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混凝土结构检测与加固的探讨

任育林  程亮

（西部电影集团有限公司710054）

   近年来，随着我国经济的迅速增长，城市进行了大量建设。部分结构因功能改变，如加建、增加设备荷载等，或基础下沉、地基承载力不足、墙体开裂，混凝土遭受腐蚀强度不足、梁柱配筋不够，或因地震或火灾，灾后修补等，都需要对建筑物整体结构或构件进行检测，根据检测结果进行加固或拆除。结构检测与加固技术的发展与应用对于提高建设工程的质量起到了积极的作用，在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方面也起到了一定的作用。

建筑结构试验检测技术是以相应现行规范为根据、以实验为技术手段，通过测量来反映结构或构件实际工作的性能，为判断结构的承载能力和安全储备提供重要依据。建筑结构试验检测不仅对新建工程安全性能的评定起重要作用，而且对于危旧房屋的更新改造、受损结构的加固修复等提供直接的技术参数。

一、常用的检测方法

   到目前为止，关于混凝土强度的检测主要有回弹法、超声法、钻芯法、拔出法和灌入法等，以及由上述基本方法组合而成的超声回弹综合法、钻芯回弹综合法等。而对于建筑物里面的钢筋锈蚀程度的检测技术，是在上世纪八十年代中期至上世纪八十年代末，由交通部门和冶金部门联合研制出钢筋定位测定仪这种仪器可定性地判别钢筋是否锈蚀。20世纪90年代国外的测试仪器可初步定量测试钢筋的锈蚀速度和锈蚀量，但测试结果有一定的误差。而国内目前使用的检测方法主要有两种：一种就是对钢筋混凝土进行取样，带回到实验室，然后用仪器进行检测；而另一种就是使用仪器对建筑物现场一些重要指标进行实验，达到检测的目的。

   1.1回弹法检测方法    

   利用专用回弹仪器，对普通钢筋混凝土抗压强度检测方法简称回弹法。主要原理是：回弹仪器的回弹值，反映了反作用于冲击量能的回弹量能，然后根据函数关系和具体的公式计算，可以反映出钢筋混凝土表面的抗压强度系数。  

   1.2超声法检测    

   超声波检测方法，是根据超声波在钢筋混凝土里面的传播速度，与钢筋混凝土的强度有关。可用来检测钢筋混凝土建筑物中间的缺陷的同时，还可以检测建筑物的强度。超声波检测建筑的强度主要是依靠声波在建筑物里面的传播速度和固体介质的弹性量之间的数学关系而定。  

   1.3钻心法    

   钻芯法是利用专用混凝土钻芯机，直接从所需检测的结构或构件上钻取混凝土芯样，按有关规范加工处理后，进行抗压试验，根据芯样的抗压强度推定结构混凝土立方体抗压强度的一种局部破损的检测方法。    

   1.4雷达检测法    

   雷达波检测法，是利用电磁波在传播过程中反射的原理。电磁波在钢筋混凝土结构里面传播速度与介质介电常数有关，可以根据反射的电磁波的具体数值，判断钢筋混凝土内部的：结构、钢筋配置、缺陷和混凝土强度等。

   对某些结构或构件为获得其结构整体受力性能或构件承载力、刚度或抗裂性能，可进行结构或构件的整体性能的静力实荷检验。对某些重要建筑和大型的公共建筑还可进行结构的动力测试。其中静力实荷检验可分为使用性能检验、承载力检验和破坏性检验。使用性能的检验主要用于验证结构或构件在规定荷的作用下不出现过大的变形和损伤，结构或构件经过检测后还必须满足正常使用要求；承载力检验主要用于验证结构或构件的设计承载力；破坏性检验主要用于确定结构或模型的实际承载力。

二、常用的结构加固方法

   2.1加大截面加固法

   加大截面加固法是在钢筋混凝土构件外部外包混凝土(通常用于梁、柱，在钢筋混凝土受弯构件受压区增加混凝土现浇层，受拉区增加配筋量)，增大构件截面积和配筋量，增加截面有效高度，从而提高构件正截面抗弯、受压、斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高原构件正截面抗弯、斜截面抗剪承载力和截面刚度，改善正常使用性能。

   该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。更为重要的是增加的外包混凝土与原有构件的混凝土材龄相差较大，要解决好新加部分与原有部分混凝土的整体工作共同受力，是一个很复杂的问题，并且受制的因素较多，现阶段只能增加有利的构造措施。

