混凝土結(jié)構(gòu)震后檢測研究綜述★

張 旭 楊召剛,2

(1.寧夏大學土木與水利工程學院，寧夏 銀川 750021； 2.中國建筑第六工程局土木工程有限公司，天津 300457)

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混凝土結(jié)構(gòu)震后檢測研究綜述★

張 旭1楊召剛1,2

(1.寧夏大學土木與水利工程學院，寧夏 銀川 750021； 2.中國建筑第六工程局土木工程有限公司，天津 300457)

介紹了混凝土結(jié)構(gòu)震后檢測的主要部位，闡述了混凝土結(jié)構(gòu)、非承重構(gòu)件、梁、柱等構(gòu)件的檢測方法，并對比了各檢測方法的優(yōu)缺點，針對現(xiàn)有檢測方法的局限性，給出了震后檢測方法的發(fā)展趨勢。

混凝土結(jié)構(gòu)，震后檢測方法，破壞程度，局限性

中國是個地震多發(fā)的國家，每年都有很多大小不同強度的地震發(fā)生，一方面地震所帶來的生命財產(chǎn)損失是巨大的，另一方面地震會引發(fā)一些次生災害。造成損失的很大一部分來自建筑結(jié)構(gòu)的破壞及倒塌。因此為了減少地震對人們生命財產(chǎn)造成的損失，對建筑結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)抗震方面的試驗和研究很有必要。在結(jié)構(gòu)抗震方面的研究中，往往主要是對已有的地震實例進行研究，采取震后檢測和加固的措施，達到對受損建筑或構(gòu)件進行修復使其恢復正常使用的目的。對此就目前已有的震后檢測方法進行歸納總結(jié)，對比每種方法的優(yōu)缺點及適用條件，同時提出一些觀點，為混凝土結(jié)構(gòu)震后檢測提供一些參考。

1 震后檢測概述

建筑物震后檢測部位。進行建筑物震后檢測時，一般需要對建筑物基礎(chǔ)和地基，建筑構(gòu)件，建筑物整體，非承重構(gòu)件，附屬構(gòu)件等進行震后檢測。

1.1 建筑物基礎(chǔ)和地基的受損程度

首先觀察基礎(chǔ)是否產(chǎn)生形變以及裂縫。其次對地基的受損情況進行檢查，可以直接觀察，對于不方便直接觀察的情況可采用部分開挖或者測定地基土層的分布狀態(tài)，然后和地震前地基土層的分布狀態(tài)作對比，從而檢測出地基的損壞程度。

1.2 建筑物結(jié)構(gòu)的受損程度

對震后混凝土結(jié)構(gòu)及建筑物整體外觀進行觀察、檢測、分析，確定其受損情況。主要運用到的方法有：實地勘測法、紅外熱成像探測法等。

1.3 建筑物構(gòu)件的受損程度

對建筑物構(gòu)件如梁、柱等的強度進行檢測，得到梁、柱等構(gòu)件的抗破壞能力,從而能夠判斷出這些受力構(gòu)件在地震中的破壞程度和破壞先后順序。主要運用的方法有：試件抗壓強度法[1]、回彈法[2]、鉆芯法[3]等。

1.4 混凝土非承重構(gòu)件的受損程度

通過測定混凝土非承重構(gòu)件的破壞程度，就可以推斷出在地震過程中這些部位在破壞后可能對其他受力構(gòu)件和附屬構(gòu)件產(chǎn)生的影響。主要運用方法有：實地勘測法、紅外熱成像探測法等。

2 檢測方法概述

2.1 混凝土整體結(jié)構(gòu)、混凝土非承重構(gòu)件的破壞程度檢測方法的介紹及其優(yōu)缺點對比

1)最為原始基本的方法是實地勘測法，直接進行現(xiàn)場測量，即用卷尺、水準儀、全站儀等工具來測量墻、柱、梁的受損破壞狀況，其中包括裂縫數(shù)目、大小、分布位置，墻或柱的傾斜方向、角度。梁的斷裂部位、斷截面形狀以及梁的彎曲程度、彎曲部位等。這種方法的優(yōu)點是實施起來比較便捷,缺點也比較明顯，由于人工測量，因此工作量較大，一方面測量精確度不是很高。另一方面耗時較長。

