土木工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估技術(shù)與方法

萬(wàn) 翔

廣西壯族自治區(qū)建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院（530011）

0 前言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高，使人們對(duì)土木工程的建設(shè)質(zhì)量有著越來(lái)越高的要求，已經(jīng)建成的土木工程項(xiàng)目是人們生活和工作的重要場(chǎng)所。由于土木工程項(xiàng)目建設(shè)完成以后會(huì)長(zhǎng)時(shí)間投入使用，因此結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性顯得十分重要，一旦土木工程的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)隨時(shí)威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。土木工程結(jié)構(gòu)建設(shè)完成以后，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間處在外部環(huán)境中，一旦外部環(huán)境出現(xiàn)一些較為惡劣的自然災(zāi)害或者是天氣問(wèn)題，將會(huì)對(duì)土木工程的結(jié)構(gòu)造成影響。為了盡可能地降低影響，在建設(shè)過(guò)程中必須從多方面考慮，不斷加強(qiáng)工程結(jié)構(gòu)，通過(guò)檢測(cè)技術(shù)及損傷識(shí)別方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的檢測(cè)和診斷，提前做好相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，以此來(lái)保證工程的建設(shè)質(zhì)量[1]。

1 土木工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估的意義

之所以反復(fù)強(qiáng)調(diào)在土木工程建設(shè)過(guò)程中要注重對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)估，主要由于土木工程結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性，存在許多安全隱患。合理的安全評(píng)估能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中存在的一些安全問(wèn)題，便于施工單位采取相應(yīng)措施，進(jìn)而避免后續(xù)建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)安全問(wèn)題。土木工程結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估過(guò)程具有一定復(fù)雜性，需要工作人員對(duì)該過(guò)程給予高度重視，一旦發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)存在安全隱患要立即采取相應(yīng)的解決措施。施工單位可以采用實(shí)時(shí)監(jiān)控的方式來(lái)對(duì)整個(gè)工程的建設(shè)情況進(jìn)行監(jiān)督，這樣既便于了解工程的建設(shè)進(jìn)度，也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全問(wèn)題。

在對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)估時(shí)要從多方面入手，首先，需要在建設(shè)初期對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，對(duì)工程建設(shè)的不同模塊進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)因素的評(píng)估，并且采取具有針對(duì)性的解決措施。其次，工作人員需要對(duì)每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素作出等級(jí)判斷，根據(jù)工程的建設(shè)情況來(lái)匹配合理的處理方式。最后，需要根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果制訂相應(yīng)的施工方案，保證方案的內(nèi)容能夠得到有效落實(shí)。上級(jí)單位需要對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告進(jìn)行詳細(xì)的審定，對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的因素進(jìn)行深入的評(píng)審[2]。

2 土木工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估的特點(diǎn)及內(nèi)容

在開(kāi)展土木工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)時(shí)，首先，需要對(duì)施工過(guò)程中所應(yīng)用的材料進(jìn)行化學(xué)分析。土木工程的建設(shè)會(huì)運(yùn)用大量的混凝土及鋼材，工作人員需要根據(jù)材料的不同特性對(duì)其成分進(jìn)行檢測(cè)分析，采用恰當(dāng)?shù)臋z測(cè)手段來(lái)對(duì)施工材料的安全性進(jìn)行判斷。

其次，需要重點(diǎn)對(duì)施工結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)，這也是土木工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)中最為重要的組成部分。工作人員要重點(diǎn)對(duì)混凝土內(nèi)部的縫隙和孔洞進(jìn)行檢測(cè)，查看鋼材結(jié)構(gòu)上是否存在腐蝕問(wèn)題，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷進(jìn)行檢測(cè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中存在的問(wèn)題，更好地對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決，這樣能夠在很大程度上提高工程建設(shè)的質(zhì)量，還不會(huì)對(duì)原有的結(jié)構(gòu)造成破壞[3]。在完成結(jié)構(gòu)檢測(cè)后需要升級(jí)檢測(cè)力度，通過(guò)對(duì)材料的強(qiáng)度以及鋼筋的支配情況進(jìn)行檢測(cè)可以準(zhǔn)確地分析在施工過(guò)程中可能存在的安全隱患。該環(huán)節(jié)能夠全面提升建筑物的使用性能，如果忽視了該環(huán)節(jié)將很容易引發(fā)一些質(zhì)量問(wèn)題。

最后，要對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行外觀檢測(cè)，對(duì)于建筑物的平整度及傾斜程度進(jìn)行細(xì)致檢查，這樣能夠保證建筑物外觀的美觀性，同時(shí)還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的施工問(wèn)題[4]。

3 土木工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估中存在的問(wèn)題分析

3.1 實(shí)際檢測(cè)與檢測(cè)規(guī)范相脫離

雖然目前許多施工單位在開(kāi)展土木工程建設(shè)時(shí)十分注重對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，但是在開(kāi)展結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估時(shí)存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響檢測(cè)評(píng)估的質(zhì)量。在眾多問(wèn)題中最為主要的一個(gè)問(wèn)題是實(shí)際檢測(cè)與檢測(cè)規(guī)范相脫離[5]。

