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摘要：我國(guó)建筑以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)居多，隨著結(jié)構(gòu)使用年限的增加、功能改變及災(zāi)后修補(bǔ)等，大量結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行檢測(cè)加固，建筑物的安全性就成為我們必需重視的問(wèn)題。而對(duì)鋼筋混凝土建筑物結(jié)構(gòu)的檢測(cè)和加固，便成為了延長(zhǎng)和增加使用壽命的關(guān)鍵。為此我們應(yīng)不斷提高和改進(jìn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)和加固技術(shù)，本文主要對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)與加固方法進(jìn)行全面的闡述。...

混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)與加固的探討

任育林  程亮

（西部電影集團(tuán)有限公司710054）

    近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，城市進(jìn)行了大量建設(shè)。部分結(jié)構(gòu)因功能改變，如加建、增加設(shè)備荷載等，或基礎(chǔ)下沉、地基承載力不足、墻體開(kāi)裂，混凝土遭受腐蝕強(qiáng)度不足、梁柱配筋不夠，或因地震或火災(zāi)，災(zāi)后修補(bǔ)等，都需要對(duì)建筑物整體結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行加固或拆除。結(jié)構(gòu)檢測(cè)與加固技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對(duì)于提高建設(shè)工程的質(zhì)量起到了積極的作用，在節(jié)省國(guó)家與企業(yè)的資金、保障企業(yè)生產(chǎn)安全和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全方面也起到了一定的作用。

建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)是以相應(yīng)現(xiàn)行規(guī)范為根據(jù)、以實(shí)驗(yàn)為技術(shù)手段，通過(guò)測(cè)量來(lái)反映結(jié)構(gòu)或構(gòu)件實(shí)際工作的性能，為判斷結(jié)構(gòu)的承載能力和安全儲(chǔ)備提供重要依據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)不僅對(duì)新建工程安全性能的評(píng)定起重要作用，而且對(duì)于危舊房屋的更新改造、受損結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)等提供直接的技術(shù)參數(shù)。

一、常用的檢測(cè)方法

    到目前為止，關(guān)于混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)主要有回彈法、超聲法、鉆芯法、拔出法和灌入法等，以及由上述基本方法組合而成的超聲回彈綜合法、鉆芯回彈綜合法等。而對(duì)于建筑物里面的鋼筋銹蝕程度的檢測(cè)技術(shù)，是在上世紀(jì)八十年代中期至上世紀(jì)八十年代末，由交通部門(mén)和冶金部門(mén)聯(lián)合研制出鋼筋定位測(cè)定儀這種儀器可定性地判別鋼筋是否銹蝕。20世紀(jì)90年代國(guó)外的測(cè)試儀器可初步定量測(cè)試鋼筋的銹蝕速度和銹蝕量，但測(cè)試結(jié)果有一定的誤差。而國(guó)內(nèi)目前使用的檢測(cè)方法主要有兩種：一種就是對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行取樣，帶回到實(shí)驗(yàn)室，然后用儀器進(jìn)行檢測(cè)；而另一種就是使用儀器對(duì)建筑物現(xiàn)場(chǎng)一些重要指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，達(dá)到檢測(cè)的目的。

    1.1回彈法檢測(cè)方法 　　

    利用專(zhuān)用回彈儀器，對(duì)普通鋼筋混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)方法簡(jiǎn)稱(chēng)回彈法。主要原理是：回彈儀器的回彈值，反映了反作用于沖擊量能的回彈量能，然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系和具體的公式計(jì)算，可以反映出鋼筋混凝土表面的抗壓強(qiáng)度系數(shù)。 　

    1.2超聲法檢測(cè) 　　

    超聲波檢測(cè)方法，是根據(jù)超聲波在鋼筋混凝土里面的傳播速度，與鋼筋混凝土的強(qiáng)度有關(guān)。可用來(lái)檢測(cè)鋼筋混凝土建筑物中間的缺陷的同時(shí)，還可以檢測(cè)建筑物的強(qiáng)度。超聲波檢測(cè)建筑的強(qiáng)度主要是依靠聲波在建筑物里面的傳播速度和固體介質(zhì)的彈性量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系而定。 　

    1.3鉆心法 　　

    鉆芯法是利用專(zhuān)用混凝土鉆芯機(jī)，直接從所需檢測(cè)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上鉆取混凝土芯樣，按有關(guān)規(guī)范加工處理后，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，根據(jù)芯樣的抗壓強(qiáng)度推定結(jié)構(gòu)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的一種局部破損的檢測(cè)方法。 　　

