淺談建筑工程結(jié)構(gòu)檢測及加固措施
2015-05-22
1、引言
我國在剛剛建國之時建造的大量工業(yè)與民用建筑，至今為止使用的時間大都超過了50年，因為時間較長，所以存在著各種安全隱患。建筑結(jié)構(gòu)試驗檢測技術(shù)指的是使用相應(yīng)的現(xiàn)行規(guī)范為依據(jù)、用實驗作為技術(shù)手段，測量有關(guān)參數(shù)并且能夠反映結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的實際工作性能，并為判斷結(jié)構(gòu)的安全儲備和承載能力提供了相當(dāng)重要的理論依據(jù)。建筑物在一定的時間內(nèi)，在一定的條件下即包括正常施工、正常設(shè)計、正常使用以及維護(hù)等方面的內(nèi)容，就應(yīng)該滿足安全性、耐久性適和用性的設(shè)計要求。
同時在建筑工程在施工的過程中因為配筋的不足混凝土質(zhì)量的問題以及在使用過程中因為增加載荷以及改建的原因從而引起建筑工程的質(zhì)量問題。出于這樣的原因就需要對建筑物進(jìn)行加固，充分考慮到加固的安全、快捷以及經(jīng)濟施工等方面的需要，確定好加固設(shè)計的最佳方案，同時能夠?qū)⒃O(shè)計方案實際運用到加固施工中去，這樣的話就達(dá)到了建筑工程加固效果。同時方案的確定應(yīng)該遵循經(jīng)濟、便捷、安全以及方便施工這樣的原則。這樣的話，才可以實現(xiàn)加固工程的社會效益以及經(jīng)濟效益的雙豐收。
2、建筑工程結(jié)構(gòu)檢測
2.1結(jié)構(gòu)檢測概述
結(jié)構(gòu)檢測是對建筑物進(jìn)行鑒定與評估的基本依據(jù)，也是對建筑物質(zhì)量評定的重要依據(jù)。伴隨著我國經(jīng)濟社會的全面發(fā)展，建設(shè)事業(yè)在這樣的大背景下也得到飛速發(fā)展,同時建筑工程結(jié)構(gòu)驗測技術(shù)經(jīng)歷了從簡單到完善、從片面到全面、的發(fā)展歷程, 他的發(fā)展與應(yīng)用可以不斷提高建設(shè)工程的質(zhì)量、節(jié)省國家與企業(yè)的資金、保障企業(yè)以及人民生命財產(chǎn)的安全等方面都有著十分了積極的影響。
建筑工程結(jié)構(gòu)檢測和建設(shè)工程施工階段的送樣之間質(zhì)量檢查有十分明顯的區(qū)別, 一般來說前者通常表現(xiàn)為事后的檢驗與測試, 如在澆注好混凝土后, 測定鋼筋的配置情況等。從這個角度講, 這項工作具有難度更大, 技術(shù)復(fù)雜的特點。 同時也是是材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、電子學(xué)與計算機科學(xué)等多項學(xué)科結(jié)合的產(chǎn)物。
2.2幾種主要的結(jié)構(gòu)檢測
2.2.1混凝土結(jié)構(gòu)檢測
混凝土結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量如何, 將會直接影響到整個房屋建筑工程的實用、安全、經(jīng)濟, 混凝土結(jié)構(gòu)的檢測主要可以為構(gòu)件檢測、混凝土材料檢測、混凝土強度檢測等。
對混凝土材料、構(gòu)件的檢測通常是用超聲波檢測技術(shù)來進(jìn)行的, 它的主要目標(biāo)是檢測混凝土材料內(nèi)部出現(xiàn)的縫隙以及空洞等?；炷潦怯啥喾N材料混合而成的非均質(zhì)材料, 這對超聲脈沖的吸收、散射衰減比較大, 因此, 當(dāng)混凝土的材料、檢測距離和內(nèi)部質(zhì)量處于定值時, 超聲波在混凝土中傳播的速度、首波幅度等聲學(xué)參數(shù)的數(shù)值應(yīng)該保持基本的一致。一旦混凝土內(nèi)部出現(xiàn)空洞或者裂縫時, 超聲波的聲速、信號頻率將會有所變化, 且由于超聲波在缺陷的層面產(chǎn)生復(fù)雜的反射、折射等現(xiàn)象,極容易導(dǎo)致信號波形畸變, 超聲波測試正是根據(jù)這些明顯的變化, 從而來測定混凝土內(nèi)部的缺陷。我國的工程建筑行業(yè)普遍使用的是超聲波檢測技術(shù)。同時與 2000 年由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會批準(zhǔn)頒布了《超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》。
