整體為磚混結(jié)構(gòu)，共7 層。在使用過程中，該技術(shù)樓所處外部環(huán)境不存在異常情況，同時(shí)也沒有受到自然災(zāi)害的侵害，因此目前并沒有落實(shí)相應(yīng)的加固措施。近年來，該家屬樓頂部開始出現(xiàn)傾斜的趨勢(shì)，嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)墻體裂縫的問題，這對(duì)于居民生活將會(huì)造成十分不利的影響。面對(duì)這樣的情況，相關(guān)團(tuán)隊(duì)開始組織對(duì)此建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)檢測(cè)并在此基礎(chǔ)上給出具體的加固改造措施，確保可以最大限度上提升建筑結(jié)構(gòu)的安全性能。

3.2 結(jié)構(gòu)檢測(cè)

相關(guān)檢測(cè)人員達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)后首先要查看建筑的實(shí)際情況，并將存在裂縫問題的區(qū)域作為整體結(jié)構(gòu)檢測(cè)的重點(diǎn)。與此同時(shí)，借助裂縫寬度測(cè)定儀、鋼尺等工具對(duì)其裂縫寬度加以檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)整體砌體結(jié)構(gòu)的有效分析。具體來看，檢測(cè)人員的檢測(cè)步驟包括以下幾方面：首先，檢測(cè)人員需要先收集與工程設(shè)計(jì)有關(guān)的圖紙、勘察報(bào)告以及施工資料并加以分析；其次，開展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作，分析該家屬樓現(xiàn)狀與原始資料的適應(yīng)程度，并重點(diǎn)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行核查；再次，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、外部環(huán)境條件以及維修情況進(jìn)行核查；最后，檢查建筑各個(gè)結(jié)構(gòu)是否存在開裂、脫落等問題[4]。經(jīng)過檢查，相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)建筑物對(duì)立面中存在裂縫，裂縫性質(zhì)為非受力裂縫，其特點(diǎn)為干縮性且分布數(shù)量相對(duì)較多，進(jìn)而也一定程度上導(dǎo)致其抗震性能的減弱。在對(duì)陽臺(tái)區(qū)域進(jìn)行檢查的過程中，檢測(cè)人員也進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)頂部、懸挑梁端頭等位置的混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度上的損壞。經(jīng)過調(diào)查，是因?yàn)榫用駷閳D便利，在未經(jīng)允許的情況下將開放式陽臺(tái)改為封閉式，從而造成挑梁受力狀態(tài)的改變。樓室屋面板拼接處存在較為嚴(yán)重的開裂現(xiàn)象，這也進(jìn)一步加劇了該區(qū)域范圍的穩(wěn)定性問題，并逐步向其他層樓室蔓延。除上述問題以外，檢測(cè)人員還在內(nèi)部墻體的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)受力裂縫，出現(xiàn)該問題的原因?yàn)椴鸪兄貕笫芰顟B(tài)發(fā)生改變，導(dǎo)致整體建筑的砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)?dǎo)致建筑不均勻沉降。此外，在上述問題的影響下，家屬樓建筑的抗震性能將會(huì)顯著降低，因此在后續(xù)實(shí)施加固技術(shù)的過程中也需要將提升建筑抗震性能作為整體加固施工的核心，以實(shí)現(xiàn)建筑安全性能的完善。

3.3 加固技術(shù)的注意事項(xiàng)與具體實(shí)施

在完成對(duì)家屬樓建筑的檢測(cè)后，就需要根據(jù)相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果提出相應(yīng)的加固措施，但考慮到建筑現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的特殊性，在實(shí)施加固技術(shù)之前嗎，檢測(cè)人員還需要關(guān)注到一定的注意事項(xiàng)。首先，在未經(jīng)批準(zhǔn)的情況下，不允許將建筑的承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件予以拆除；其次，在實(shí)施加固的過程中應(yīng)根據(jù)家屬樓樓層實(shí)際情況進(jìn)行加固改造處理。在此過程中，應(yīng)最大限度上保證施工方案的科學(xué)性，避免不合理的施工順序與施工技術(shù)對(duì)原本的建筑結(jié)構(gòu)造成二次破壞；最后，考慮到家屬樓建筑已經(jīng)出現(xiàn)了傾斜的情況，因此在加固的時(shí)候需要通過一定措施從功能上改變?cè)嫉姆课菔褂媒Y(jié)構(gòu)，可以在交界、轉(zhuǎn)角部位安裝相應(yīng)的構(gòu)造柱，并發(fā)揮出其在建筑中的適用性。

