混凝土結構檢測與加固技術概述

劉燦

【摘 要】目前，大量的混凝土結構面臨安全性、適用性、耐久性不足的問題，混凝土結構的檢測與加固技術成為了研究熱點，本文概述了現階段混凝土結構無損檢測的方法及加固技術，分析了應用各種加固方法時應當注意的問題。

【關鍵詞】混凝土結構；檢測；加固技術

【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

自上世紀以來，土木行業的發展大致經歷了三個不同的階段：第一階段為大規模新建期；第二階段為新建與加固并重期；第三階段為維修與現代化改造期。目前，許多發達國家已然步入第三階段，而我國經歷了第一階段，正處于新建與加固齊頭并進的時期，如何對建筑結構的損傷或缺陷進行檢測鑒定，并采取相應的加固措施，使其滿足安全、適用、耐久的要求，成為當務之急。

1 混凝土結構無損檢測

混凝土無損檢測即在不破壞混凝土的前提下，用物理方法，對混凝土結構的內部損傷或缺陷進行原位檢測。混凝土無損檢測技術必須基于混凝土某些性能與物理指標的關系開展，目前無損檢測基本理論的研究主要集中在兩個方面：1）檢測常用物理指標與混凝土強度理論的關系；2）混凝土結構中波的傳播[1]。無損檢測技術主要包括回彈法、超聲法、回彈-超聲法、拔出法等，現對上述方法及其應用現狀一一進行闡述。

1.1 回彈法

回彈法在混凝土無損檢測中應用最為廣泛，一般用于混凝土強度檢測。混凝土強度與其表面的硬度有一定的相關關系，實際工程中，常根據彈擊錘擊打混凝土表面后回彈的高度估量表面硬度，從而達到間接測量混凝土抗壓強度的目的。回彈法雖操作簡便、造價低廉，但其本身檢測精度并不高，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部的質量差異不可太大。

1.2 超聲法

超聲法是混凝土無損檢測中的一項新型檢測技術，廣泛應用于各類工程。超聲波技術，依賴于超聲波穿過混凝土時波形、振幅、聲速等參數的變化和混凝土內部結構特征如密實度、缺陷等的緊密關系，利用超聲法可以較為準確地檢測混凝土強度、裂縫及其他內部缺陷[2]。隨著超聲技術的發展，目前超聲檢測已從只能水上檢測實現了水下檢測，從相對簡單的構件檢測實現了結構檢測，從僅有聲速一個控制參數發展到波形、振幅、聲速等參數一同主導的階段[3]。

1.3 超聲-回彈法

超聲-回彈法綜合了超聲法與回彈法，是無損檢測中推定混凝土強度的最常用方法之一，即依據回彈值和聲波值并基于已建立的測強公式，實現混凝土強度的推算[4]。超聲回彈的綜合方法的優點是大大提高了混凝土結構無損檢測的精度，缺點是操作更加復雜。

1.4 拔出法

拔出法分為后裝拔出法和預埋拔出法。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，再根據拔出埋固件時的拔出力確定混凝土強度的方法，而預埋拔出法，顧名思義，需要預先埋置埋固件并澆筑混凝土，最后來測定混凝土強度。拔出法試驗過程繁雜，并且受試驗條件和環境等影響很大，具有地域局限性，普適性不強。

2 混凝土結構加固技術

混凝土結構的加固是在混凝土結構檢測并開展可靠性鑒定之后進行的，主要包括增大截面法、置換混凝土法、外加預應力法、外粘型鋼法、外粘聚合物法、植筋法、錨栓法、裂縫修補法等等[5]。如下對增大截面、外粘聚合物、置換植筋、外加型鋼等方法進行詳述。

2.1 增大截面法

增大截面是直接提高混凝土結構承載能力、剛度、穩定性及變形性能的有效方法，可設計為單雙面或多面加固，加固可以只增大截面、只加設鋼筋或者同增設鋼筋和混凝土。增大截面法原理簡單、適用性強，但是混凝土本身較長的養護時間容易對生活生產造成影響，并且，增大截面后會增大結構自重且減小可利用空間，封閉空間內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構的工程中較為常用的方法。其優勢在于自重輕且剛度大、強度高、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上是一種加筋，所以對于配筋率已經達到最大的結構并起不了加固作用，或者結構變形已經過大甚至斷裂，也需改用其他方法，另外纖維布的致命弱點是不耐火，所以應該盡量避免在容易發生火災的環境中適用。

2.3 置換植筋法

置換法指用優質混凝土替換結構中有內部缺陷的混凝土，達到直接加固混凝土結構的目的。植筋是指在混凝土結構植筋處鉆孔并植入鋼筋和粘結劑[6]，實現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構加固的工作量，加固效果好，但需要注意的是，混凝土強度較低時不宜使用高強鋼筋，植入筋的深度、鋼筋與混凝土粘結的強度對混凝土結構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方法，一般指用角鋼包于構件四個角，角鋼與構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構。外加型鋼法優勢在于施工簡便、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 結語

混凝土結構加固是現階段土木行業的一個重要發展方向，針對不同的結構，應當結合可靠性鑒定的結果，綜合安全性、適用性、耐久性、經濟性等各方面，選擇特定的加固方法加以應用；另一方面，加固技術理論研究需要進一步加強，各種加固方法雖均有自身的優劣勢，但應盡可能揚長避短，比如對于纖維布加固這一種具有廣闊應用前景的方法，可以繼續從材料本身出發開展研究，提高其耐火性，擴大適用范圍。混凝土結構加固的研究尚處于起步階段，還具有巨大的發展潛力。

【參考文獻】

[1]卓家壽.混凝土材料與結構損傷檢測方法研究[D].江蘇：河海大學，2007.

[2]王滿豐，劉福生.超聲法檢測結構缺陷技術的發展概況[J].黑龍江交通科技，2008（7）：70.

[3]郭周超.超聲法測試大體積混凝土內部缺陷試驗研究[D].河北：河北工程大學，2011.

[4]羅興盛.混凝土無損檢測開發及應用研究[D].重慶：重慶大學，2008.

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

[6]鄒勁勇.試述混凝土植筋技術及工程應用[J].建筑監督檢測與造價，2009，2（3）：39.

[責任編輯：田吉捷]