建筑結(jié)構(gòu)耐久性檢測及加固技術(shù)應用分析探究

葛喬喬

(南京南大工程檢測有限公司 江蘇南京 210000)

在建筑結(jié)構(gòu)使用過程中，耐久性和安全性是判斷建筑物性能的重要指標，其將直接決定建筑物的使用壽命。因此，技術(shù)人員應以建筑結(jié)構(gòu)實際情況為基礎(chǔ)，選擇合理的耐久性檢測手段和加固方式，使建筑結(jié)構(gòu)安全性和耐久性進一步提高，從而達到提高建筑結(jié)構(gòu)使用壽命的目的。

1 建筑結(jié)構(gòu)耐久性的相關(guān)理論

在建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)和使用過程中，混凝土質(zhì)量是決定建筑結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素，耐久性主要包含抗凍性、抗腐蝕性以及抗?jié)B漏性等特點。為了使建筑結(jié)構(gòu)耐久性進一步提高，技術(shù)人員應對混凝土施工過程進行控制，在混凝土拌合時，技術(shù)人員不但應對水泥質(zhì)量進行控制，還應加入適量減水劑，確?；炷亮鲃有苑鲜┕ひ蟆?/p>

2 建筑結(jié)構(gòu)耐久性檢測和加固技術(shù)應用的意義

在建筑工程管理和施工過程中，由于諸多因素的影響，會導致建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量受到影響，在其使用過程中，部分構(gòu)件會出現(xiàn)錯位、變形以及裂縫等問題，導致建筑結(jié)構(gòu)安全性和耐久性受到影響。通過耐久性檢測和結(jié)構(gòu)加固技術(shù)不但可以使建筑結(jié)構(gòu)安全性進一步提高，延長建筑物的使用壽命，還能起到控制施工成本的目的，使企業(yè)經(jīng)濟效益進一步提高，達到促進我國建筑行業(yè)發(fā)展的目的。

3 建筑結(jié)構(gòu)耐久性檢測的主要內(nèi)容

3.1 建筑結(jié)構(gòu)混凝土的檢測

在對建筑結(jié)構(gòu)混凝土耐久性進行檢測，主要包含如下幾個方面。

（1）外觀損傷檢查。主要檢測內(nèi)容包括構(gòu)件裂縫走向、開裂形態(tài)、混凝土表面剝離、起鼓、露筋、銹斑等損傷問題。（2）混凝土幾何參數(shù)測定。主要檢測項目包括結(jié)構(gòu)變形、構(gòu)件垂直度以及截面尺寸等內(nèi)容。（3）混凝土抗壓強度?；炷量箟簭姸葯z測主要包括鉆芯法、超聲回彈法、超聲法、回彈法以及后裝拔出法等。技術(shù)人員應根據(jù)混凝土的實際情況，選擇合適的檢測方式對抗壓強度進行檢測。（4）抗?jié)B透性。在混凝土結(jié)構(gòu)使用過程中，若其抗?jié)B透性不符合要求，O2、Cl-、CO2、H2O、SO42-等離子和物質(zhì)會侵入混凝土內(nèi)部，導致混凝土出現(xiàn)鋼筋銹蝕、凍融破壞、硫酸鹽侵蝕以及化學侵蝕等問題，使其耐久性受到影響。技術(shù)人員可以根據(jù)表層滲透性法、離子擴散系數(shù)法以及抗?jié)B標號法等檢測方式對其抗?jié)B透性進行檢測。（5）氯離子含量檢測。在對氯離子含量進行檢測過程中，主要可以分為鉻酸鉀指示硝酸銀滴定法、電位滴定法、離子色譜法、RCT 法以及氯離子選擇性電極法等，其中前3 種方法為試驗室檢測方法，后兩種則為現(xiàn)場檢測方法。因此，施工單位應以實際情況為基礎(chǔ)，對氯離子含量檢測方式進行選擇。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)砌體的檢測

在對砌體結(jié)構(gòu)實施檢測過程中，可分為現(xiàn)場檢測和室內(nèi)試驗兩個部分?，F(xiàn)場檢測主要包括以下幾點。

（1）使用環(huán)境調(diào)查。主要調(diào)查內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)所處環(huán)境歷年濕度和溫度平均值、耐久性問題產(chǎn)生的時間、建造時間以建筑用途等。（2）砌體外觀檢查。對砌體中砂漿和塊體的凍融、裂縫、剝蝕、風化以及色澤等情況進行檢查，并留存相應的影響資料，為鑒定報告編寫提供借鑒。（3）結(jié)構(gòu)檢測。主要指對砌體構(gòu)件、砌筑墻體砂漿強度和塊體強度等進行測定。

