淺談建筑結(jié)構(gòu)的檢測(cè)和加固

廣西南寧市港通建筑工程有限公司 彭福全

淺談建筑結(jié)構(gòu)的檢測(cè)和加固

廣西南寧市港通建筑工程有限公司 彭福全

文章針對(duì)當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)存在的問題，介紹了常用的檢測(cè)方法與加固方法，并介紹其主要特點(diǎn)、用途和適用范圍，為建筑加固修復(fù)施工提供一些經(jīng)驗(yàn)。

建筑結(jié)構(gòu) 檢測(cè)加固

一、當(dāng)前我國建筑物結(jié)構(gòu)存在的問題

我國建國初期建造的大量的工業(yè)與民用建筑，服役期大都超過50年，存在各種安全隱患。一些新建成的工程項(xiàng)目中，由于勘察、設(shè)計(jì)和施工中的技術(shù)和管理問題，導(dǎo)致工程在建成初期就出現(xiàn)各種質(zhì)量安全隱患。對(duì)于這些建筑物，如果不及時(shí)采取加固措施，就有可能導(dǎo)致重大的安全事故。一般來說，在下列情況下要對(duì)建筑物進(jìn)行檢測(cè)、鑒定和加固：

1. 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；

2. 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；

3. 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；

4. 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；

5. 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，使用過程中任意改變用途加大荷載；或隨意拆除承重墻或墻上開洞；

6. 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。

二、檢測(cè)和加固方法

1. 檢測(cè)。結(jié)構(gòu)檢測(cè)一般包括結(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——混凝土組合結(jié)構(gòu)檢測(cè)等。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)度來說并不很敏感，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．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：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。

2. 加固。（1）改變受力體系加固法：改變受力體系加固法，通常包括在梁的中間部位增設(shè)支點(diǎn)，將多跨簡(jiǎn)支梁變?yōu)檫B續(xù)梁等方法。改變結(jié)構(gòu)的受力體系能大幅度降低計(jì)算彎矩，提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的承載力，達(dá)到加強(qiáng)原結(jié)構(gòu)的目的。該法比較簡(jiǎn)單，而且效果可靠。但加固工作量較大，易損害建筑物的原貌和使用功能，通常還會(huì)減小建筑的使用空間。由于所增加的支撐構(gòu)件一般需要將荷載傳遞到基礎(chǔ)上，這種方法比較適用于整個(gè)建筑的加固。

（2）增大截面加固法：增大截面加固法，通常用于受彎構(gòu)件，是指在原構(gòu)件的上部或下部澆一層新的混凝土和補(bǔ)加相應(yīng)的鋼筋，從而達(dá)到提高原構(gòu)件承載能力的目的。增大截面加固法是最為傳統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)加固方法，具有成熟的設(shè)計(jì)和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)；工程成本相對(duì)較低，可用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物等多種混凝土結(jié)構(gòu)的加固。其主要缺陷是現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，而且會(huì)帶來建筑凈空的明顯減少。

（3）置換混凝土加固法。該法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)；適用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。

（4）預(yù)應(yīng)力加固法：預(yù)應(yīng)力加固法，即指在原結(jié)構(gòu)上增加預(yù)應(yīng)力構(gòu)件來承擔(dān)原結(jié)構(gòu)上所受的部分荷載，從而提高原結(jié)構(gòu)的承載能力的方法。目前使用較多的主要是體外預(yù)應(yīng)力加固法。預(yù)應(yīng)力法加固效果好，能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力。但加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響；比較適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固。但不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)，另外加固后需要注意預(yù)應(yīng)力鋼筋的防腐問題。

（5）外包鋼加固法：外包鋼加固法，即以角鋼外包于原構(gòu)件四角，角鋼間用扁鋼焊接形成整體鋼構(gòu)套的加固方法，以提高構(gòu)件的承載能力和延性.一般是在要求不顯著增大構(gòu)件截面，同時(shí)又可以大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的情況下采用，特別是結(jié)構(gòu)柱周圍裹鋼，結(jié)構(gòu)受力比較可靠，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的工作量也較小，結(jié)構(gòu)截面增加也不大。主要缺點(diǎn)是鋼材用量較大，相應(yīng)加大了工程成本；在節(jié)點(diǎn)處理上也有一定的難度。

（6）粘鋼加固法：該加固法是通過在構(gòu)件外側(cè)粘貼鋼板，鋼板通過膠粘劑與原構(gòu)件共同作用，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗彎和抗剪能力，提高結(jié)構(gòu)安全度。一般適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎構(gòu)件的加固，是近年來發(fā)展最快的一種加固方法。特點(diǎn)在于施工便捷，只需卸荷和按要求除銹后即可施工。現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)量少，加固后24h即可投入使用，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)自重、外觀尺寸和原有凈空無明顯影響，能顯著提高構(gòu)件的剛度和承載能力，并且價(jià)格低廉；但加固質(zhì)量很大程度上取決于膠粘劑質(zhì)量和施工的水平，特別是粘鋼后一旦發(fā)現(xiàn)空鼓，進(jìn)行補(bǔ)救比較困難。

（7）植筋技術(shù)法。這是一項(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，也可植入螺栓式錨筋；已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程。

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)的問題經(jīng)常表現(xiàn)出個(gè)性特征，因而檢測(cè)、加固方法必須靈活地運(yùn)用并不斷發(fā)展和創(chuàng)新才能保證施工質(zhì)量和施工安全。