浅谈建筑结构检测与加固技术

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摘要：随着建筑结构老化、结构耐久性检测越来越引起人们的重视。为保证建筑物的安全性、适用性和耐久性，需要对建筑结构进行必要的检测及加固。本文对现有结构检测技术及施工加固方法进行总结、分析，并提出了对结构检测技术的展望。

关键词：建筑结构；检测；加固

中图分类号：TU3文献标识码： A 文章编号：

1 引言

混凝土结构是目前土木工程结构设计中最为常用的结构形式之一[1]，然而由于环境污染及施工设计存在问题等原因致使其过早损坏，造成巨大经济损失。据报道，美国目前整个混凝土工程的价值约为6万亿美元，而今后每年用于维修或重建的费用预计将高达3000亿美元[2]；钢结构轻质高强，施工简单，但容易发生失稳、疲劳等破坏，1907年加拿大魁北克一座大桥在施工中破坏，9000t钢结构全部坠入河中，致使桥上75人全部遇难[3]；我国建筑结构老化问题也相当严重，城乡建设砌体结构近半数需要加固以保证其安全使用性[4]。我国的建筑工程结构验测技术经历了从无到有、从单项到全面、从局部构件到整体结构的发展过程，在提高建设工程的质量、节省国家与企业的资金、保障企业生产安全和人民生命财产的安全等方面都起到了积极的作用。结构检测不仅对新建工程安全耐久性能评定起重要作用，而且对既有建筑物及受损结构的加固等提供技术指导。

2 建筑结构常用检测方法

结构工程耐久性直接影响其安全性、适用性和经济性，结构检测是建筑结构耐久性评定的重要依据。结构检测工作主要包括建筑材料检测、主体结构检测、地基及基础检测以及建筑智能系统检测等。按被检测结构的种类分为：钢筋混凝土结构检测、砌体结构检测、钢结构检测等。

2.1 混凝土结构现场检测方法

混凝土结构现场检测内容一般包括混凝土强度检测、钢筋位置及锈蚀检测等。

混凝土强度检测方法主要包括回弹法、超声脉冲法、超声回弹综合法、射线法、落球法、钻芯法、拔出法等。其中较为常用的超声回弹综合法是建立在超声传播和回弹值与混凝土抗压强度之间相互关系上，以波速V和回弹值R来综合反映混凝土强度的一种非破损检测方法。其降低了含水率的影响，弥补了以单一指标评定混凝土强度的不足，把石子和测试面以及碳化深度等影响因素在检测结果中进行修正，相对全面地反映混凝土实际强度，以提高检测精度。

钢筋位置测定主要采用雷达波和电磁感应法，电磁感应法常用于钢筋位置距离较大和混凝土保护层较薄的情况，但不能准确测定钢筋直径的准确数值，现场进行测试时，一般对构件进行部分破损，并结合检测数据综合评定构件的性能。

检测钢筋锈蚀主要有裂缝观察法、取样法和电化学测试方法，其中常用的电化学测试方法是利用测定钢筋表面与探头之间的电位差判断钢筋锈蚀的锈蚀程度。

2.2 砌体结构现场检测方法

砌体结构检测法主要包括抽样检测法、原位检测法、动测综合法和微观结构法，现阶段多采用砌体结构的原位非破损或半破损试验方法，即运用砂浆和砖块强度等级间接表征砌体的抗压强度，主要有射钉法、冲击法、推出法和回弹法，现场检测时具体选用何种方法要依据实际工程需要判定。

2.3 钢结构现场检测方法

钢结构检测多采用取样法，即在结构上截取试样来检查钢结构的材质和钢材强度等力学性能，但此方法多会对原有结构造成一定的损伤，从而影响其工作性能。因此，近几年人们常采用对结构损伤度较小表面硬度法和超声法等。

根据检测规范，表面硬度法由布氏硬度仪测定，据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，再由关系换算得到钢材的强度、屈服强度等。该方法操作简单、使用方便、基本对结构无损害，已得到广泛应用。超声法检测钢材和焊缝缺陷多采用脉冲反射法，将超声波脉冲射入被测材料中，根据超声波检测仪显示器上的波形评定结构的性能，但当检测钢结构中较小的缺陷时，则应选用较高频率的超声波，此方法比磁粉探伤、涡流检测、射线探伤更有利于现场检测。