與此同時，室內(nèi)試驗主要包括如下幾點。（1）墻材的穩(wěn)定性。燒結(jié)磚制作時，可能會摻入石灰?guī)r顆粒，在燒結(jié)過程中，石灰?guī)r顆粒會生成氧化鈣，若砌筑墻體上使用該種燒結(jié)磚進行施工，燒結(jié)磚中的氧化鈣會吸收水分生成氫氧化鈣，導致墻體出現(xiàn)變形等問題。技術(shù)人員可以使用“石灰爆裂”試驗對耐久性進行試驗。與此同時，當砌體表面出現(xiàn)棱角模糊、強度損失等問題時，技術(shù)人員應對其進行抗壓強度和抗折強度試驗。（2）抗風化和抗凍性試驗。當砌體風化速度較快時，為了對其耐久性進行檢驗，技術(shù)人員應對其實施抗風化試驗和凍融試驗。（3）砌體的耐腐蝕。為了對砌體耐腐蝕性進行檢測，技術(shù)人員可以將砌體放入濃度為7.5%的硫酸鈉中，浸泡一段時間后取出，并在相對濕度為50%以及溫度20 ℃的條件下放置12 h，循環(huán)多次操作，并對每次砌體外觀損傷情況、剝蝕程度以及酸蝕前后強度進行記錄，以此為基礎(chǔ)，對砌體耐久性進行分析。

3.3 建筑結(jié)構(gòu)耐久性檢測的檢測

在建筑工程項目和規(guī)模不斷增加的過程中，建筑結(jié)構(gòu)的跨度和高度也不斷擴大，相較于混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量較小、材質(zhì)均勻性良好等特點，因此，在對大跨度結(jié)構(gòu)和超高層建筑進行施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)的應用越來越廣泛。為了使建筑結(jié)構(gòu)耐久性進一步提高，技術(shù)人員應對鋼結(jié)構(gòu)力學性能和承載力進行檢測。在鋼結(jié)構(gòu)進行檢測過程中，技術(shù)人員應以建筑結(jié)構(gòu)實際情況為依據(jù)，選擇合理的檢測方式對鋼結(jié)構(gòu)進行檢測[1]。

4 建筑結(jié)構(gòu)加固應用

4.1 建筑結(jié)構(gòu)加固施工設(shè)計要點

在加固設(shè)計之前，施工單位應聘請專業(yè)的機構(gòu)對建筑結(jié)構(gòu)進行鑒定，并嚴格按照評估報告實施設(shè)計，在施工過程中，技術(shù)人員應嚴格按照加固設(shè)計方案進行施工，在保障施工進度和質(zhì)量的前提下，使建筑結(jié)構(gòu)加固成本進一步降低。因此，在對建筑結(jié)構(gòu)進行加固設(shè)計過程中，應注意以下兩點。

（1）在加固設(shè)計過程中，技術(shù)人員應從經(jīng)濟角度出發(fā)，使加固設(shè)計可行性進一步提高。建筑物在長時間的自然環(huán)境侵蝕下，會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的情況，為了保障其使用安全性，技術(shù)人員應對其進行加固設(shè)計，并對加固成本進行分析，如果存在成本過高的情況，應重新進行規(guī)劃設(shè)計，使其經(jīng)濟效益進一步提高。（2）在對建筑物進行加固設(shè)計之前，技術(shù)人員應與原承建單位和設(shè)計單位進行溝通，收集其原始施工資料，在保留原有建筑物的承重部分的前提下實施設(shè)計，防止對建筑物造成二次破壞。若原有建筑檔案不完整，技術(shù)人員應以原有設(shè)計圖紙為基礎(chǔ)，深入到現(xiàn)場進行勘察，使加固設(shè)計更加合理。

4.2 建筑結(jié)構(gòu)加固的主要手段

大部分加固處理手段主要是通過擴大建筑結(jié)構(gòu)橫截面的方式來控制建筑結(jié)構(gòu)承受應力，與此同時，部分加固處理手段還會通過改變建筑物受力的方式來轉(zhuǎn)移或分散建筑結(jié)構(gòu)的荷載。在實際操作過程中，技術(shù)人員應根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)實際情況提出有針對性的加固方案，并嚴格按照方案進行加固施工。

4.2.1 結(jié)構(gòu)粘鋼技術(shù)