一些施工單位在開(kāi)展檢測(cè)時(shí)沒(méi)有嚴(yán)格遵守相關(guān)檢測(cè)規(guī)則，部分施工單位所開(kāi)展的檢測(cè)過(guò)于片面，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)內(nèi)在的安全隱患，這就導(dǎo)致在后續(xù)施工過(guò)程中安全隱患問(wèn)題會(huì)不斷加劇，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)問(wèn)題而影響工程建設(shè)質(zhì)量。想要保證土木工程建設(shè)的質(zhì)量，需嚴(yán)格按照相關(guān)檢測(cè)評(píng)估方法的要求開(kāi)展工作，任何一個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)對(duì)檢測(cè)評(píng)估結(jié)果造成影響[6]。

3.2 檢測(cè)儀器設(shè)備較為落后

在結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估時(shí)，需要使用大量的儀器設(shè)備。儀器設(shè)備的使用是為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，高精度儀器設(shè)備必須要保證先進(jìn)性。部分施工單位所采用的檢測(cè)儀器過(guò)于落后，沒(méi)有及時(shí)對(duì)檢測(cè)儀器設(shè)備進(jìn)行更換和調(diào)整，這會(huì)大大降低檢測(cè)工作的開(kāi)展效率，無(wú)法滿(mǎn)足土木工程建設(shè)過(guò)程中的實(shí)際檢測(cè)要求。相較于國(guó)外一些先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備，目前我國(guó)所使用的檢測(cè)儀器設(shè)備相對(duì)來(lái)說(shuō)較為落后，檢測(cè)結(jié)果無(wú)法得到保證，這會(huì)影響后續(xù)工程的順利進(jìn)行。在新時(shí)代背景下，我國(guó)必須積極引進(jìn)一些先進(jìn)的檢測(cè)儀器，及時(shí)更換陳舊的設(shè)備，利用先進(jìn)技術(shù)更好地保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)后續(xù)的工程建設(shè)提供便利[7]。

4 土木工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估技術(shù)分析

4.1 砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)分析

可以應(yīng)用在土木工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估中的技術(shù)有很多，每種技術(shù)都具備各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，具體采用哪種技術(shù)需要由工程建設(shè)的實(shí)際情況來(lái)確定。目前較為常見(jiàn)的砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)法主要分為兩種方式，筒壓法和推出法[8]。

筒壓法是一種較為常用的方法，但是該種方法需要進(jìn)行取樣，整個(gè)操作過(guò)程也較為復(fù)雜，在完成取樣工作以后還需要進(jìn)行烘干，并且嚴(yán)格按照相應(yīng)的級(jí)配來(lái)進(jìn)行劃分處理，然后才能對(duì)結(jié)構(gòu)的具體情況進(jìn)行判斷。相對(duì)于筒壓法來(lái)說(shuō)，推出法的可操作性較強(qiáng)，而且在具體應(yīng)用過(guò)程中較為簡(jiǎn)單，不需要再進(jìn)行任何的取樣，工作人員可以通過(guò)相關(guān)儀器來(lái)對(duì)砌塊進(jìn)行操作，能夠準(zhǔn)確判斷出砌體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

4.2 混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)分析

土木工程在建設(shè)過(guò)程中會(huì)應(yīng)用大量的混凝土，混凝土的應(yīng)用能夠提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。由于混凝土具備強(qiáng)度高和工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，目前許多土木工程在建設(shè)過(guò)程中都會(huì)大量使用。想要保證土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性必須對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行具有針對(duì)性的檢測(cè)，目前可以采用的檢測(cè)技術(shù)可以分為三種，分別是回彈法、鉆芯法以及超聲法。

回彈法是三種方法中操作最為簡(jiǎn)單的一種方法，該種方法的精確度較高，但是缺陷是會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成影響，在開(kāi)展檢測(cè)時(shí)也會(huì)受到內(nèi)部因素和外部因素的限制。部分較為特殊的土木工程結(jié)構(gòu)需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)的認(rèn)可才能夠使用該種方法進(jìn)行檢測(cè)。

鉆芯法是目前最為常用的一種檢測(cè)方法。在應(yīng)用該種檢測(cè)法時(shí)，主要是利用先進(jìn)的回彈儀器來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。整個(gè)檢測(cè)工作可以分為三個(gè)階段，首先利用鉆機(jī)在混凝土結(jié)構(gòu)中進(jìn)行采樣，其次將樣本進(jìn)行壓碎，查看混凝土樣本的抗壓強(qiáng)度，最后要結(jié)合工程的實(shí)際建設(shè)情況來(lái)對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的判斷。該種方式的優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確，但是使用較為復(fù)雜。