檢測(cè)人員通過檢測(cè)工作可以明確家屬樓砌體結(jié)構(gòu)的破壞成因，進(jìn)而可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果借助先進(jìn)技術(shù)手段實(shí)施加固改造。結(jié)合建筑現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，可以采用的加固技術(shù)主要包括以下幾方面：第一，抗震橫墻加固法。這種方法的主要原理是通過強(qiáng)化建筑砌體結(jié)構(gòu)抗震性能來進(jìn)行加固，通常做法為增加砌體結(jié)構(gòu)橫墻，從而在一定程度上縮減砌體結(jié)構(gòu)墻體荷載作用，削弱出現(xiàn)開裂、脫落等情況的概率?？拐饓庸碳夹g(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)。

（1）在對(duì)建筑砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固之前，需要按照其結(jié)構(gòu)整體的受力情況完成加強(qiáng)率以及面積率的計(jì)算，從而以計(jì)算結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)提高砌體結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與合理性，一方面確保提升加固成效，另一方面還可以實(shí)現(xiàn)成本控制。

（2）需要在滿足建筑抗震要求的基礎(chǔ)上分擔(dān)地震荷載，因此有必要保證充足的橫墻厚度，通常需要將其控制在24cm 以上，以提升橫墻地震荷載分擔(dān)性能。此外，還需要對(duì)橫墻底部和底座基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)施有效處理，確保提升整體砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能同時(shí)還要利用連接拉結(jié)抗震加固法。通過加固建筑砌體結(jié)構(gòu)可以有效提升其抗震性能，在此基礎(chǔ)上還可以進(jìn)一步采用連接拉結(jié)方法，通過錨固方式實(shí)現(xiàn)原構(gòu)件與后加構(gòu)件的結(jié)合，確保其可以形成一個(gè)整體，從根本上提升家屬樓結(jié)構(gòu)的抗震性能，有效強(qiáng)化整體砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在施工現(xiàn)場(chǎng)使用連接拉結(jié)抗震加固法的時(shí)候，應(yīng)充分強(qiáng)化對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的查看，并做到鋼筋、螺栓、錨桿等施工工具的有序利用[5]。在此過程中也可以使用復(fù)合型截面加固法。該方法的實(shí)施原理主要是通過對(duì)建筑砌體截面結(jié)構(gòu)加以改造來提升其穩(wěn)定性，現(xiàn)階段比較常見的操作形式包括水泥砂漿加固以及混凝土板墻加固。前者是在原有建筑砌體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上利用水泥砂漿或鋼筋網(wǎng)進(jìn)行加固，從而為建筑砌體墻體構(gòu)建比較堅(jiān)固的面層，以實(shí)現(xiàn)其抗震性能的提升。而后者則是在原有建筑砌體結(jié)構(gòu)上澆筑或噴射混凝土，構(gòu)建起相應(yīng)的混凝土板墻加固層，起到提升承載能力、減少開裂脫落問題、支撐墻體結(jié)構(gòu)的重要作用。通過混凝土板墻面層實(shí)施加固的形式如圖2 所示。

圖2 混凝土板墻面層加固

4 結(jié)語

綜上所述，砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)在建筑工程中發(fā)揮出十分關(guān)鍵的作用，砌體強(qiáng)度檢測(cè)與砂漿強(qiáng)度檢測(cè)等方法的應(yīng)用為建筑安全質(zhì)量提供保障?，F(xiàn)階段，我國相關(guān)檢測(cè)技術(shù)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)日趨完善，而材料、設(shè)備等方面的研究也進(jìn)一步推動(dòng)新檢測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)。結(jié)合其應(yīng)用實(shí)例來看，砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)可以起到強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)安全性能、延長使用壽命的作用，從而為我國工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。