第４０卷第１３期 ２ ０ １ ４年５月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．１３ Ｍａｙ． ２０１４ ・５９・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１４）１３—００５９—０３ 钢筋混凝土结构的检测与评定 刘昱彤 （山西省建筑设计研究院，山西太原０３００１３） 摘要：总结了钢筋混凝土结构监测的技术方法，并对既有建筑物的评定方法做了介绍，实践表明，对结构体系的检测加固具有显 著的经济效益和社会效益，建筑结构的检测和性能评估是结构加固改造的一道重要工序，为加固改造方案提供参考。 关键词：钢筋混凝土结构，检测鉴定，评价方法 中图分类号：ＴＵ３７５ 文献标识码：Ａ 近几年，结构检测加固越来越受到人们的重视，对检测加固 野蛮施工，新近建造的许多房屋也存在不同程度的损伤。汶川地 技术的要求也越来越高。在建筑的存续期内，由于各种灾害，以 震后，对地震设防区的抗震加固也被提到了工作日程。对既有建 及外界各种因素的作用和影响，导致建筑结构产生病害，出现缺 筑结构进行性能检测和评估非常必要。该行业也在近几年蓬勃 陷，严重影响到建筑的正常使用及人民的生命财产安全。对结构 发展起来，从业人员逐渐增加。优秀的结构检测与评定人员应该 进行健康检测评定的目标是用科学的方法明确既有结构的损伤 具备明确的力学概念与良好的技术实践能力。与新建结构的设 从事结构的检测与评定工作需要设计者具有良好的力学 程度及损伤部位，并且定量地评定结构及构件的健康状态，评估 计相比，已有建筑物的当前性能，从而为建筑物加固、赔偿等相关后续处 概念，实际的设计成果与设计师的实践经验将有很大关联。 理提供依据和基础。 １ 钢筋混凝土结构的检测 建筑的承载能力是根据设计时所采用的荷载等级来确定的， 从新中国成立至今已有４Ｏ多年，当年建造的一批钢筋混凝 土结构的办公楼、商场、厂房等许多已存在着各种问题，同时，由 而荷载等级又由各个时期所颁布的建筑设计规范所规定。我国 于使用用途的变化、维修不当以及施工时的质量隐患、二次装修的 建筑设计规范随着科技的进步和社会的发展，有过多次修订。虽 合理有序的按照施工组织进行施工。同时还必须做好对 在纵横墙交接处设置的混凝土键，入墙深度１８０ ｍｍ，采用无 加荷载，收缩Ｃ２５混凝土，配置４ ８钢筋和３＋６箍筋。由于新增支承柱为 新旧界面的处理，凿毛、充分湿润、接浆（或使用其他界面剂），保 双槽钢，为保证其与混凝土键的有效连接，工程中采取如下连接 证连接面的质量及可靠性。方式：１）混凝土键外面预埋钢板埋件，与新增柱焊接；２）清除原墙 ５结语 饰面贴砖基面后，用＋１２拉结钢筋一边与支承柱翼缘焊接，一边 型钢框式托换加固方案能够有效的实现砖混结构改造需要， 与距离墙边１ ５００ ｍｍ（或门窗洞口处）的墙内混凝土块连接。 在此基础上根据工程情况调整后的加固做法，因地制宜的实现了 墙体的拆除必须待新增的型钢框架达到设计强度后进行。 改造工程需求，得到了满意的改造结果。可见，以型钢框式托换 拆墙的时候，应从中间开始，分段对称，从上往下依次顺皮拆 方案为基础的改造工程做法，在砖混结构加固改造工程领域具有 除Ｍ Ｊ。新增支承柱底部与基础的加固，也很重要。此工程中采用 广阔的应用空间，可为类似改造加固工程提供有价值的参考。 支承柱外各面套靠槽钢，槽钢底部翼缘与筏板基础锚栓连接的方 参考文献： 法。套靠的槽钢作为加强钢箍，保证了构件与基础的可靠连接。 ［１］ 向 波，张圣华，文双玲．某砖砌体结构办公楼大空间门厅 化学锚栓的选用必须满足相应规范与规程的要求，按照产品说明 改造施工［Ｊ］．ｘ－，＿Ｉｋ建筑，２００７，３７（６）：９５－９７． 严格施工。为保护室内地面下型钢构件不受地下水的腐蚀，可以 ［２］ 刘成清，曾欣，赵世春，等．