浅析如何加强主体结构的检测
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摘 要:主体结构工程质量的优劣关系到整个建筑物使用功能, 因此借助于合理且先进的检测手段和方法,对其各种力学性能参数进行检测, 能够对整体质量做出合理的鉴定,本文就如何加强主体结构的检测做简单研究。
关键词：结构检测；回弹法；超声回弹综合法
一、概述
建筑工程主体结构检测主要是围绕建筑工程主体结构的强度、刚度及稳定性来观察建筑物的整体情况，抗压强度是混凝土各种物理力学性能的综合反映,是确定混凝土的强度等级、 评定和比较混凝土质量的最主要的相对指标,又是判定和计算其它力学性能指标的基础, 因而对抗压强度的检测有着重要的意义。
二、检测项目及方法
（一）外观质量和尺寸偏差检测
混凝土构件外观质量与缺陷的检测可分为蜂窝、麻面、孔洞、夹渣、露筋、裂缝、疏松区和不同时间浇筑的混凝土结合面质量等项目。这些项目可采用目测与尺量的方法检测;检测数量,对于建筑结构工程质量检测时宜为全部构件。其评定方法, 可按 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204确定。混凝土结构构件的尺寸与偏差的检测可分构件截面尺寸、标高、轴线尺寸、预埋件位置、构件垂直度和表面平整度等 6 项。这些尺寸应以设计图纸规定的尺寸为基准确定其偏差, 尺寸的检测方法和尺寸偏差的允许值同样应按 GB50204确定。对于受到环境侵蚀和灾害影响的构件,其截面尺寸应在损伤最严重部位量测,在检测报告中应提供量测的位置和必要的说明。
（二）混凝土构件抗压强度的检测方法
多年来, 国内外对在役结构混凝土抗压强度的测试方法进行了大量的试验研究, 总体上可以分为两类, 即静态检测方法和动态检测方法。静态检测方法是传统的检测方法, 这一类检测方法的数据较准确, 但对于大型结构, 因体量大, 构件多, 有的部位无法检测, 因而受到限制。静态检测方法包括回弹法、钻芯法、超声脉冲法、雷达法、冲击回波法、垂直反射法、红外热像法、光测法、磁检测法和多种多样的综合法。日前已采用的综合法有超声回弹综合法、超声钻芯综合法、声速衰减综合法等, 其中超声回弹综合法已在我国得到广泛应用。
动态检测方法是振动反演理论在工程上的应用,在脉动、起振器共振等激励方式下, 通过测量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。结构动力检测的基本问题是依据结构的动力响应识别结构的当前状态,分为结构模态参数识别( 自振频率和振型)和结构物理参数识别( 刚度) 。动态检测方法又可分为正弦稳态激振、环境激振检测方法和局部激振检测方法。上述各种检测方法各有特点,检测人员可以根据工程状况设备条件灵活选用。其中钻芯法最具有说服力, 但实际检测钻芯数量有限, 不可能大面积应用;回弹法快捷方便,但其主体现的是混凝土构件的表面强度,对内部强度无从反映; 超声能对混凝土内部空洞和不密实区的范围及位置，裂缝深度、面损伤层厚度、不同时间浇筑的混凝土结合面的质量和混凝的匀质性做出比较准确的判定,但是，由于影响声速的因素很例如水泥品种、水泥含量、 含砂率、粗骨料品种和最大粒径、水率、龄期等,当所用材料、含水率和龄期不同时, 传播速度与凝土的强度关系将有很大不同,因此，用超声法也难以保证混土强度检测的准确性; 超声回弹综合法则既能反映构件表面度，又能反映构件混凝土的内部强度，能比较全面地反映构件强度，所以相对于单一的回弹法或超声法来说, 它在技术上更具有先进性,检测结果更准确, 下面就回弹法和超声回弹综合法两种无破损试验方法采用对比的方式进一步的分析；
1、回弹法检测混凝土强度的原理
用具有一定初始动能的重锤弹击混凝土表面，弹击后，初始动能发生再分配:一部分能量以塑性变形或残余变形的形式为混凝土所吸收，而另外一部分能量则与剩余自由能正相关地传给重锤，使重锤回弹一定的高度，根据回弹高度与混凝土强度正比的关系推算混凝土强度。要使初始动能仅仅分配为上述两部分，就应当使混凝土的质量与重锤的质量相比，基本上为无穷大。因为任何初始动能或其一部分能量，都取决于因弹击而在混凝土中形成回弹动能的两个互相碰撞物体的质量之比。一般大型混凝土构件，可以看成是质量无穷大，采用重量较小的重锤进行弹击，弹击时所需的能量，系通过弹簧的直线运动或圆周运动取得。回弹值取决于重锤在混凝土表面弹击后所获得的回弹能量，并由控制回弹的弹簧系统指示，回弹值可通过指针在刻度尺上读出。回弹仪上装有制动系统，可以使拉簧拉伸到限定位置，以保证重锤在某一测试角度具有最大的冲击动能。整个回弹仪中的关键部件是提供冲击能量用的拉簧，拉簧应当合乎标准要求，而且，其长度应经常进行校正。回弹法测定混凝土的强度，即回弹仪以一定的动能弹击混凝土表面，其回弹值与混凝土表面硬度具有一致的变化关系，根据回弹值与抗压强度校准混凝土碳化深度、龄期的相关关系，以回弹值推算混凝土的极限抗压强度。低强度混凝土回弹值小，高强度混凝土回弹值大。
2、超声回弹综合法检测原理
超声回弹综合法是超声法检测和回弹仪测量的综合，是先利用超声仪测定超声波在混凝土构件中的传播时间t并计算出超声波在混凝土中的声速值v，然后利用回弹法测定混凝土表面硬度即回弹值R，同时根据回弹值R和声速值v来推定混凝土强度fcu。由于超声声速值反映了混凝土的内部密实度，而且混凝土强度的不同，其结构密实度也不同，鉴于混凝土的强度与超声声速v和混凝土的表面硬度(表面硬度可由回弹锤的反弹高度即回弹值R反映)具有相关性，因此完全可以建立回弹值和超声声速值与混凝土抗压强度之间的相关关系式fcu-v-R。由于声速值与回弹值综合后，原来对超声声速和回弹值有影响的因素，没有原来单一方法时那么显著，这就扩大了超声回弹综合法的适用范围，提高了测试精度。
3、方法采用现状的区别
回弹法在我国的使用历史比较久远，长达40年，我国在回弹法检测混凝土强度方面发展的也较为成熟。国外在使用回弹法时精度不高，有的只能定性判断混凝土质量，不能定量给出具体强度数值。而我国已经解决了回弹法使用精度不高和不能普遍推广的关键问题。因此回弹法在我国的使用越来越广泛。不但制定了回弹法检测技术规程，同时还形成了国家统一测强曲线。回弹法统一测强曲线经过15年使用，效果较好。而且经过一些省市验证，验证平均相对误差及相对标准差均能满足要求。同时我国已经颁布了《回弹法检测高强混凝土强度技术规程》Q/JY17－2000，而且该规程还表明，在具有钻芯试件作校核的条件，还可以按该规程进行长龄期混凝土的强度检测。我国曾经两次颁布回弹法检测技术规程。这也从另一方面说明了回弹法在我国的使用还是比较成功的。尽管如此，我们并不能以此来代替试块去评定混凝土强度。只有符合规程规定的条件才能使用回弹法检测，并且检测结果只能作为处理混凝土质量问题的一个依据。