2.2.2砌筑結(jié)構(gòu)檢測
因為受我國傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的影響, 大部分建筑的承載主要采取的是砌體承載, 因為具有取材方便、保溫、隔熱、隔音等方面的優(yōu)點， 所以一直使用至今, 并且使用范圍相當(dāng)?shù)膹V泛。砌體結(jié)構(gòu)的缺點在于自重大、強度較低、砂漿與塊體之間的粘接力度較弱等方面, 當(dāng)遇到外部的強力作用,則極容易出現(xiàn)損壞。因為砌體承擔(dān)著建筑物的承載作用,所以他損壞程度對建筑物的使用影響將會很大。所以在對建筑物結(jié)構(gòu)檢測時, 對砌筑結(jié)構(gòu)的檢測將是不可缺少的。砌筑結(jié)構(gòu)檢測通常就會對塊材強度、砂漿強度、砌體強度等方面進(jìn)行檢測。
根據(jù)檢測方法的不同, 可以分為靜態(tài)檢測與動態(tài)檢測等方法。對塊材強度的檢測方法主要可以分為回彈法、取樣結(jié)合回彈法以及鉆芯法。檢測方法對檢測的條件有限制, 要求檢測時塊材的品種應(yīng)當(dāng)相同, 強度等級相符,所以在質(zhì)量上應(yīng)當(dāng)保持同等級,且砌筑構(gòu)件的環(huán)境應(yīng)當(dāng)有相似之處。根據(jù)實際條件對不同的塊材材料, 回彈法與鉆芯法兩種方法的應(yīng)用同樣將會不同,而塊材如果是石體, 則多采用鉆芯法對塊材強度進(jìn)行檢測，當(dāng)塊材是磚體時, 多采取回彈法和取樣法結(jié)合的方法。
2.2.3鋼結(jié)構(gòu)檢測
同混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)相比較而言, 工程建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量相對較少, 由于鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)比較均勻, 因此具有強度、塑性以及韌性均能較方便地進(jìn)行測試的優(yōu)勢, 同時因為冶金、交通、航空石油、機械、化工等工業(yè)部門對鋼材物理力學(xué)性能、內(nèi)部缺陷、焊縫探傷等檢驗方法比較完善, 所以他的檢驗測試技術(shù)發(fā)展之路基本是學(xué)習(xí)、借鑒國內(nèi)其他行業(yè)的先進(jìn)方法, 一般采用的方法有: 超聲波無損檢測、渦流檢測、滲透檢測、鋼材銹蝕檢測、磁粉檢測、射線檢測及涂層厚度檢測等方法。
3、建筑工程的加固措施
3.1建筑結(jié)構(gòu)檢測在我國的現(xiàn)狀
當(dāng)需要對建筑物的施工質(zhì)量進(jìn)行評定時，或者因為當(dāng)建筑物的某種原因而不能滿足某項功能之時，以及對建筑物滿足某項功能的要求產(chǎn)生異議時，就需要對其整體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的某一部分或是某些構(gòu)件進(jìn)行檢測，當(dāng)如下情況出現(xiàn)時就需要對建筑物進(jìn)行檢測、鑒定和加固處理,對地基承載力有過高的估計，從而少算或漏算作用于結(jié)構(gòu)上的荷載；因設(shè)計不周或，如對建筑工程的地質(zhì)、水文、地基情況了解不夠全面，設(shè)計人員受力分析概念不清、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算錯誤等情況；因為施工質(zhì)量不高，如混凝土強度就低于設(shè)計等級的要求，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件往往就有孔洞、蜂窩、露筋現(xiàn)象的發(fā)生，鋼筋力學(xué)性能與設(shè)計要求不符合等；因砌體砌筑方法不當(dāng)，而造成通縫、空心砌塊不按設(shè)計要求灌筑混凝土芯柱。同時對于一些具有的歷史意義的建筑時、對有紀(jì)念意義的建筑需要進(jìn)行保護(hù)，則就要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定和加固；同時當(dāng)對建筑物進(jìn)行改建、擴建和加層時，就需對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定和加固。