2)由于紅外熱成像具有一定的穿透能力，不受光照影響。因此在大氣，雪等環(huán)境影響比較大的情況下應采用紅外熱成像探測法。紅外熱成像探測法是利用紅外熱成像儀直接對震后的建筑物進行全方位的掃描，可以看到建筑物震后的形態(tài)，從而發(fā)現(xiàn)震后建筑物破壞的部位和程度[4]。這種方法快速、安全、便捷、可大面積掃描檢測、全場測量、測量結(jié)果直觀形象、成本較低、操作簡單、易于現(xiàn)場實現(xiàn)。但是由于技術(shù)及儀器精度限制,對于較細的裂縫,紅外圖像不明顯[5]。檢測要求不破壞混凝土構(gòu)件時，可以采用紅外熱成像探測法。

2.2 混凝土澆筑的梁、柱等構(gòu)件破壞程度測定方法的介紹及其優(yōu)缺點對比

1)試件立方體抗壓強度法是對混凝土立方體試塊的強度進行檢測，從而得到混凝土構(gòu)件的抗破壞性能。這是一種非常簡便，花費較少的檢測方法，同時這種方法在震后檢測中使用的很多。這種方法存在一些不足，由于檢測的對象是試塊并非混凝土結(jié)構(gòu)，因此檢測得到的結(jié)果會存在偏差。另外檢測時沒有在結(jié)構(gòu)整體的環(huán)境下進行，屬于易位試驗。當選取的立方體試塊的強度與所需檢驗部位的強度相差較大時，易造成試驗結(jié)果與實際情況不符[6]。

2)與試件法不同，回彈法是在混凝土構(gòu)件表面進行檢測。回彈法是用擊錘彈擊所檢測的混凝土表面，記錄回彈的距離，從而可以根據(jù)回彈距離和擊錘的沖擊距離來確定混凝土結(jié)構(gòu)的強度。這種方法操作簡單，儀器使用便捷，使用環(huán)境局限性小，能夠在多種環(huán)境下使用。同時檢測費用經(jīng)濟，檢測速度快。回彈法的不足在于回彈的距離和擊錘的彈擊距離都是檢測得到的，混凝土強度是根據(jù)這些值推算的，因此測量結(jié)果會不夠準確[7]。另外，由于操作，彈擊角度等原因，需要對回彈值進行修正，對于不能確定混凝土內(nèi)部質(zhì)量的構(gòu)件，需要用其他方法對構(gòu)件進行檢測[8]。

3)由于回彈法存在測試精度較差的缺點，在回彈法的基礎(chǔ)上提出了超聲回彈法。這種方法是用低頻超聲波檢測儀和標準動能的回彈儀在混凝土構(gòu)件表面同一部位檢測，得到超聲波檢測的檢測時間以及回彈儀檢測的回彈距離，然后推算出混凝土結(jié)構(gòu)的強度[9]。利用超聲波檢測儀檢測和回彈儀檢測兩項指標綜合，能夠較完整反映各因素對混凝土強度的影響，混凝土構(gòu)件的抗破壞性能，從而減小某些因素的影響程度[10]。用這種方法的優(yōu)點在于減少混凝土檢測構(gòu)件使用時間和其中含水量的影響，提高了測試精度和可靠性，較大改善了單一指標評定混凝土強度的不足。超聲回彈法存在的局限性表現(xiàn)在檢測結(jié)果要根據(jù)測強曲線，進行物理量與抗壓強度之間的換算。同時檢測時儀器的電壓要符合要求，混凝土構(gòu)件中粗骨料的種類和用量也對試驗結(jié)果有影響。

