蚕圜 ： 。。 。。。 。 。 。 。 。 。 建筑科学 浅谈建筑结构现场检测方法评析与展望 黄喜强 （揭阳市东山区工程质量监督站） 摘要：建筑结构的现场检测，按结构 材料不同可分为混疑土和钢结构现场检测。通过对混凝土建筑结构．砌体结构及钢结构现场 检测方法的总结．分析、评价，结合检测技术的现场应用，提出对结构现场检测技术的展望。 关键词：建筑结构 检测方法 非破损检测 强度 中图分类号：Ｔ Ｌ ２２ ７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６７４—０９８Ｘ（２００８）１ ０（ｂ）一０ＩＩ ８－０ ２ 的顶面、两侧面砂浆清除，只留底面，用特制 的小干斤顶将其“顶出”，在极限状态时，测 得砖与砂浆的粘接抗剪强度，并根据抗剪强度 １混凝土结构现场检测方法 混凝土结构宏观性能试验方法是“试 件试验”。这类方法以试件破坏时的实测 超声脉冲法。超声脉冲法是检测混凝土 内部缺陷和操作应用最广泛的方法，当结构混 凝土中存在缺陷或损伤时，超声脉冲通过缺陷 值，作为判断混凝土性能的依据较为直观， 时会产生绕射，传播的声速要比相同种类材质 称为破损性实验，由于试件中的混凝土与结 无缺陷混凝土的传播声速要小，声时偏长；缺陷 构中的混凝土质量、受力状况及各种条件 界面上产生反射，因而能量显著衰减，波幅和频 不可能完全一致，而且对于建筑结构的现场 率明显降低，接收信号的波形平缓，甚至发生畸 检测也不太适用。２０世纪３０年代混凝土非 变，因此可判别混凝土的缺陷与损伤，这在工程 破损检测方法发展起来了，如回弹法、超声 验收、事故处理和已建建筑物可靠性鉴定工作 脉冲法等在不破损混凝土的条件下进行现 中，可为结构补强和维修，提供可靠的判别依 场检测。回弹法。回弹法是用回弹仪弹击 据。 混凝土表面，由仪器重锤回弹能量的变化， 混凝土结构中钢筋位置和钢筋锈蚀检测。 反映混凝土的弹性和塑性性质，测量混凝土 钢筋位置的检测。 的表面硬度推算抗压强度，是混凝土结构现 对已建混凝土结构作可靠性诊断和对 场检测中常用的一种非破损试验方法。回 新建混凝土结构施工质量鉴定时，要求确定 弹法的主要优点是：仪器构造简单，方法易 钢筋位置、钢筋情况，当采用钻芯法检测混 于掌握，检测效率高，费用低廉，影响因素较 凝土强度时，为所取部位避开钢筋，也常作 少。超声脉冲法。用超声脉冲法检测混凝 钢筋位置检测。 土强度是测试超声波在混凝土中的传播参 常用的电磁感应法检测，比较适用于配 数，找出混凝土抗压强度与这些参数的关 筋稀疏和混凝土保护层不太厚的情况，当钢 系，确定其抗压强度。 筋位置在同一平面或在不同平面内距离较 混凝土是各向异性的多相复合材料，内 大时，测得的结果比较满意。 部存在广泛分布的砂浆与骨料的界面和各 钢筋锈蚀的检测。 种缺陷，使超声波在混凝土中的传播要比在 混凝土若质量差、工作环境恶劣或其 均匀介质中复杂得多，产生反射、折射和散 它原因使结构产生各种裂缝，就会造成钢筋 射现象，并出现较大衰减，因此超声脉冲法 的锈蚀。对已建结构进行结构鉴定和可靠 检测混凝土强度虽然能够检测出混凝土内 度诊断时，必须对钢筋锈蚀进行检测。 部存在的问题，但是对测试仪器、换能器与 用半电池法测量钢筋表面与探头之间 混凝土的强度和超声传播声速间的定量关 的电位差，以判断钢筋锈蚀的可能性及锈蚀 系受到混凝土的原材料性质及配合比的影 程度。 响；测试试件的温度和含水率的影响等。 超声回弹综合法。超声回弹综合法是 ２砌体结构的现场检测方法 建立在超声传播和回弹值与混凝土抗压强 砌体结构主要指砖砌体，传统的检测方 度之间相互关系上，以声速和回弹值来综合 法是直接从砌体结构上截取试样，进行抗压 反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方 强度试验而砌体结构的特点导致取样存在 法。 