在對建筑物進(jìn)行裝修中需對結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置有重大改變從而影響原到結(jié)構(gòu)受力體系時，應(yīng)該對結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定和加固。同時在已有建筑附近進(jìn)行深大基坑開挖，這種開挖則就會而引起土體位移進(jìn)對基坑周圍的已有建筑產(chǎn)生有害影響，就應(yīng)該對這些建筑進(jìn)行鑒定以及加固工作。這也是保證基坑周圍已有建筑的安全、確?；庸こ毯托陆üこ添樌M(jìn)行的重要舉措之一。通常我們把建筑結(jié)構(gòu)檢測方法分為：混凝土結(jié)構(gòu)檢測，比如：結(jié)構(gòu)性能實荷檢測、超聲波法、超聲回彈綜合法、混凝土強度回彈法、取芯法、拉撥法等方法、砌體結(jié)構(gòu)檢測比如：軸壓法、扁頂法、原位單剪法、原位單磚雙剪法、筒壓法、推出法、點荷法、回彈法、砂漿片剪切法、射釘法，鋼結(jié)構(gòu)檢測的方法有：結(jié)構(gòu)性能實荷檢測與動測、超聲波無損檢測、射線檢測、渦流檢測、磁粉檢測、涂層厚度檢測、鋼材銹蝕檢測以及鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)檢測。
3.2 檢測的后續(xù)——補修與加固的措施
3.2.1加固連接方法的選擇
這應(yīng)該充分考慮到的加固連接方法的選擇應(yīng)該目的受力狀態(tài)、構(gòu)造及工作條件、綜合考慮結(jié)構(gòu)加固的原因、以及原有結(jié)構(gòu)采用的連接方法。在鋼結(jié)構(gòu)常用的連接方法中，連接的剛度，破壞時抵抗變形能力的大小排列，依次分別是焊接、摩擦型高強度螺栓、鉚接。一般應(yīng)用剛度較大的連接加固比其剛度小的連接，在同一受力部位連接的加固中，不適合采用剛度相差較大的，譬如焊縫與鉚釘或普通螺栓共同受力的混合連接方法，同時剛度較大的連接比如焊縫這樣承受全部作用力時除外。如有根據(jù)可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓共同受力的混合連接。
3.2.2焊縫連接的加固
要做到焊縫連接的加固可依次采用增加焊縫長度、有效厚度或兩者同時增加的辦法來做到。然而不管采用哪種方法，都應(yīng)該對施焊前后和過程中焊縫連接強度進(jìn)行計算。當(dāng)負(fù)荷下用焊縫加固結(jié)構(gòu)時，同時應(yīng)該盡量避免采用長度垂直受力方向的橫向焊縫，如果在負(fù)荷下加固垂直于受力方向的橫向焊縫時，就必須采取安全技術(shù)措施及適當(dāng)施焊工藝，這樣就可以避免施焊中因焊件過熱引起的構(gòu)件和其連接的承載能力急劇下降從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。如果一旦出現(xiàn)增加焊縫長度、有效厚度或兩者共同的辦法都不能滿足連接加固的要求時，就采用附加連接板的辦法，附加連接板可以用角焊縫與基本構(gòu)件相連，也可以用附加節(jié)點板與原節(jié)點板對接，然而不管是采用何種方法，都應(yīng)該進(jìn)行連接的受力分析，保證連接可以承受各種可能的作用力。
3.2.3螺栓和鉚釘連接的加固
螺栓或鉚釘因為松動、損壞失效或者連接強度不足就需要更換以及新增加固其連接之時，首先考慮的是應(yīng)該采用適宜直徑的高強度螺栓將二者之間連接起來。同時當(dāng)負(fù)荷下進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，就需要拆除結(jié)構(gòu)原有鉚釘、受力螺栓或增加釘孔時，除應(yīng)設(shè)計計算結(jié)構(gòu)原有和加固連接件的承載能力之外，還必須校核板件的凈截面面積的強度。當(dāng)用摩擦型高強度螺栓部分更換結(jié)構(gòu)連接的鉚釘，組成強度較高的螺栓以及鉚釘?shù)幕旌线B接時，同直徑的摩擦型高強度螺栓的承載力一般僅為鉚釘連接抗剪承載力的85%，確保連接受力的勻稱，所以應(yīng)對稱地更換松動、受到損傷的鉚釘，即就是把缺損鉚釘和與其相對應(yīng)的非缺損鉚釘同時更換。
4、結(jié)束語
新建工程安全性能的評定中非常重要的是建筑結(jié)構(gòu)試驗檢測，同時要真正科學(xué)而有效地對建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測以及加固，在充分了解了建筑物結(jié)構(gòu)損害程度及受損部位，評估建筑受損程度，更加重視施工監(jiān)測，才能保證施工質(zhì)量和施工安全順利進(jìn)行。