在對建筑結(jié)構(gòu)進行加固施工過程中，結(jié)構(gòu)粘鋼技術(shù)是最基礎(chǔ)的處理方式。在使用結(jié)構(gòu)粘鋼技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)實施加固處理之前，技術(shù)人員應對膠粘劑的特點進行分析，并以此為基礎(chǔ)，實施加固處理[2]。在此過程中，技術(shù)人員應將一層鋼板粘貼在建筑結(jié)構(gòu)的外側(cè)，所粘貼的鋼板厚度應符合要求，借助鋼板加固建筑結(jié)構(gòu)，使建筑結(jié)構(gòu)性能進一步提高。與此同時，結(jié)構(gòu)粘鋼技術(shù)還具有對周邊環(huán)境、建筑物外觀影響較小的特點，可以保障建筑物原有面貌。在結(jié)構(gòu)粘鋼技術(shù)加固過程中，技術(shù)人員應注意如下問題：技術(shù)人員應對施工環(huán)境溫度進行控制，通常情況下，施工環(huán)境溫度應不超過60 ℃，且在施工過程中應對預應力筋進行張拉，使建筑結(jié)構(gòu)加固施工水平進一步提高。

4.2.2 預應力加固技術(shù)

為了使建筑結(jié)構(gòu)耐久性進一步提高，技術(shù)人員應先對建筑結(jié)構(gòu)進行分析，并使用預應力加固技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)進行加固處理，使建筑結(jié)構(gòu)薄弱位置的承載力進一步提高，從而達到提高建筑結(jié)構(gòu)整體耐久性的目的[3]。到目前為止，預應力加固技術(shù)不但在建筑結(jié)構(gòu)加固中應用較為廣泛，在道路橋梁加固過程中，其應用越來越廣泛，該種加固方式不但具有良好的加固效果，還可以使建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟效益得以提高，預應力加固結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 預應力加固結(jié)構(gòu)圖

4.2.3 加大截面加固技術(shù)

在使用加大截面加固技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)進行加固處理過程中，具有操作簡單、對建筑物影響較小的特點。在該加固技術(shù)應用過程中，技術(shù)人員應對原有建筑水泥和制作工藝進行分析，并使用高一標號的水泥和制作工藝對截面進行施工，使原有結(jié)構(gòu)截面進一步增加，從而達到提高結(jié)構(gòu)承載力的目的。到目前為止，加大截面加固技術(shù)越來越成熟，應用也越來越廣泛，但是該種加固方式會對原有建筑結(jié)構(gòu)外觀造成影響，使其美觀性受到影響，在加固技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，該種加固方式將會被替代[4]。

4.2.4 植入鋼筋加固技術(shù)

在使用植入鋼筋加固方式對建筑結(jié)構(gòu)進行加固處理過程中，技術(shù)人員應對建筑結(jié)構(gòu)特點進行分析，并以此為基礎(chǔ)，對植入鋼筋的數(shù)量、位置以及規(guī)格等參數(shù)進行計算。在鋼筋植入過程中，技術(shù)人員應先在建筑結(jié)構(gòu)特定位置進行鉆孔施工，再將鋼筋植入其中，并完成注膠，在填充過程中，所使用的建筑材料施工工藝和配比應與原有的建筑物一致[5]。植入鋼筋加固技術(shù)可以在保障建筑結(jié)構(gòu)原有外觀的前提下，使建筑構(gòu)件承載力進一步提高，達到提高建筑物整體耐久性的目的。建筑結(jié)構(gòu)植入鋼筋加固施工方式如圖2所示。

圖2 建筑結(jié)構(gòu)植入鋼筋加固施工圖

4.2.5 托換加固技術(shù)

當前常見的托換加固技術(shù)主要有托梁換柱、托換接柱以及托換拆柱，托換加固技術(shù)應用靈活性較高，且技術(shù)具有較高的綜合性。在使用托換加固技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)進行處理過程中，可以達到復位建筑結(jié)構(gòu)、加固建筑結(jié)構(gòu)作用以及提高建筑屋頂結(jié)構(gòu)強度等目的，與此同時，該種加固技術(shù)不但可以應用于既有建筑物的加固和改建作業(yè)中，還可以應用于廢棄建筑物拆除作業(yè)中。除此之外，雖然托換加固技術(shù)還具有施工操作簡單、施工效率較高等特點，可以使加固作業(yè)效率進一步提高，但是托換加固施工過程中，需要技術(shù)人員具有較高的專業(yè)性和經(jīng)驗，靈活運用該技術(shù)進行加固，保障建筑結(jié)構(gòu)加固作業(yè)水平，使建筑結(jié)構(gòu)耐久性和安全性進一步提高。

4.2.6 修補裂縫加固技術(shù)