    1.4雷達(dá)檢測(cè)法 　　

    雷達(dá)波檢測(cè)法，是利用電磁波在傳播過(guò)程中反射的原理。電磁波在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)里面?zhèn)鞑ニ俣扰c介質(zhì)介電常數(shù)有關(guān)，可以根據(jù)反射的電磁波的具體數(shù)值，判斷鋼筋混凝土內(nèi)部的：結(jié)構(gòu)、鋼筋配置、缺陷和混凝土強(qiáng)度等。

    對(duì)某些結(jié)構(gòu)或構(gòu)件為獲得其結(jié)構(gòu)整體受力性能或構(gòu)件承載力、剛度或抗裂性能，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的整體性能的靜力實(shí)荷檢驗(yàn)。對(duì)某些重要建筑和大型的公共建筑還可進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動(dòng)力測(cè)試。其中靜力實(shí)荷檢驗(yàn)可分為使用性能檢驗(yàn)、承載力檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)。使用性能的檢驗(yàn)主要用于驗(yàn)證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在規(guī)定荷的作用下不出現(xiàn)過(guò)大的變形和損傷，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件經(jīng)過(guò)檢測(cè)后還必須滿(mǎn)足正常使用要求；承載力檢驗(yàn)主要用于驗(yàn)證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的設(shè)計(jì)承載力；破壞性檢驗(yàn)主要用于確定結(jié)構(gòu)或模型的實(shí)際承載力。

二、常用的結(jié)構(gòu)加固方法

    2.1加大截面加固法

    加大截面加固法是在鋼筋混凝土構(gòu)件外部外包混凝土(通常用于梁、柱，在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)增加混凝土現(xiàn)澆層，受拉區(qū)增加配筋量)，增大構(gòu)件截面積和配筋量，增加截面有效高度，從而提高構(gòu)件正截面抗彎、受壓、斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。通過(guò)新加部分和原構(gòu)件共同工作，可有效地提高原構(gòu)件正截面抗彎、斜截面抗剪承載力和截面剛度，改善正常使用性能。

    該法施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)；適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固；但現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。更為重要的是增加的外包混凝土與原有構(gòu)件的混凝土材齡相差較大，要解決好新加部分與原有部分混凝土的整體工作共同受力，是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，并且受制的因素較多，現(xiàn)階段只能增加有利的構(gòu)造措施。

    2.2置換混凝土加固法

    該法是剔除部分陳舊的混凝土，置換成新的混凝土，新混凝土的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)比原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件至少提高一級(jí)。比較適用于鋼筋混凝土構(gòu)件的局部加強(qiáng)處理，有時(shí)也用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固。

    該法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，而且剔除陳舊混凝土的工作量大，容易傷及原構(gòu)件的鋼筋，所以在施工過(guò)程中對(duì)原構(gòu)件可能造成的屈服、疲勞、失穩(wěn)等破壞狀態(tài)要進(jìn)行全面嚴(yán)密的評(píng)估。

    2.3粘結(jié)外包鋼加固法

    粘結(jié)外包型鋼加固法是把型鋼(鋼板)包在被加固構(gòu)件的外邊，即采用環(huán)氧樹(shù)脂化灌漿等方法把型鋼與被加固鋼筋混凝土構(gòu)件粘結(jié)成一整體，使鋼材與原構(gòu)件整體工作共同受力。加固后的構(gòu)件，由于受拉、受壓區(qū)鋼材截面積增大，從而正截面承載力和截面剛度都有大幅度提高。該方法常用構(gòu)件加固后不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高構(gòu)件承載能力的鋼筋混凝土構(gòu)件。

    該法也稱(chēng)濕式外包鋼加固法，受力可靠、施工簡(jiǎn)便、現(xiàn)場(chǎng)工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無(wú)防護(hù)的情況下用于6000C以上高溫場(chǎng)所；

    2.4粘鋼加固法

    外部粘鋼加固法是在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力不足區(qū)段(正截面受拉區(qū)、正截面受壓區(qū)或斜截面)表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，使其整體工作共同受力，以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的一種加固方法。該方法的實(shí)質(zhì)是提高原構(gòu)件的配筋量，從而相應(yīng)提高構(gòu)件的剛度、抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等方面的性能，適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。

    該法施工快速、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無(wú)顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平；適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。但該法加固對(duì)結(jié)構(gòu)膠的要求較高，結(jié)構(gòu)膠必須是強(qiáng)度高、粘結(jié)力強(qiáng)、耐老化、彈性模量高、線膨脹系數(shù)小、具有一定彈性，其加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平。

