混凝土建筑結構的檢測與加固技術研究

文／金超、姜虎 浙江華展工程研究設計院有限公司 浙江寧波 315000

引言：

隨著工程建設對混凝土工程的質量要求越來越高，對其進行監(jiān)測和加固，已經(jīng)成為建筑業(yè)必須解決的問題?；炷两ㄖY構的檢測和加固技術有多種，在具體的實施過程中，要根據(jù)實際情況，合理地選擇合適的方法，既要準確可靠，又要經(jīng)濟合理，施工簡單，并能確保質量。本文對混凝土建筑結構的檢測與加固進行了一定的歸納與總結。

1.結構檢測、加固技術在房屋施工中的重要性

建筑物能夠在一定程度上保持穩(wěn)定，這是其能夠被人們正常使用的前提。而建筑物的穩(wěn)定則是以建筑物的結構為主要支撐點。所以，要想維持整體建筑物的正常使用，就必須對其進行全生命周期的跟蹤監(jiān)測。在我國建筑業(yè)持續(xù)、快速、穩(wěn)步發(fā)展的同時，施工企業(yè)間的競爭也越來越激烈，如果不注意建筑物的安全，建筑物的構造一旦發(fā)生問題，將會對使用安全造成很大的影響[1]。建設單位想要在市場上建立更好的聲譽，那么就必須先做好施工之前的各項準備工作，并持續(xù)地加強對房屋工程質量的檢測，保證在進行房屋工程的施工活動時可以與有關的安全性要求相一致。普通房屋的建造費用很高，當在建造或使用時發(fā)現(xiàn)它不能達到相應的建造穩(wěn)定性要求，如果對其進行重新建造，增加的項目建造費用巨大，必要的加固手段勢在必行。綜上所述，我們應該在建筑物的建造和使用過程中，充分利用檢測和加固技術，提升整體房屋建筑結構的安全度，防止房屋建筑結構發(fā)生破壞。

2.混凝土建筑結構加固的根據(jù)原則

2.1 抗震減震

在鋼筋混凝土結構中，應充分考慮其抗震、減震等方面的影響。中國幅員遼闊，部分地區(qū)靠近斷裂帶，地震災害頻發(fā)。我國制定了相應的規(guī)范以達到提高混凝土結構抗震性能的目的，減少地震災害帶來的影響。加固驗算應重點考慮。

2.2 加固材料，加固強度

加固材料的優(yōu)劣對加固效果有很大影響，因此，在加固施工中，如何選用合適的加固材料顯得尤為重要。一般而言，加固材料的選用通常與被加固建筑的材質一樣，不但要具有同樣的性能，而且還要具有同樣的類型和型號，這樣才能確保加固材料的一致性。在選擇加固材料時，應選用口碑好、質量好的，這樣才能達到較好的加固效果。另外一個問題，就是強化的程度，并不是無限的強化，而是要有一個合理的標準。

2.3 要對有關的承載力進行相應的檢驗

由于混凝土建筑結構的加固工作開始前必須要對混凝土的承載力進行檢測，這樣才能更好地保證整體混凝土的承載力，此外，對于混凝土建筑結構本身，也要確定其承重能力。確保其所承受的重量在一個科學合理的范圍之內，避免因為有過重的物體而造成混凝土建筑結構本身的損傷或缺陷，這對各種工作都不利。一般說來，在建筑物與結構相互作用時，必須將這些不利因素考慮在內，并能及時地加以處理[2]。

2.4 科學選擇材料，提高整體的強度

建筑原材料的選擇直接影響到了整個房屋的建造質量，因此，在對混凝土建筑結構進行加固時，一定要選用適當?shù)牟牧希@樣才能有效地促進整體房屋建造質量的提升。一般來說，在選擇某些加固材料時，要符合建筑物的實際情況，相關人員要對施工的具體情況有一個深入的了解，確保建筑加固的材料與建筑物本身的性能保持一致，同時也要保證相關的型號種類保持一致，從而能夠更好地提升加固的效果。相關的材料采購人員還可以與一些吸引優(yōu)質的商家進行合作，在一些加固材料的選擇上具有相對優(yōu)勢，也可以使用更高品質的材料，確保最終的加固強度。