型钢框式托换法在砖混房屋改 采用素混凝土包裹柱脚。 造中的优点及应用［Ｊ］．工程抗震与加固改造，２０１０，３２（６）： ４施工注意事项 ６７－７２． ＧＢＴＫ ２００６，国家建筑标准设计图库［ｓ］． 施工时要注意进行建筑物的受力与变形等观测，注意保护结 ［３］构构件，不能猛敲猛打，必须确保加固工作完成且加固构件达到 ［４］ 王晓梅，邵界立．旧房改造中拆除承重砖墙技术［Ｊ］．基建优 设计强度后，方可进行相关的拆除工作。如出现异常情况时应及 原则及其需要，施工过程中要减少加固层以上的楼层对底层的附 化，２００２，２３（２）：５３－５４． 时采取措施予以处理。在工程施工前必须完全理解改造加固的 ［５］ 郎 婷，恽波．某中学教学楼的改扩建加固优化设计［Ｊ］． 山西建筑，２０１３，３９（１７）：４１—４２． Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｂｒｉｃｋ－ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＫＯＮＧ Ｘｉａｎｇ－ｈｕａｎ ＡＮ Ｙｕａｎ （ｆｉｎｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＤｅｓｉｇｎ，Ｃｈｉｎａ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇｒｏｕｐ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｒｅｉｎｅｆｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｅｅｎｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｊｉｎｚｈｏｕ １２１００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｌｉｇｈｔ ｏｆ ｂｒｉｃｋ－ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｔａｔｕｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｆｒａｍｅ ｕｎｄｅｒｐｉｎｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｅｄ ｉｎ ｂｒｉｃｋ—ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅ，ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃ— ｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｓｏｍｅ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｃｋ—ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｕｃｔｕｒｅ，ｓｔｒｅｅｌ ｆｌａｍｅ ｕｎｄｅｒｐｉｎｎｉｎｇ，ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ 收稿日期：２０１３－１２—１９ 作者简介：刘昱彤（１９８１一），男，工程师 ・６０・ 第４Ｏ卷第ｌ３期 ２ ０ １ ４年５月 山 西 建 筑 尺寸偏差的检测通过量测实际结构的截面尺寸、墙柱偏斜、 然这些规范的制定充分考虑了当时的远景经济发展和社会诸多 仍然难以摆脱历史的局限性。 