在對建筑結(jié)構(gòu)裂縫進行修補處理過程中，技術(shù)人員應先對建筑結(jié)構(gòu)裂縫面積、裂縫性質(zhì)以及裂縫產(chǎn)生的原因等進行分析，并以此為基礎(chǔ)，對裂縫修補方案進行制訂，使建筑結(jié)構(gòu)耐久性進一步提高。該項加固技術(shù)對物力和人力資源要求相對較低，且加固質(zhì)量相對較高，被廣泛應用于各種建筑結(jié)構(gòu)裂縫修補過程中。在對混凝土裂縫進行處理過程中，灌漿法應用范圍廣泛，不但可以對細微裂縫進行處理，還可以應用于大裂縫處理，具有良好的處理效果。通常情況下，根據(jù)裂縫性質(zhì)可采取如下處理方案：第一，當裂縫表面寬度小于0.3 mm，且具有數(shù)量較多、深度較小的特點時，施工單位可以使用涂刷環(huán)氧漿液的方式對裂縫表面進行處理；第二，當裂縫表面寬度大于0.3 mm時，該種裂縫會使鋼筋出現(xiàn)銹蝕等病害，導致結(jié)構(gòu)耐久性受到影響，因此，施工單位應采用環(huán)氧膠凝防水材料對裂縫進行化學灌漿處理。在化學灌漿法應用過程中，施工單位借助機械設(shè)備，將具有抗膨性能和固化性能的漿液貫入混凝土裂縫內(nèi)，使其在混凝土內(nèi)部擴散且固化，達到修復混凝土裂縫的目的，使混凝土耐久性進一步提高[6]。

4.2.7 粘貼芳綸纖維布加固

當混凝土結(jié)構(gòu)存在原保護層不足或存在裂縫時，施工單位可以將一層AFS-40 型芳綸纖維布粘貼在構(gòu)件表面上。由于芳綸纖維復合材料具有良好的康腐蝕性能且不具有導電性，因此，當其與鋼筋接觸時，不會產(chǎn)生電化學腐蝕。與此同時，通過在混凝土表面粘貼芳綸纖維布，還可以達到封閉混凝土裂縫的目的，使混凝土內(nèi)部與空氣相隔離，防止混凝土出現(xiàn)碳化，在不增加截面尺寸和荷載的前提下，達到提高混凝土耐久性、增加使用壽命的目的。

4.2.8 混凝土碳化修復技術(shù)

（1）運用環(huán)氧厚漿涂料修復混凝土碳化。該種涂料具有密封性能、物理機械性能以及穩(wěn)定性較高的特點，其保護周期通常大于12年，且施工較為便捷，既可以采用手工涂刷的方式進行施工，也可以采用機械噴涂的方式進行施工。通常情況下，環(huán)氧厚漿涂料主要可以分為甲組和乙組，通常應按照甲組∶乙組=7∶1 的方式進行混合，與此同時，由于環(huán)氧厚漿涂料中揮發(fā)組分較少、固體組分較多，因此需要涂刷3～4 遍，用量為0.5～0.6 kg/m2，厚度為250 μm。（2）運用硅粉砂漿修復混凝土碳化。硅粉砂漿主要有硅粉和普通水泥砂漿配制而成，當鑿除混凝土碳化層后，施工單位可以使用硅粉砂漿對其進行充分粉刷。根據(jù)相關(guān)試驗可知，該種材料粘結(jié)強度為3.6 MPa，抗拉強度為5.2 MPa，抗壓強度為120 MPa，抗沖磨性能比C60 水泥砂漿高1.5 倍，28 d碳化試驗后的碳化深度為0。（3）變形縫縫面處理。為了控制混凝土碳化速度，施工單位還應對變形縫縫面進行處理，可將SR 嵌縫膏涂刷在表面，達到封閉的作用[7]。

5 結(jié)語

在對建筑結(jié)構(gòu)耐久性進行檢測過程中，需要從建筑結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)檢測、建筑結(jié)構(gòu)砌體檢測、建筑結(jié)構(gòu)混凝土檢測這3 個角度出發(fā)進行檢測，確保耐久性檢測的準確性。與此同時，技術(shù)人員應根據(jù)耐久性檢測結(jié)果對建筑結(jié)構(gòu)加固手段進行選擇，當前常見的加固技術(shù)主要有修補裂縫加固技術(shù)、碳化混凝土修復技術(shù)、托換加固技術(shù)、植入鋼筋加固技術(shù)、加大截面加固技術(shù)、預應力加固技術(shù)以及結(jié)構(gòu)粘鋼技術(shù)等，通過建筑結(jié)構(gòu)耐久性檢測和加固處理，可以在保障建筑結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的前提下，使建筑結(jié)構(gòu)使用壽命進一步提高。