   2.2置换混凝土加固法

   该法是剔除部分陈旧的混凝土，置换成新的混凝土，新混凝土的强度等级应比原结构、构件至少提高一级。比较适用于钢筋混凝土构件的局部加强处理，有时也用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等钢筋混凝土结构构件的加固。

   该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点，而且剔除陈旧混凝土的工作量大，容易伤及原构件的钢筋，所以在施工过程中对原构件可能造成的屈服、疲劳、失稳等破坏状态要进行全面严密的评估。

   2.3粘结外包钢加固法

   粘结凯时人生就是博首页-凯时体育是把型钢(钢板)包在被加固构件的外边，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固钢筋混凝土构件粘结成一整体，使钢材与原构件整体工作共同受力。加固后的构件，由于受拉、受压区钢材截面积增大，从而正截面承载力和截面刚度都有大幅度提高。该方法常用构件加固后不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高构件承载能力的钢筋混凝土构件。

   该法也称湿式外包钢加固法，受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于6000c以上高温场所；

   2.4粘钢加固法

   外部粘钢加固法是在钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，使其整体工作共同受力，以提高结构构件承载力的一种加固方法。该方法的实质是提高原构件的配筋量，从而相应提高构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的性能，适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

   该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。但该法加固对结构胶的要求较高，结构胶必须是强度高、粘结力强、耐老化、弹性模量高、线膨胀系数小、具有一定弹性，其加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平。

   2.5粘贴纤维增强塑料加固法

   外贴纤维加固是用特制胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的相应区域，使它与被加固构件截面共同工作，达到提高构件承载能力的目的。目前常用粘贴碳纤维复合材料的方法来加固。此法可用于各种受力性质的钢筋混凝土构件和一般构筑物构件。

   除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。我国从1997年开始对碳纤维复合材料加固钢筋混凝土结构的技术进行研究，如今被用于房建、桥梁等多种钢筋混凝土结构构件的加固，这种粘碳纤维复合材料的加固方法已经被普遍的采用。

   但这种加固方法弹性模量小，对于需要加固刚度的构件来说不太适用；耐火性与耐高温性能差，一般的环氧树脂在100摄氏度时力学性能会受到较大影响，只有特殊的环氧树脂可以在200摄氏度的高温下正常工作；延性不足，构件变形过大时会引起碳纤维的脆性断裂，导致结构的脆性破坏，对于需要较大变形或对抗震要求比较高的结构来说，这一点是十分不利的。

   2.6绕丝加固法

   直接在构件外饶上高强钢丝(钢绞线)，在加固防腐要求较高的构件时，利用镀锌钢绞线和防腐砂浆组成的复合材料对混凝土构件进行加固补强，两种材料在加固中起着不同的作用，防腐高强钢丝起到抱箍的作用，防腐砂浆起到锚固钢丝和保护层作用，使其共同工作整体受力，以提高构件的承载力。这种方法实际是一种体外配筋，通过提高构件的配筋率，从而相应提高构件的承载能力，所以被广泛地应用在钢筋混凝土建筑物的加固处理及水中钢筋混凝土结构的防渗漏、防腐蚀加固处理。

   该法的优缺点与加大截面法相近；适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。

   2.7锚栓锚固法

   该法适用于混凝土强度等级为c20~c60的混凝土承重结构的改造、加固；不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

   2.8预应力加固法

   该法是一种采用外加预应力钢拉杆(分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆)或撑杆，对结构进行加固的方法。预应力加固法广泛用于混凝土梁、板等受弯构件以及混凝土柱(用预应力顶撑加固)的加固，具有广泛的应用前景。该法加固效果好而且费用低，但增加了施加预应力的工序和设备。对于混凝土结构，在选择加固方法的同时还需选择相应的配套技术。但对技术要求比较高。需要由熟练工人来完成，才能确保安全。

   2.9增加支承加固法

   该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

三、结语

   凯时人生就是博首页-凯时体育在正常使用过程中，其功能必然逐渐减弱，结构构件损伤不可避免，科学的评估结构损伤的原因和程度，并采取有效的加固措施，确保结构在使用过程中的安全，是房屋设计、检测的一项重要工作。钢筋砼加固是通过一些有效的措施，使受损结构恢复原有的结构功能。或者在已有结构的基础上提高其结构抗力能力，以满足新的使用条件下结构的功能要求。

参考文献

   [1] 宋彧；工程结构检测与加固；科学出版社；2011.05

   [2] 陈宗平；建筑结构检测鉴定与加固；中国电力出版社；2011.08

   [3] 胡忠君；建筑结构试验与检测加固；武汉理工大学出版社；2013.05