较大难度，取样时的扰动又会对试样产生较 超声回弹综合法在一定程度上克服了 大损伤，从而影响试验结果。因此，砌体结 以单一指标评定混凝土强度的不足，它把石 构的现场原位非破损或半破损试验方法理 子和测试面的影响，从检测结果中加以修 所当然地受到重视。 正，对于多指标综合，能较全面地反映与混 （１）砌体强度的间接测定法 凝土强度有关的各种要素的作用，提高了测 间接测定法就是使用专门的仪器和专 试精度。 门的测试方法，测量砂浆和砖块的某一项强 钻芯法。钻芯法与前３种方法不同。是 度指标或与材料强度有关的某一项物理参 一种较为直观可靠的检测混凝土强度的方 数，并由此间接测定砌体强度。 法，由于需要从结构上取样，对原结构有局 冲击法。依据物体破碎时所消耗的功 部损伤，所以是一种现场检测的半破损试验 与破碎过程中新产生表面积成正比的基本 方法。 原理、由事先建立的单位功表面积增量和 拔出法。拔出法试验也是一种半破损 抗压强度之间的经验公式，求得砂浆或砖块 检测方法，它是用一金属锚固件预埋人未硬 试样的强度。 化的混凝土浇筑构件内，或在已硬化的混凝 回弹法。检测砖块和砂浆强度的基本 土构件上钻孔埋入一膨胀螺栓，然后测试锚 原理与混凝土强度检测的回弹法相同，只是 固件或膨胀螺栓被拔出时的拉力，由被拔出 采用专门的砂浆回弹仪，因为砖的表面硬度 时的锥台型混凝土块的投影面积确定混凝 与强度有良好的相关性，所以，此法精度高， 士的拔出强度，并由此推算出混凝七的抗压 且简单、适用。 强度。 推出法。具体称单砖单剪法，即把一单砖 ｌ ｌ ８ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 与抗压强度的关系，推出抗压强度。 （２）砌体强度直接测定法。 抽样检测法。主要包括切割法与取芯 法，切割法切割的试件宠大，搬运过程中扰 动大，造成试验结果的离散性大，耗费大量 的人力、财力。 原位检测法。主要包括扁顶法、原位轴 压法和原位剪切法。扁顶法是采用扁式液 压测力器装入开挖的砌体灰缝中进行砌体 强度的原（立检测方法，它较好地克服了取样 法的不足，但设备复杂，允许的极限应变较 小，测定砌体的极限强度受到限制。原位轴 压法是对扁顶法的改进，其原理与其一致， 测定砌体的极限抗压强度，推算其标准抗压 强度，缺点是设备较沉重，使用不便。 动删综合法。动测综合法是振动反演 理论在工程上的应用。在脉动、起振机共 振、自由释放或冲击等激振方式的作用下， 通过测量砌体结构的频率和振型等参数，根 据系统识别理论得到层间刚度，推算出各层 砌体轴心抗压强度，此法从房屋整体出发， 不仅能得到砌体的强度，鉴定房屋的质量， 便于对房屋进行安全性评定，随着检测仪器 技术的改进，算法的优选，结果的精度不断 提高，很有发展前途。 微观结构法。声、波、射线等在材料中 传播时，会因材料的微观结构的判别而不 同，由此可推断出材料的强度。应力波法测 低强和高强砂浆砌体时，精度不高。 ３钢结构的现场检测方法 了解结构钢材的力学性能，最理想的方 法就是在结构上截取试样，由拉伸试验确定 其强度，但会损伤结构，影响它的正常工作， 因此，常用的方法有表面硬度法、超声法 等。 表面硬度法。表面硬度法由布氏硬度 仪测定，由硬度计端部的钢珠受压时在钢材 表面和硬度标准试样上的凹痕直径，测得钢 材的强度，换算得到钢材的强度、屈服强 度。此法在检测中，由于仪器简单、使用方 便、基本无损害而得到广泛的应用。 超声法检测钢材和焊缝缺陷。超声法 检测钢材，多采用脉冲反射法。超声波脉冲 发射进入被测材料传播，无缺陷时，不出现 缺陷反射波，反之产生部分反射，由于钢材 密度比混凝土大得多，为了能检测到较小的 缺陷，要求选用较高的超声频率，此法比磁 粉探伤、射线探伤更有利于现场检测。 ４结构现场检测技术展望 结构现场枪测技术对工程质量事故的检 Ｑ： Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇＹ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 建筑科学 地下室外围混凝土连续墙裂缝的成因与防治 杨渊宏 （秦皇岛港航建设工程有限责任公司） 摘要：针对地下室外圉混凝土连续墙的裂缝问题，从泵送混凝土的采用．钢筋布置，墙体伸缩缝等方面，分析了裂缝产生的原因，从 合理安排施工段．改进施工方法，改善养护方法等方面提出了裂缝的防范措施。 关键词：泵送混凝土 外围混凝土连续墙 中图分类号：一１ｔ ２ ２ ７ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｉ ６７４—０９８Ｘ（２００８）１ ０（ｂ）一０１１ ９－０ｌ 性和可泵性，膨胀剂能补偿混凝土的收缩。延 长混凝土的初凝时间，防止混凝土水化热初期 集中出现，因混凝七初期强度低易出现裂缝，如 将水化热推迟出现和延期出现，会减少裂缝。 （５）拄对墙体混凝土的约束 裂缝近年来，随着泵送商品混凝十的发 展，地下室外墙混凝士连续裂缝几平遍及每 与地下室外墙现浇墙连的柱，本身是墙 个工程。因裂缝而产生渗水也匿见不鲜， 体的一部分，但其钢筋的配设要远远大于墙 控制其裂缝已成为混凝土施Ｔ的一项课题。 体的钢筋，因而其钢筋对混凝土产生收缩的 一１裂缝情况 地下室外墙混凝土连续裂缝一般于混凝土 浇筑完毕后３ｄ左右开始出现，其形状呈垂直 状，从墙顶至墙底，裂缝宽度在Ｏ．１～０．５ｍｍ 内，裂缝一股沿墙均匀布置，特别是在墙柱，柱 与墙相交处等部位出现。 ２裂缝产生的原因 （１）混凝土的泵送混凝土施工一般均采 用混凝土泵送技术，因混凝±需达到泵送要 求，其坍落度一般要求在１４ ｃｍ左右，其同 一强度的混凝土相对于传统的半干硬性混 凝土水泥掺量多，碎石粒小，水掺量多，这三 大原因使混凝土产生裂缝的可能性大得多。 （２）钢筋的布置。钢筋保护层大。因地 Ｆ室特殊环境的要求，其外围连续墙钢筋外 围保护层要求大，一般为５０ ｍｍ左右，较 厚的保护层使该部位混凝土收缩时不能获 得钢筋的约束，形成裂缝，可能进一步发展。 部分设计配筋间距偏大。钢筋间距越 大，产生裂缝的可能性就越大。 （３）墙体伸缩缝过长，现行 钢筋混凝 土结构设计规范 规定地下室钢筋混凝土 墙体设置伸缩缝的距离为３０ｍ，因施工时伸 缩缝不好处理，易造成其渗水的薄弱环节。 一般工程都不愿意留设或少留设伸缩缝，导 致伸缩缝间距远远超过规范要求。混凝土 硬化干燥时其本身的收缩率为０．０５％～０． Ｏ６％，其收缩在长、宽、厚三个方向都产 生，但长度方向的收缩量要比其他两方向大 得多，墙体长度越大，其累计收缩的量就越 大，由此产生的相应力也越大，当墙体产生 的力大于其强度时，在此部位产生裂缝。 （４）底板对墙体的约束地下室底板混凝 土较墙体混凝土要早进行浇筑，其底板混凝 土本身的收缩要早于墙体混凝土的收缩，当 墙体混凝土收缩时，底板对此产生约束，从 而使墙体产生相应力，底板产生压应力。在 两侧应力叠加Ｆ，当其超过混凝土抵抗强度 时，便形成裂缝。 测、处理方面，具有重大的应用价值，应从以 下几个方面来努力、创新。 新参数、新性能指标的测试。随着丰于料 科学的发展，许多新材料被Ｔ程所应用，建 筑结构设计的不断改进，一些新的参数和新 的性能指标能够说明新材料和新结构的可 靠性，需要不断研究这些参数指标的测试方 法，为工程实践服务，是当前测试技术发展 的趋势。 约束要比墙体的约束大得多，从而加大了墙 在混凝土满足泵送的前提下，尽可能减少混凝 体自身收缩约束强度，相应提高了墙中的应 土坍落度。 力，因而该部位更容易出现裂缝。 （４）加强对薄弱部位的处理对墙体薄弱 （６）内外环境的影响地下室外墙连续墙 部位的地方，如留有大空洞，墙厚、墙高突 混凝土浇筑后，其内外两侧的环境完全不 变等，宜采用加设钢筋或留设后浇带等方 同，外侧与大气相连．其混凝土表面温度易 法，避免在此形成应力集中部位，产生裂缝。 随着大气的变化而变化，墙体反复受到热冷 （５）改进施工方法 变化而内侧已形成室内环境，变化较小，受 尽量采用墙体与楼板混凝【 分开浇筑， 二者环境差异的影响，使连续墙内外变化不 这样一方而可减少初期楼板对墙体的约束 一，且墙体越厚，差异越大，越易形成裂缝。 作用，另一方而可使墙体内外环境相统一， （７）混凝土养护不到位也是造成裂缝的 且墙体内侧养护易进行。 一大原因 墙体混凝土浇筑完后，楼板未浇筑完即拆 未有效保持墙体混凝土表面温度，一般 模，利用模板的保温作用，保持混凝土表面适当 墙体混凝土浇筑完第二天即将模板拆除，混 的温度，防止混凝七内外温差的出现，混凝土内 凝土表面随大气温度变化而变化，而混凝土 部水化热基本释放，再拆除模板，在此之前，可 内部因水化热的释放其温度较高，二者的温 将模板松动，保证养护用水进入混凝土表面，一 差将可能引起裂缝的产生。混凝土养护未 般拆模时间为５～６ｄ。 到位，不能保证混凝土水化所需的正常水 （６）改善养护方法 分，墙体属于竖向结构，其水分保持加之其 地下室外围连续墙外侧养护挂塑料水 内侧模板支撑的影响，养护更加困难。 管，在水管上钻４，７Ｌ，接通自来水形成水幕 养护。 ３裂缝的防范措施… 侧可铺挂保水性好的麻袋等物进行 （１）合理的配筋墙体的配筋尽量考虑到 养护，保持混凝上表面的湿润。 小而密，一般来说，墙体的水平和立筋均按 加强混凝上前期养护，特别是前四天。 ｌｏｏ ｍｍ间距布置较为合理，其钢筋截面大 （７）减少混凝土连续墙外露时间在地下 小根据计算而定，另外对于５０ｒａｍ厚的钢筋 室外围连续墙混凝土施工完毕后，尽量早点 保护层，有条件的可在其内加设一层细铁丝 进行防水施工和基坑回填土，防止混凝土墙 网，这样裂缝发生的可能性会大大降低。 暴露在大自然中。 （２）合理安排施工段尽量根据规范要求 混凝士裂缝的处理地下室外围连续墙 留设后浇带，混凝土的收缩大部分集中在初 混凝土的裂缝一般对结构安全不产生影响， 期，如留设后浇带，墙体两边可自由收缩，裂 但其易形成渗水通道，影响地下室的使用， 缝产生的可能性减少，混凝土大部分收缩完 故对茛进行封闭处理，其处理方法如下： 成后，再进行后浇带封闭。另外施工时可采 将外墙面沿裂缝两边别成八字形槽，用 取跳段施工的方法进行混凝土浇筑，这样可 环氧树脂进行灌缝密缝；用防水材料相适应 以避免后浇带施工，建议每段施工２０ｍ左 的裂缝处理材料将墙面压实补平；裂缝处施 右。 工一道防水层，并加设无纺纤维布一道，缝 （３）完善混凝土配合比 两边各５００ｍｍ宽。 优先采用水化热低的水泥。采用配好 的硬质岩石、碎石。采用粗砂，含泥量少。 参考文献 掺人适当的粉煤灰和膨胀剂，都可以降低混 【１】薛宝军．浅析混凝土裂缝产生的原因及 凝土的水化热，粉煤灰能加强混凝土的和易 防冶措施…．山西建筑．２００３（１２）：６４２６５． 新思想的引入、对数学模型的创新和改 型化、智能化，使测试精度不断提高，以保证 善。在建筑结构检测方法的研究中，引人新思 现场检测的需要。 想，不仅要考虑宏观力学，还要考虑微观力学， 操作方法的改进。结构检测仪器的操作 深入全面地看问题。已有的检测方法中用到 方法要日趋简单化，使其更适合于大面积建筑 的经验公式有一定的局限性、在新的数学模 程质量的柃测。 型建立时，应更加注意其边界条件，扩大使用范 围，提高拟合程度。 参考文献 测量仪器的改进。随着计算机的普及 【ｌ】周明月，胡期志．建筑工程检测．机械丁 与发展，改进测量仪器成为必然，测量仪小 －ｌ 出皈牡。 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ １１９