    2.5粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法

    外貼纖維加固是用特制膠結(jié)材料把纖維增強(qiáng)復(fù)合材料貼于被加固構(gòu)件的相應(yīng)區(qū)域，使它與被加固構(gòu)件截面共同工作，達(dá)到提高構(gòu)件承載能力的目的。目前常用粘貼碳纖維復(fù)合材料的方法來(lái)加固。此法可用于各種受力性質(zhì)的鋼筋混凝土構(gòu)件和一般構(gòu)筑物構(gòu)件。

    除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，但需要專(zhuān)門(mén)的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。我國(guó)從1997年開(kāi)始對(duì)碳纖維復(fù)合材料加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)進(jìn)行研究，如今被用于房建、橋梁等多種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固，這種粘碳纖維復(fù)合材料的加固方法已經(jīng)被普遍的采用。

    但這種加固方法彈性模量小，對(duì)于需要加固剛度的構(gòu)件來(lái)說(shuō)不太適用；耐火性與耐高溫性能差，一般的環(huán)氧樹(shù)脂在100攝氏度時(shí)力學(xué)性能會(huì)受到較大影響，只有特殊的環(huán)氧樹(shù)脂可以在200攝氏度的高溫下正常工作；延性不足，構(gòu)件變形過(guò)大時(shí)會(huì)引起碳纖維的脆性斷裂，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的脆性破壞，對(duì)于需要較大變形或?qū)�抗震要求比較高的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)是十分不利的。

    2.6繞絲加固法

    直接在構(gòu)件外饒上高強(qiáng)鋼絲(鋼絞線)，在加固防腐要求較高的構(gòu)件時(shí)，利用鍍鋅鋼絞線和防腐砂漿組成的復(fù)合材料對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，兩種材料在加固中起著不同的作用，防腐高強(qiáng)鋼絲起到抱箍的作用，防腐砂漿起到錨固鋼絲和保護(hù)層作用，使其共同工作整體受力，以提高構(gòu)件的承載力。這種方法實(shí)際是一種體外配筋，通過(guò)提高構(gòu)件的配筋率，從而相應(yīng)提高構(gòu)件的承載能力，所以被廣泛地應(yīng)用在鋼筋混凝土建筑物的加固處理及水中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防滲漏、防腐蝕加固處理。

    該法的優(yōu)缺點(diǎn)與加大截面法相近；適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固，或需對(duì)受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場(chǎng)合。

    2.7錨栓錨固法

    該法適用于混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20~C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固；不適用于已嚴(yán)重風(fēng)化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。

    2.8預(yù)應(yīng)力加固法

    該法是一種采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿(分水平拉桿、下?lián)问嚼瓧U和組合式拉桿)或撐桿，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。預(yù)應(yīng)力加固法廣泛用于混凝土梁、板等受彎構(gòu)件以及混凝土柱(用預(yù)應(yīng)力頂撐加固)的加固，具有廣泛的應(yīng)用前景。該法加固效果好而且費(fèi)用低，但增加了施加預(yù)應(yīng)力的工序和設(shè)備。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)，在選擇加固方法的同時(shí)還需選擇相應(yīng)的配套技術(shù)。但對(duì)技術(shù)要求比較高。需要由熟練工人來(lái)完成，才能確保安全。

    2.9增加支承加固法

    該法簡(jiǎn)單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

三、結(jié)語(yǔ)

    結(jié)構(gòu)在正常使用過(guò)程中，其功能必然逐漸減弱，結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷不可避免，科學(xué)的評(píng)估結(jié)構(gòu)損傷的原因和程度，并采取有效的加固措施，確保結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中的安全，是房屋設(shè)計(jì)、檢測(cè)的一項(xiàng)重要工作。鋼筋砼加固是通過(guò)一些有效的措施，使受損結(jié)構(gòu)恢復(fù)原有的結(jié)構(gòu)功能。或者在已有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提高其結(jié)構(gòu)抗力能力，以滿(mǎn)足新的使用條件下結(jié)構(gòu)的功能要求。

參考文獻(xiàn)

    [1] 宋彧；工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)與加固；科學(xué)出版社；2011.05

    [2] 陳宗平；建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定與加固；中國(guó)電力出版社；2011.08

    [3] 胡忠君；建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與檢測(cè)加固；武漢理工大學(xué)出版社；2013.05

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)      文徑網(wǎng)絡(luò)：呂琳琳  尹維維 編輯    劉真 文徑 審核)

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