方面的需求，体现了当时的最先进技术，适应当时的建筑材料，但 标高偏差及其他类型的尺寸偏差值的方法实现；过大变形的检测 通过对实际结构构件明显挠度、构件偏斜、翘曲扭转的量测的方 钢筋移位的检测通过对存疑截面钢筋位置进行量测并核 当建筑物出现上述问题时，若要全部进行重建，不仅耗资巨 法实现；大，给国家造成较大的经济损失，且不利于环保，结合我国当前国 实受力钢筋规格、数量的方法实现。 情与财力，旧房屋的加固维修、改建问题日显重要和突出，只有通 １．４过加固维修才能提高现有房屋使用能力及安全系数，从而保障建 必要的信息和基本数据。 耐久性检测 耐久性检测应注意“度”的确定，以供评定（鉴定）及加固（处 史，使用维修记录以及其他有关资料，结构环境等级，暴露程度， 筑的可持续使用。检验测试技术是基础，为鉴定与评估工作提供 理）作为依据。可从设计施工资料，竣工验收报告，承载服役历 混凝土结构的检测包括混凝土强度的检测、混凝土缺陷的检 气候条件，使用状态，有害介质（氯盐等）以及其他因素的影响情 测、结构几何参数的检测、耐久性检测四个方面…。在实际进行 况，碳化深度，酥裂范围，氯离子侵入深度及含量，碱含量以及其 时应注意采用多种方法互相校准并应有足够的抽样检验数量及 范围，以保证检测结论的科学、客观、公正。 １．１ 混凝土强度的检测 目前测试方法主要有回弹法、超声法、超声一回弹综合法、钻 芯法等。回弹法作为一种非破损、成本低廉、操作简便的强度检 测方法，在实际工程中广泛应用。该方法建立在混凝土的抗压强 度 与回弹值 之间的函数关系 ＝，（Ｒ）的基础上，当重锤被 拉到冲击前的起始状态时，若重锤的质量等于１，则这时重锤所具 有的势能ｅ为： ｅ ： — ｓＥ ｌ（１）Ｌｌ 其中，Ｅ 为拉力弹簧的刚度系数；ｚ为拉力弹簧起始拉伸长度。 混凝土受冲击后产生瞬时弹性变形，其恢复力让重锤弹回， 当重锤被弹回到 位置时所具有的势能ｅ 为： ｅ ＝÷Ｅ — 也ｓ （Ｌ２ｚ ） 其中， 为重锤反弹位置。 在这过程中，重锤所消耗的能量为： ｒ ， 、２１ Ａｅ＝ｅｌＬ １一Ｉ÷ｌ、 ， ＩＪ （３） 定义回弹值Ｒ＝÷，则Ｒ等于重锤冲击混凝土表面后剩余的 势能与原有势能之比的平方根，即为重锤冲击过程中能量损失的 反映，回弹值通过重锤在弹击混凝土前后的能量变化，是混凝土 的弹性性能的体现，也是混凝土塑性性能的反映。 利用非破损、半破损方法及其他物理量推定混凝土结构的实 际强度，受到混凝土组成成分变化、检测手段的影响，以及检测数 量、范围的限制，有很大的局限性。宜采用多种方法互相校准或 用同条件养护试件反映。 １．２混凝土缺陷的检测 混凝土构件中常见的缺损有裂缝、碎裂、剥落、层离、蜂窝、空 洞、环境侵蚀和钢筋锈蚀等 Ｊ。裂缝检验一般观察、量测、描绘裂 缝所在的构件、位置、形态、走向、宽度以及稳定性；表面缺陷检验 一般观察、描绘露筋、蜂窝、孔洞、夹渣、疏松及其他外形、外表缺 陷；内部缺陷检验一般用超声法或雷达波法确定内部缺陷的范围 及性质。对检测结果进行分析，视其对结构性能及安装使用功能 的影响程度，区分一般缺陷及严重缺陷；同时分析其原因，供评定 （鉴定）及加固（处理）参考。 １．３结构几何参数的检测 结构几何参数的量测涉及对结构实际受力状态的分析，包括 尺寸偏差、过大变形、钢筋移位的检测。检测过程中应选择对结 构性能有明显影响的项目，并通过量测、分析供评定（鉴定）及加 固（处理）参考。 他腐蚀性介质的情况，钢筋、器件、焊缝、接头的观察，锈蚀程度描 述，截面（强度）损失率及有关情况等方面进行分析检测。 ２钢筋混凝土结构的安全评定 自Ａ．Ｍ．Ｆｒｅｕｄｅｎｔａｌ教授将可靠度概念引入土木工程领域，许 多学者都在积极探索应用可靠指标进行结构耐久性鉴定。结构 抗力和荷载效应都具有概率统计的意义，因而常借用可靠度的概 念。我国的结构荷载设计规范中给出了一定的可靠度和相应的 失效概率。一般而言，建筑物的安全与否可通过结构抗力与荷载 效应的相对大小来判断，并为区分不同建筑物的重要程度而在公 式中引入结构重要性系数。由于结构安全的概念是相对的，在设 计中，一般从概率的角度进行分析，通过控制失效概率来进行结 构安全评定。 