4)上述幾種方法都無法檢測極端環(huán)境下受損的混凝土，而鉆芯法就可以實現(xiàn)在極端環(huán)境下對受損的混凝土進行檢測。鉆芯法是用鉆芯機在被檢測的混凝土構(gòu)件部位鉆取混凝土試樣，通過檢測試樣的強度來確定混凝土構(gòu)件的抗破壞能力。這是一種試驗結(jié)果準確，結(jié)果明顯的方法，可以根據(jù)柱型試樣來了解被測混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的強度。但是這種方法由于在原結(jié)構(gòu)上提取試樣，這樣會對混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件造成損傷。因此在選取試樣時要注意選取的位置，這樣會使試驗存在一定局限性，從而影響試驗的準確性。另外在鉆芯時有可能會將內(nèi)部鋼筋截斷，這樣在修補時會增加修補難度。同時，鉆芯機械十分笨重，檢測成本高，花費時間長[11]。

3 存在的不足和研究趨勢

雖然目前對建筑物震后檢測的方法很多，并且獲得很多的研究成果，但是由于地震的不確定性、建筑物所處環(huán)境的地區(qū)差異以及混凝土結(jié)構(gòu)自身性能的不同，檢測方法大都存在局限性。

3.1 檢測方法存在的局限性

1)根據(jù)前文所述，在對建筑物整體結(jié)構(gòu)的損壞情況進行檢測時，實地勘測法最為直接，也較準確，但是震后雖然大震平息，但受災地區(qū)經(jīng)常還會有余震，這就對實地勘測人員的生命安全造成了威脅，在無法保證安全的同時還會嚴重影響勘測的進度，這種方法耗時耗力，故在剛剛發(fā)生地震的災區(qū)不宜廣泛使用。

2)紅外熱成像儀檢測方便，且適用于大面積掃描勘測，對災區(qū)的人員搜救和建筑物發(fā)生二次破壞的預防都可迅速給出基本準確的參照標準。因此可推廣使用紅外熱成像法對震后受損的建筑物進行勘測和鑒定。

3)在對混凝土構(gòu)件的強度進行檢測時，試塊法已無法滿足對已建成的老建筑及受災損害的建筑物的檢測要求，同時需要注意采用回彈法時，對檢測的混凝土結(jié)構(gòu)有要求，被檢測的混凝土表面應可以代表該混凝土結(jié)構(gòu)，且混凝土結(jié)構(gòu)的使用時間應滿足規(guī)定和要求。被檢測混凝土的表面和內(nèi)部強度相差不大，混凝土結(jié)構(gòu)強度在技術(shù)規(guī)定范圍內(nèi)時，可采用超聲回彈法。鉆芯法是半破損檢驗方法，對于受損害較嚴重的混凝土構(gòu)筑物要謹慎使用。

3.2 建議及研究趨勢

1)目前很多檢測方法結(jié)果準確性不高，檢測結(jié)果的準確性直接影響了混凝土結(jié)構(gòu)的性能的判斷，因此檢測結(jié)果的準確性對震后檢測有重要意義。

2)由于對建筑物檢測后需要進行加固處理，因此在檢測時對建筑物造成破壞的方法不應該提倡使用，應該向無損檢測方法方向研究。

3)檢測方法應盡量方便可行。震后檢測一般在原場地進行，檢測時操作復雜會給檢測帶來麻煩，有時還會影響試驗結(jié)果準確性，使檢測方法便于操作也是未來發(fā)展的方向。

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The post earthquake detection research review of concrete structures★

Zhang Xu1Yang Zhaogang1，2

(1.CivilandHydraulicEngineeringSchool,NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China;2.ChinaConstructionSixthEngineeringBureauCivilEngineeringLimitedCompany,Tianjin300457,China)

This paper introduced the main parts of concrete structure post earthquake detection, elaborated the detection methods of concrete structure, non bearing elements, beam, column and other components, and compared the advantages and disadvantages of various detection methods, according to the limitation of existing detection methods, gave the development trend of post earthquake detection method.

concrete structure, post earthquake detection method, damage degree, limitation

1009-6825(2017)15-0031-02

2017-03-14★：2016年校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(X2016388)

張 旭(1995- )，男，在讀本科生; 楊召剛(1993- )，男，在讀本科生

TU317

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