超聲波檢測(cè)法是一種無(wú)損檢測(cè)法，主要是利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行快速檢測(cè)。該方法的優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)速度快且精度較高，利用超聲波檢測(cè)不會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成損傷。在應(yīng)用超聲波法的過(guò)程中，工作人員根據(jù)超聲波傳播的相關(guān)參數(shù)來(lái)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量進(jìn)行判斷，如果參數(shù)發(fā)生異常，則表示混凝土結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題，進(jìn)而可以采取相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施[9]。

4.3 鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)分析

鋼結(jié)構(gòu)本身具備重量較輕，韌性較強(qiáng)的特點(diǎn)，非常適合被應(yīng)用在土木工程的建設(shè)中。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，主要是通過(guò)對(duì)鋼件進(jìn)行檢測(cè)來(lái)查看結(jié)構(gòu)是否存在問(wèn)題，檢測(cè)內(nèi)容主要是對(duì)鋼構(gòu)件的尺寸以及連接情況進(jìn)行檢查，查看是否存在損傷等問(wèn)題。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中需要工作人員提前收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)，所收集的數(shù)據(jù)信息可以為后續(xù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量進(jìn)行判斷提供數(shù)據(jù)支持。

4.4 土木工程結(jié)構(gòu)的評(píng)估方法

對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，目前我國(guó)較為常用的方法有以下幾種，分別是灰色理論評(píng)估法、模糊數(shù)學(xué)評(píng)估法、可靠評(píng)估法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估法。這四種評(píng)估方法目前得到了十分廣泛的應(yīng)用。對(duì)于不同的土木工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，所采用的評(píng)估方法也具有一定的差別。上述四種方法各有各的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在一些不足，想要將評(píng)估方法的積極作用充分發(fā)揮出來(lái)，必須結(jié)合工程建筑的實(shí)際情況來(lái)合理進(jìn)行選擇。上述四種評(píng)估方法在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中都取得了較好的應(yīng)用成果，所得到的評(píng)估數(shù)據(jù)也較為準(zhǔn)確。做好前期的評(píng)估工作，能夠有效提高后續(xù)工程建設(shè)的質(zhì)量，開(kāi)展評(píng)估的目的也是為了對(duì)整個(gè)工程建設(shè)的實(shí)際情況進(jìn)行更加全面的掌握，提前發(fā)現(xiàn)在施工過(guò)程中可能存在的一些問(wèn)題，評(píng)估工作做得得當(dāng)，則能有效減少后續(xù)施工問(wèn)題的出現(xiàn)。

4.5 土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)法

土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)法是指根據(jù)土木工程結(jié)構(gòu)的實(shí)際特點(diǎn)，采用具有針對(duì)性的檢測(cè)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)無(wú)損傳感技術(shù)，對(duì)土木工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該監(jiān)測(cè)過(guò)程始終處在一種健康的監(jiān)測(cè)狀態(tài)下，且是長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在監(jiān)測(cè)過(guò)程中涉及到整個(gè)土木工程的設(shè)計(jì)、施工以及竣工各個(gè)環(huán)節(jié)。從總體上來(lái)說(shuō)，該監(jiān)測(cè)方法是系統(tǒng)性的監(jiān)測(cè)，能夠?qū)ν聊竟こ探Y(jié)構(gòu)的質(zhì)量進(jìn)行有效保證。

近幾年，土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)法逐漸受到了建筑企業(yè)的重視。通過(guò)對(duì)大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析能夠發(fā)現(xiàn)，如今的土木工程結(jié)構(gòu)之所以會(huì)存在問(wèn)題，大多都是與結(jié)構(gòu)的健康因素有關(guān)，因此需要采用健康監(jiān)測(cè)法來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)的健康問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)土木工程結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，進(jìn)而采用具有針對(duì)性的解決措施。

5 結(jié)語(yǔ)

在新時(shí)代背景下，人們對(duì)土木工程的建設(shè)質(zhì)量有著越來(lái)越高的要求，當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題后將會(huì)引發(fā)一系列安全問(wèn)題，為了避免問(wèn)題的出現(xiàn)需要施工單位提前做好相應(yīng)的結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)估工作。土木工程結(jié)構(gòu)的評(píng)估與檢測(cè)都必須從實(shí)際情況入手，在前期充分了解工程項(xiàng)目的建設(shè)情況，根據(jù)實(shí)際情況選擇具有針對(duì)性的檢測(cè)技術(shù)及評(píng)估方法，這樣才能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為后續(xù)的工程建設(shè)提供保障。科學(xué)技術(shù)水平的提高使得土木工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)變得越來(lái)越多，不同技術(shù)具備不同的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，具體選用何種技術(shù)需根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行考慮。土木工程結(jié)構(gòu)的檢測(cè)技術(shù)在后續(xù)發(fā)展過(guò)程中需要得到進(jìn)一步的優(yōu)化及完善，合理應(yīng)用相關(guān)技術(shù)才能更好地保證土木工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而不斷提高工程建設(shè)的質(zhì)量，為人們營(yíng)造一個(gè)健康舒適安全的生活環(huán)境。