目前，对建筑的检测评定一般有三种方法，即传统经验法、实 用评定方法和概率评定法。通过不同方法，对建筑结构的系统检 测，判断结构或构件的损伤程度及部位，进而以分等定级的形式 来评定建筑物的健康状态。 ２．１ 传统经验法 传统经验法的程序简单，易操作。该方法以原有的设计规范 为依据，由经验丰富的专家通过现场观察和简单的计算分析，根 据专家的专业知识和工程经验直接对建筑物做出评价。该方法 通过调查、观测、验算等手段，依次对结构的承载能力、构造、裂缝 和变形进行测定，并参照规范 中提供的具体评定指标，进行子 结构等级的划分。按照各子结构的等级进行建筑物的综合评定， 最终给出建筑物的安全性评级及使用性评级，对其适修性进行评 估，并撰写鉴定报告。 由于此方法缺乏系统性，难以对结构的性能和状态做出全面 分析，带有较大主观性。并考虑到责任承担的因素，一般工程处 理方案偏于保守，这样容易造成浪费。 ２．２实用评定方法 该方法有较好的技术支持和理论背景，对建筑物的评定较准 确，有比较统一的鉴定程序和标准，可以进行比较准确的定量评 价，可作为建筑加固维修、改造处理方案的可靠技术依据。 该方法首先对建筑物及其环境进行缜密的调查、检查和测 试；然后借助计算机技术，运用科学的分析方法，对结构的当前性 能状态进行分析；借用相关手段，分析结构目前存在的问题及成 因；最后，参照现行标准规范，从安全性、适用性多个方面综合评 定建筑。 该方法技术较为复杂，一般需由专门的技术机构承担评定工 作，评价成本较传统经验法高。 ２．３概率评定法 该方法利用统计推断方法分析对结构产生影响的各种不确 定性因素，通过采集分析已有建筑物和环境信息，对结构健康状态 第４Ｏ卷第１３期 ２ ０ １ ４年５月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．１３ Ｍａｙ． ２０１４ ・６１・ ・岩土工程・地基基础 文章编号：１００９—６８２５（２０１４）１３・００６１—０３ 排水抗滑桩设计及验证★ 汪思聪摘朱剑锋艾述刚 邓岳保 ３１５２１１） （宁波大学建筑工程与环境学院，浙江宁波要：提出了排水抗滑桩排水系统设计的理论基础，并以此为依据设计了一种集排水与抗滑为一体的新型抗滑桩系统，基于理 正软件，开展了新型抗滑桩和传统抗滑桩的对比分析。数值模拟结果表明：新型的排水抗滑桩排水效果显著，对滑坡稳定性提高 可起到重要作用。 关键词：抗滑桩，排水系统，模拟试验，ＣＦＲＰ 中图分类号：ＴＵ４７３ 文献标识码：Ａ ０ 引言 抗滑桩的对比研究，进而获得排水抗滑桩设计的意义。 抗滑桩排水系统设计 在岩土工程中，对失稳边坡或滑坡进行有效治理是一项重要 １ 桩身设计 工作。当前，对滑坡的治理方法很多，如：挡土墙、锚杆、削坡减载 １．１排水抗滑桩系统示意图如图１，图２所示。其中包括圆筒形 和反压、抗滑桩等。其中，抗滑桩具有布置灵活、施工简单、对滑 坡扰动小等优点，因此受到工程界和学术界的广泛关注…。 桩体，桩体内设置有圆柱形空腔，桩体上沿轴向均布有若干个滤 ２０世纪７Ｏ年代末以来，国内外许多研究者对抗滑桩的设计 水孔，圆柱形空腔内设置有排水管，圆柱形空腔的空隙处填充有 排水管的出水口与外部的真空泵连接。 理论、计算方法和参数进行了研究，并结合实际工程进行了现场 碎石，测试，使得抗滑桩设计理论日趋完善 。但是，在分析、校核滑坡 ‘在桩体桩壁内纵向设置有若干个碳纤维筋（ＣＦＲＰ），碳纤维 稳定性时，地下水的不利影响因素却常被忽视，认为没有必要精 筋沿桩体截面圆周均匀分布；滤水孔的两侧孔端包裹有用于反向 滤水孔沿桩体径向交错分布。 心布置疏排水，甚至认为有无疏排水都无关紧要。但由李新强等 滤除杂质的土工布；人 对渗流与抗滑桩抗滑稳定性的分析结果可知，抗滑桩在提高 真空泵与用来控制排水管抽水量的阀门连接；桩体采用混凝 滑坡体抗滑稳定性的同时，也减少了坡体内部水的渗流通道，从 土材料制作而成。