2.5 要遵循總體效應基本原則

在對混凝土建筑結構進行加固的時候，并不只是對某個局部區(qū)域進行加固，更重要的是要對整個區(qū)域進行全面的加固，這樣可以更好地保證整體的質量，同時也可以有效地提升混凝土建筑的整體效果。首先，相關的工作人員要對建筑物進行全面的檢測與分析，并對建筑物整體的問題進行進一步的優(yōu)化，同時針對建筑物內部可能產(chǎn)生的一些問題，設計出更具針對性的加固方案。通過這種方式，可以實現(xiàn)對特定的結構進行特殊的加強，從而提高建筑物的整體品質。在整個相互作用的過程中，還要考慮到是否會因為建筑物的局部加強而影響到建筑物的整體。

2.6 整體加固體系的選擇

加固可以從結構整體結構體系入手，不能頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳。合理體系的選擇可以在提高抗震性能，提高整體的安全度上得到更充分的保證，也能在加強局部的同時達到節(jié)材節(jié)能的作用。

3.混凝土建筑結構的檢測方法

目前，對混凝土構件進行無損檢測的方法有：回彈法、拉拔法、鉆芯法、超聲波法、結構荷載試驗法等。拉拔試驗是介于鉆心試驗和無損傷試驗之間的一種試驗方法，具有操作簡便、試驗精度高等優(yōu)點。鉆芯法是一種可直接檢測混凝土抗壓強度的方法，其檢測結果十分精確，但易對構件的局部損傷。非破損檢測法主要有混凝土回彈法和超聲回彈法兩種，這種檢驗方法的準確性較低，通常都會采用綜合法進行檢測，即將這6 種方法結合起來進行。

3.1 建筑結構檢測方法

用于檢測建筑物結構穩(wěn)定性的方法有很多，常見的有：利用建筑材料的力學性質來檢測、建筑物結構的構造方式檢測、建筑物鋼筋的設置情況檢測、鋼筋的直徑檢測、建筑物結構部件尺寸檢測等。通常情況下，建筑行業(yè)將檢測方法按建筑物的結構種類分為：砌體結構檢測、混凝土結構檢測、混凝土與鋼混合結構檢測等。這種測試方法能夠對建筑的結構和構件的承載力和抗裂力進行測試。

3.2 回彈法

在目前的土木工程施工中，回彈法被廣泛應用于混凝土結構的檢測工作在實際的應用過程中，主要采用的是彈擊和錘擊的方法，對混凝土結構進行一定的震動[3]。同時，以混凝土表面的回彈情況為依據(jù)，來對混凝土結構的硬度進行了解，并利用相應的數(shù)值計算，來獲得混凝土結構的硬度參數(shù)。這種技術的應用門檻比較低，成本也比較低，但在實際應用時，需要更加精密的儀器來幫助，如果儀器的測量結果不夠準確，則這種方法就不具有可借鑒性，采用這種技術來監(jiān)測混凝土結構的強度就不具有可信性。

3.3 超聲法

所謂的超聲法，指的是在對混凝土進行檢測的過程中，將超聲波傳遞給混凝土結構，根據(jù)超聲波在傳遞過程中所呈現(xiàn)出來的波形、振幅以及傳播速度等情況，對其各個參數(shù)的變化規(guī)律和表現(xiàn)出的狀態(tài)進行歸納，在對各個數(shù)值進行計算之后，就可以得出混凝土的內部結構特點，從而對混凝土結構的密實性和自身的穩(wěn)定性有一個全面的了解。采用這種方法進行混凝土結構的檢驗，可以有效地保證有關數(shù)據(jù)的準確性。而且，隨著科技的發(fā)展和相關技術的應用，當前，國內已逐步將超聲波探傷技術用于水下混凝土結構的探傷，并可對多種參量進行有效控制[4]。

3.4 超聲回彈法

超聲回彈法是一種將回彈法和超聲法結合起來的檢測技術。在實際的檢測中，通過向混凝土發(fā)送超聲波，并等待混凝土的回彈，收集所呈現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)，并對各種參數(shù)進行計算，從而達到對整體混凝土結構強度的推算。這種技術主要是將超聲法和回彈法兩種檢測技術結合起來，在實際的應用過程中，可以最大程度地保證監(jiān)測的精度。但是，這種監(jiān)測技術所消耗的人力成本更高，它的操作門檻也更高，需要在專業(yè)的工作人員和技術人員的指導和協(xié)助下，才能完成，同時，對相關數(shù)據(jù)進行計算的難度也比較大，因此，需要耗費一定的人力資源來進行該種檢測作業(yè)。