3 常用施工加固方法

当结构自身因施工质量影响其承载能力不足或因环境腐蚀、冲击、火灾等灾害造成其性能劣化时，则需要对建筑结构进行检测确定其受损情况，并以此为依据制定施工加固方案以保证建筑结构的安全使用性。

混凝土结构常用加固方法有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、粘钢板碳纤维加固法、置换混凝土加固法、全焊接补筋法、套箍加固法、喷射混凝土补强加固法、植筋法、局部修补加固法等；砌体结构加固方法有扶壁柱加固法、加大截面加固法、钢筋水泥砂浆加固法、外包钢筋混凝土柱加固法、外包钢加固法等；钢结构加固方法有加大构件截面、改变结构计算简图、加强连接法等。具体结构加固中要根据实际工程条件和使用要求选择适宜的加固方法。但对于普遍混凝土结构，对结构加固时其相应的施工技术要求较为严格。一般常用施工技术有[5,6]：

（1）托换技术

该技术是托梁拆柱、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称。托换技术属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成，适用于已有建筑物的加固改造或古建筑迁移等。此做法与传统先拆后建技术相比，施工周期短、费用低、影响范围小。

（2）裂缝修补技术

混凝土结构裂缝源于荷载、地震、地基变形、温度收缩和钢筋碳化锈蚀等作用，其修补方法主要有表面处理法、灌浆法、填充法和填充密实法等。该技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复，主要适用于既有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性裂缝，除修补外，还应采用相应的加固措施。

（3）植筋技术

该技术是向混凝土中植入普通钢筋或螺栓式锚筋，已广泛应用于既有建筑物的加固改造工程。其施工简便并能有效地对混凝土结构进行连接或锚固。

（4）表面处理技术

该技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物以确保加固顺利进行。

4 建筑结构检测技术展望

随着人们对工程质量的关注以及结构检测技术的迅速发展和日臻成熟，结构检测和加固技术在建设工程中的作用至关重要。然而为了满足不断发展变化的新型材料、结构构造等，还需要进一步加强、完善和开拓新的检测技术，如高强混凝土的强度及脆性检测、既有建筑损伤程度检测及其耐久性的检测等已对原有检测技术提出挑战，开发新的检测手段与检验项目，更加准确、快捷、低损伤地评定建筑物耐久性无疑是检测技术改善和提高的发展目标。改进与完善检测理论和数据分析方法；改良检测仪器，提高检测精度；开拓新思路，加强检测数据与信息处理技术结合，如CT成像技术、技术神经网络技术、雷达技术及红外遥测技术等在结构检测中的应用将是结构检测未来的发展方向。

5 结论

新型建筑结构飞速发展，安全、可靠是当代建筑结构的头等大事，其关系到国民经济的发展和人民群众的切身利益，而科学的结构检测与加固技术是建筑工程质量安全的重要保障。严格遵循规范要求是建筑工程检测、加固工作的前提，全面分析既有检测方法的优势与弊端，以创新的精神不断推动检测技术的发展，进而保证结构耐久性及安全使用性。

参考文献：

[ 1 ] 赵国藩, 金伟良, 贡金鑫. 结构可靠度理论[M]. 北京：中国建筑工业出版社, 2000.

[ 2 ] How to Make Today’s Concrete Durable for Tomorrow[M]. The institution of Civil Engineers, London, 1985.

[ 3 ] Hammond, R. , Engineering Structural Failures, Odhams Press. 1956.

[ 4 ] 全国水工混凝土建筑物耐久性及病害处理报告. 北京：水利水电科学研究所, 1986.

[5] 张有才, 建筑物的检测、鉴定、加固与改造[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1997.

[6] 段尔焕, 李淑兰, 赵光浩. 工程安全鉴定与加固技术[M]. 北京: 人民交通出版社, 2004.