而在一定程度上增加了潜在的滑坡危险。卢应发等人 的研究 １．２抗滑桩排水孔布置 也指出，抗滑桩对滑体渗流具有阻渗作用，抬高了滑体水位，增加 空心抗滑桩在成桩之前，可由强降雨或持续降雨条件下水体 利用达西定律，根据流量相等原则计算出滤水孔 了滑体自重，并使得滑体、滑床粘聚力和内摩擦角下降，滑坡稳定 在边坡的流速，性下降，下滑力增加。因此，做好滑坡体的疏水和坡体排水布置， 孔径，并综合考虑现场实测地下水位情况，在桩身合理间距处预 对于确保滑坡体的稳定具有重要的作用。 留适当数量的滤水孑Ｌ，孔端作反滤层并用土工布包扎，防止堵塞。 本文拟在传统抗滑桩基础上，设计一种集抗滑和排水为一体 然后预制成抗滑桩管节，在拟加固边坡采用机械钻孔，下预制碳 的新型排水抗滑桩，并借助理正软件开展新型排水抗滑桩和传统 纤维混凝土空心抗滑桩管节至开挖深度，空心部分用碎石填充，并 做出评价。该方法理论依据较强，但其评定结论更符合测评建筑 断涌现，如各种无损检测技术。检测评价方法也多种多样，如脆 物的实际情况。 弱性评价、动力特性检测方法等。 长期以来，对服役结构的工作性能鉴定一直依赖于有经验的 参考文献：技术人员根据现场检测和必要的结构验算，以及其知识背景甚至 ［１］ 霍凯成．建筑结构检测鉴定与加固［Ｍ］．武汉：武汉理工大 是直觉做出评价和处理。这类方法的鉴定结果会因人而异，特别 构的量化评定方法还有待完善。关于既有房屋的检测评定研究， 学出版社，２００３． 工业出版社，２００３． 是往往为了避免个人承担风险，而显得过于保守。钢筋混凝土结 ［２］ 彭圣浩．建筑工程质量通病防治手册［Ｍ］．北京：中国建筑 国外研究起步较早，目前国内学者也开始关注。各种检测技术不 ［３］ ＧＢ ５０３６７—２００６，混凝土结构加固技术规范［Ｓ］． Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｎｄ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ＬＩＵ Ｙｕ－ｔｏｎｇ （Ｓｈａｎｘｉ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈ— ｏｄｓ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ：ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｏｔｈ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ，ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｔｕｃｔｒｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｅ— ｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏ￣ａｎｃｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｓｏｍｅ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｕｃｔｒｕｒｅ，ｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ 收稿日期：２０１４—０２—２０★：浙江省科技厅公益项目（项目编号：２０１２Ｃ２１０５８）；宁波市自然科学基金项目（项目编号：２０１２Ａ６１０１６０） 作者简介：汪思聪（１９９２－），男，在读本科生； 朱剑锋（１９８２一），男，讲师； 艾述刚（１９９２一），男，在读本科生： 邓岳保（１９８１－），男，讲师