3.5 建筑物重點鋼結構檢測

對鋼結構進行檢測，對于正確、合理地評價建筑材料中鋼的使用狀況有很大幫助，通常會用到超聲波檢測法和射線檢測法，通過這兩種檢測方法，能夠確定鋼材料在應用于建筑工程時的強度和韌性。但其不足之處在于，鋼結構的腐蝕程度將會對檢測結果的精度產(chǎn)生影響，因此，在檢測時要關注其腐蝕程度、程度等，以確保檢測結果的準確性[5]。

3.6 砌體檢測

砌體是由磚砌筑而成的一種建筑構件，其檢驗可采用直接檢驗和間接檢驗兩種方法。直接檢測指的是對砌體的抗壓強度進行計算，根據(jù)檢測得到的參數(shù)，對施工質量和材料質量進行評估。但是，它的不足之處在于，檢測需要采樣，因此不可避免地會對建筑物砌體造成一定程度的破壞。此外，如果選擇直接檢測方法，則需要耗費大量的時間，而且工作效率也不高。若采用間接法，雖不會對砌筑結構造成損傷，但所得到的數(shù)據(jù)精度遠低于直接法，難以支持所得出的結論。間接檢測是建立在對建筑物的整體質量、所使用的材料進行評價的基礎上的，其誤差較大。但是，間接檢測的優(yōu)點是不會對砌體造成破壞，因此，在實際的工作中，專業(yè)的檢測人員能夠將直接和間接的檢測方法結合起來，從而確保建筑工程的質量效率。

3.7 靜載試驗

在檢測的過程中，可以對結構整體性能和建筑構件進行靜力實荷檢驗，對于一些特殊的、重要的建筑工程，也可以采用動力檢測的方式來檢測其性能。靜力真實荷載的檢測又可分為三種：對建筑的破壞性檢測，對建筑的承載能力檢測，對建筑的使用性能檢測。其中，對房屋使用性能的檢驗，主要是為了確認房屋結構在允許載荷的范圍內不存在比較顯著的變形，而且房屋的構件在完成檢驗工作后，還需要滿足繼續(xù)使用的要求。對建筑物及建筑物的承載力進行檢測，主要是為了確定建筑物及建筑物的承載力。而破壞力測試，則是用來測試模型的極限承載力。

4.混凝土建筑結構加固技術

4.1 碳纖維加固

在工程實踐中，采用了碳纖維加強筋的施工工藝，是一種較為普遍、適用面較廣的施工工藝。該技術方法主要是采用了相關的粘結劑，從而能夠更好地發(fā)揮出加固的作用，盡管所采用的技術方法相對簡單，但其效果卻是十分明顯的，正因為碳纖維加固技術的這一特性，因此，它在我國對混凝土建筑結構進行加固的過程中，得到了廣泛的應用。但在具體應用和處理時，要根據(jù)具體情況，科學選用合適的碳纖維布，以保證碳纖維增強技術，使其充分發(fā)揮作用，一般碳纖維布的質量應控制在300 克/平方米以內。另外，在選擇粘結膠原的時候，最好不要涂抹，否則一旦出現(xiàn)問題，可能會造成無法很好的修復，而且要通過多種途徑和方法進行粘連[6]。在選用相關的碳纖維布時，要確保整個碳纖維布的安全性，如果相關的工作人員在使用時不是很放心，可以事先找到相關的試樣，在試樣上進行相關的試驗，通過這種試樣布的焚燒，能夠對整個碳纖維部的質量進行有效的評價?；鹧鎸μ祭w維質量的評價，具體是將部分的碳纖維布截斷，然后進行焚燒，焚燒后產(chǎn)生灰燼，說明該碳纖維不符合要求，此碳纖維質量不合格，需相關人員更換優(yōu)質的碳纖維[7]。

在碳纖維布材料選擇完成后，接著就是對整個施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化和改進，在混凝土建筑結構的施工中，一定要以謹慎的態(tài)度進行。在施工前，要對所要施工的物品進行清理，將所有的垃圾都清理掉，同時也要將相關的炭化層去掉。在此基礎上，要根據(jù)整棟樓的實際情況來進行維護，然后用相關的碳纖維布進行膠粘，這樣就能起到碳纖維布的多層膠粘的效果，從而對混凝土建筑結構起到加強的效果。

