現代建筑結構檢測與加固方法探討

程阿青 涂開勝

(貴州大學土木工程學院，貴州 貴陽 550025)

1 概述

近些年，中國經濟飛速發展，建筑業也迅速崛起。但中國是人口大國，建筑用地越來越少，老舊建筑拆遷成本卻越來越高，這些房屋普遍砌體結構、混凝土結構和鋼結構因年久失修，又受自然環境和使用環境的雙重影響，建筑結構的各方面性能有待檢測評估。如：安全性、耐久性、整體及局部穩定性、可靠度分析等。目前在全球范圍內，建筑結構的檢測評估、改造加固可以分為三個階段：首先是新建，其次是新建與改造，最后是改造和加固。而我國正處于新建與改造的黃金期。研究建筑結構檢測加固具有重要的現實經濟意義。它響應了國家政策《十三五規劃》節能減排，綠色經濟；還有利于保護古建筑歷史遺產；更好的保護人民財產及人身安全，加固還能提高建筑物的正常使用壽命。故建筑結構的檢測及加固改造將是我國建筑行業的趨勢，也是社會發展的需求[1]。

2 建筑結構的檢測

2.1 砌體結構檢測

砌體結構的檢測方法很多，包括回彈法、軸壓法、原位單雙剪法、射釘法、推出法等。一般來說方法可分為兩類，直接測量法和間接測量法。直接檢測法主要可檢測砌體的抗壓強度、抗剪強度，根據檢測強度數據，可以評估施工質量及所用材料的質量[2，3]。此方法會破壞一定面積的砌體結構，有較大的工作量，會花費較長的時間去檢測。間接法用于測試砂漿的實際強度，不會破壞結構。但和直接法相比較而言誤差較大，準確性較差。不過此法也有優勢，不會破壞原有的建筑結構。在實際操作過程中，我們需要適當的選擇檢測方法，以達到最佳的效果。

2.2 混凝土結構檢測

現代建筑中混凝土結構被大量應用，同時質量問題出現的也最多。建筑結構、材料性能等方面存在強度不足，構件出現蜂窩麻面、裂縫孔洞、露筋銹蝕，幾何尺寸不足等一系列缺陷。也受施工環境影響及自然壞境的雙重影響[4]。混凝土結構檢測內容一般有構造、偏差及裂縫、變形(垂直度、撓度)、力學性能、缺陷損傷等。其中門窗洞口、連接點、支座處極容易發生破壞。力學性能測試包括荷載試驗、工作應力、鋼筋力學性能。仔細對比設計圖紙資料，驗證現場混凝土強度，鋼筋種類直徑、間距等。混凝土強度的測試方法有回彈法、取芯法、超聲波法、拉拔法等。取芯法直接取得樣本檢測，會損傷、破壞原有結構。檢測強度回彈法，打回彈時選擇平整面，使回彈儀與接觸面垂直，但回彈法數據準確度不高，使用者還需有一定的體力。拉拔法操作簡單且吸取了回彈法和取芯法的優點，對混凝土結構傷害不大也較為精確，在實際檢測中使用較多。

2.3 鋼結構檢測

鋼結構檢測的重點是鋼材的強度、韌性、可塑性等以此對結構使用壽命作出合理的判斷。檢測方法一般采用滲透、超聲波、磁粉檢測和射線探傷檢測等方法。檢測時要檢驗設計圖紙上的尺寸，主要連接部位是否生銹及程度。滲透優點在于簡單、直觀、靈敏。檢測的區域需在構件表面無覆蓋。但檢測時間長，對視力的要求比較高。射線探傷檢測法適用于40 mm以下的焊縫檢測。磁粉檢測法既能檢測材料表面缺陷又能檢測建筑結構構件。在檢測鋼結構時要根據具體情況合適的選擇檢測方法。

3 建筑結構的加固

建筑結構的加固一般原則要考慮到加固后的建筑物不能對原有建筑產生其他不利的影響，加固方案是否滿足現有結構的承載力、安全性、穩定性、耐久性，是否會對現有結構產生不利影響，受力性能是否發生改變，地基承載力是否滿足要求，抗震性能、構造、連接方式是否符合現行規范。

3.1 砌體結構的加固

加固方法比較多，一般有扶壁柱加固法、加大截面加固法、外裹鋼筋水泥砂漿加固法、預應力撐桿加固法、增設圈梁加固法等。加大截面法常用于受彎力較大的柱子和墻壁，可以大幅度提升建筑結構的承載力。外裹鋼筋水泥加固法適用于磚砌墻，施工簡單，明顯提高結構的承載力。但工程量較大，時間較長。在實際工程中要依據具體情況選擇一種或多種合適的方法。

3.2 混凝土結構的加固

加固方法一般有預應力法、植筋法、置換混凝土加固法、托換技術、加大截面法、粘鋼法、增加支撐點數量的方法、外包鋼加固法、粘貼碳纖維法等。增大截面法中可以雙側加厚、單側加厚等不同形式的外包加固。該傳統加固方法因施工簡單、工作量少、受力可靠、被廣泛應用。外包鋼加固有干式、濕式兩種，應根據具體情況應用。外部粘鋼加固法是將鋼板通過結構膠粘貼在混凝土構件的表面，使其共同受力來增加承載[5-7]。快速、簡單且不會對建筑結構產生其他影響，在施工過程中也不影響正常使用。因此被廣泛應用于建筑結構、橋梁中。混凝土構件開裂主要修補方法有用水泥、樹脂等作為原材料進行表面處理、灌漿和填充。

3.3 鋼結構的加固

鋼結構構件強度高，關鍵因素就是保證穩定性(整體穩定性和局部穩定性)。一般方法有改變結構計算簡圖、增大構件截面、加強連接加固法。增大截面可以有效的提高焊接構件的強度，一般用在鋼梁和鋼柱等構件。鋼結構在加固時需要根據實際情況來選擇加固方法。在選擇加固方法時要充分考慮到構件是否具有可焊性，焊接順序。重點注意構件連接點和應力集中的部位。

4 總結及展望

檢測及加固是現代建筑行業不可或缺的重要組成部分，能有效保障新老舊建筑的質量安全，進而保障人民生命及財產安全。同時結合國家現有規范及建筑業的實際情況，把握新舊材料的融合，減少新材料的應力滯后現象。在施工中，實時注意對原結構的保護，時刻注意構件的受力性能是否發生改變，避免損傷破壞。檢測加固技術人員也要具有一定的創新精神，結合結構力學、數理統計、概率學等多學科，發現新材料，改革新技術。根據建筑問題的特點提出安全、合理、經濟的解決方案，推進建筑結構檢測加固技術的進一步發展，以下幾個方面需要完善：1)檢測儀器方面。可以研發自動化儀器，盡量避免人工操作，以減少誤差。另外檢測儀器的便攜和使用。2)檢測方法方面。對既有建筑物一般情況下檢測都是靜態的，能否在將來有條件的前提下多做動力檢測。如抗震、頻率等。3)改造加固技術方面。創新，可以引入新的技術工藝、新的材料。