該種加固方式對相應材料的質量要求較高，因此在施工前要確保相應材料（碳纖維布、粘結劑、樹脂等）的質量合格。在碳纖維布粘貼完畢后，為了確保其加固效果，還需要對其質量進行檢查。主要工作有：檢驗碳纖維膠接部位，保證其符合設計規(guī)范的要求（誤差不超過10 毫米）；為保證補強效果，在補強時，要保證補強的質量，要對部件進行檢測，保證其膠合厚度控制在2 毫米±0.1 毫米。如果碳纖維布的粘接質量達不到設計要求，則需要進行修復，將凹陷部位的碳纖維去掉，再用同樣的碳纖維布進行修復[8]。

4.2 角筋箍筋加固技術

另外一種常見的混凝土結構加固方法就是用角筋箍筋進行加固，它能有效地降低混凝土結構中的裂縫。角筋和箍筋是兩個完全不同的概念，角筋是指在梁柱腳部和墻角處的鋼筋，它可以通過對角筋進行加強來分散對混凝土結構的荷載，從而提高其抗彎承載力。

4.3 型鋼外包加固技術

采用型鋼外加固技術，在混凝土的四周只做加固處理，即在混凝土的外表上粘貼型鋼，粘貼型鋼與建筑物結構共同承受壓力，能夠有效地提高建筑物結構的抗彎水平，增強建筑物結構的穩(wěn)定性[9]。但是，在適用于型鋼外包加固技術的時候，會對外部的環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，它需要外部環(huán)境是穩(wěn)定的，并且濕度是正常的。此外，型鋼外包加固技術也只能夠應用在承受靜力作用的混凝土結構建筑上。此外，型鋼外包加固技術具有工藝簡便、施工周期短、施工效果顯著等優(yōu)點，已在大型工程中得到廣泛應用。但是，型鋼外包加工技術也存在一些不足之處，當采用體外配筋時，對粘合鋼板的要求比較高，粘合鋼板中所用的膠必須具有很高的粘合能力，才能夠更好的對建筑結構進行加固。在應用型鋼粘貼方法時，必須要進行精細化管理，才能確保型鋼粘貼真正地發(fā)揮出它的效果。但是，如果沒有進行好的管理，在粘貼過程中就會產(chǎn)生空鼓問題，就不能對空鼓進行個別的修補，而修補還需要投入大量的多余鋼材，這會導致成本增加。

4.4 改變受力

一般情況下，如果應力過大，就會造成結構不穩(wěn)定。在一般的混凝土建筑施工過程中，為了讓其建筑結構的受力更加穩(wěn)定，一般會選擇添加一些支點，以確保整個建筑結構在一種更穩(wěn)定的狀態(tài)下。質點的設定也極大地提高了整體混凝土結構的承載力，并且添加支點的操作相對簡單，費用也相對低廉，這種改變受力的方法得到了許多建筑工人的青睞。另外，由于增加了支點，其缺點就是將大大減少了整體建筑的使用空間，并對整體建筑的外觀造成了一定的影響。因此，需要相關人員與建筑物自身的情況相結合，來科學地選擇對混凝土建筑結構進行加固的方法，并根據(jù)其不同的特征，選擇適合的方法，使建筑物自身的結構作用得到最大程度地發(fā)揮出來。

4.5 置換混凝土加固的方法

采用替代混凝土進行加固時，一般要考慮到房屋的實際工作效果，一般是在某些受壓區(qū)域的混凝土強度較低，不能滿足規(guī)范要求時使用。該方法能夠達到良好的加固效果，并且不改變房屋的原有空間和實際結構，但其不足之處在于，其整個施工周期較長，并且對原有混凝土的清理工作耗費的人力物力較多，總體費用較高，在對原有混凝土進行清理的同時，還需對周邊結構進行臨時加固。最后還要注重加強質量方面的檢測[10]。

結語：

總而言之，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對建筑物的質量和安全問題的要求也在不斷地提高。要想提升混凝土結構建筑的安全質量，就必須在建筑全生命周期中進行跟蹤監(jiān)測，必要時對其進行檢測和加固。本位除了介紹加固的原則和鑒定的方法，在具體的加固手段方面，本文也介紹了碳纖維加固、角筋箍筋加固、型鋼外包加固、改變受力等常用的方法，這幾個方法都是以混凝土結構建筑的具體情況為依據(jù)，希望可以給需要應用的單位和個人帶來一些借鑒。