浅析钢筋混凝土结构检测与加固的措施

【摘 要】混凝土是我国工程建设中使用最为普遍的结构材料之一，其质量直接影响到结构的适用性、安全性和耐久性。钢筋混凝土结构加固之前，要对工程结构进行可靠性检测，以确保工程质量。本文对钢筋混凝土结构的检测与加固进行了探讨。

【关键词】钢筋混凝土；检测；加固

一、前言

目前，钢筋混凝土材料已成为受力结构的主要材料，在工程中已经被广泛的应用，钢筋混凝土因为具有耐久性高、整体性好、抗压强度高等优点，被广泛用于土建、桥梁、港口以及特种结构等工程领域。但是同时，钢筋混凝土又具有自重大、抗裂性差、钢筋锈蚀等缺点，往往造成建筑结构安全等危害，经济损失也非常严重。因此，对钢筋混凝土的检测和加固就显得尤为重要。建筑结构状况的检测是对其结构及部件的材料质量和工作性能方面所存在的缺损状况进行详细检测、试验、判断和评价的过程。而检测技术是对建筑物鉴定所依赖的重要工程技术，它们的开发和应用在相当程度上决定着建筑物可靠性鉴定的水平。

二、钢筋混凝土结构的检测

1、构件损伤的检测

（1）裂缝。裂缝可能出现于施工阶段，也可能出现于使用阶段，通常按基本成因将其划分为受力裂缝和非受力裂缝，其影响因素包括材料、施工、荷载、变形、环境等。由于混凝土构件开裂的原因比较复杂，而且实际的裂缝也往往不是由单一的因素造成的，因此在检测和分析裂缝的过程中，必须结合具体情况，确定裂缝形成的主要原因。裂缝检测包括对裂缝大小、走向、长度、宽度、深度等的检查和测量。在检测裂缝的分布、走向时，应侧重于分析裂缝的性质和成因，检测裂缝长度、宽度、深度时，则侧重于判定构件开裂的程度以及裂缝对构件性能的影响。裂缝长度可用钢尺测量，宽度宜用放大镜或塞尺测量，深度可用超声脉冲波测量。检测中应绘制裂缝分布图，并标注裂缝的长度、宽度等。在特殊情况下，也可在裂缝处钻取芯样，直接观察裂缝内部的情况。（2）混凝土腐蚀。腐蚀主要原因是混凝土碳化。碳化指空气中的二氧化碳气体扩散进入混凝土内部，与混凝土中的碱性物质发生化学反应，导致混凝土碱度下降和化学成分变化的物理化学过程。对于一般的建筑物而言，碳化成为导致混凝土耐久性降低的最常见的原因。检测内容主要包括混凝土材料的化学成分及构成，混凝土的含水量和渗透性等物理量，腐蚀物的侵蚀程度。测试方法主要有化学分析、电学分析、红外光谱分析、X 衍射分析、差热分析、微波分析及电镜分析等。

2、结构性能检验和工作应力测试

（1）结构性能检验。结构性能检验的重要手段是载荷试验，它可以更直观地反映结构的实际性能，但是由于试验过程中被检构件可能出现永久性的损伤或遭受破坏，因此应用的场合有限，一般多用于校准其他的检测方法。目前的检验方法主要适用于预制构件，对于钢筋混凝土预制构件和允许出现裂缝的预应力混凝土预制构件，可对其进行承载力、挠度和裂缝宽度检验；对于不允许出现裂缝的预应力混凝土预制构件，可进行承载力、挠度和抗裂检验。（2）工作应力的测试，混凝土结构的工作应力可采用刻槽法测定。主要方法是根据电阻应变计的数值变化，并估计材料的弹性模量和泊松比，可计算出测区原先主应力的数值及方向。这种方法一般只适用体积较大的混凝土构件的测定。

3、施工缺陷的检测

（1）外观缺陷。混凝土构件的缺陷包括露筋、蜂窝、孔洞、夹渣、缺棱掉角、麻面、起砂等现象。它们会使有害物质容易侵入构件内部，导致钢筋锈蚀和耐久性下降。当孔洞、夹渣等出现在构件的节点、受力最大的位置时，还会影响构件承载力，使构件破坏。当缺陷出现在防渗要求高的地下室围墙及屋面时，易造成渗漏现象，影响建筑物的使用功能。导致混凝土构件出现这些缺陷的原因是多方面的，主要包括：骨料级配、混凝土配合比不合理，和易性欠佳，搅拌不匀，浇筑离析，振捣不实，模板不善，钢筋过密，钢筋移位，雨水冲刷等。对外观缺陷的检测不宜采取抽样检测的方式，应全数检测。对于一般的外观缺陷，可采取肉眼检查的方式，需测量缺陷的大小、深度等，绘制缺陷分布图，并根据其对结构性能和使用功能的影响判定为严重缺陷或一般缺陷。（2）内部缺陷。混凝土构件的内部缺陷可采用超声脉冲或地下雷达检测法。主要采用的是超声波脉冲检测法，其测试原理：超声脉冲波的传播速度与材料的密实度有直接的关系。对于原材料、配合比、龄期及测试距离一定的混疑土构件来说，混凝土密实，声速则高；当存在空洞或裂缝时，超声脉冲波将绕过空洞或裂缝传播，因此传播的路程大，声时长，声速低。同时，由于空气的声阻抗率远小于很凝土的声阻抗率，脉冲波在缺陷的界面处会发生反射和散射，使声能衰减，特别是高频波，最终接受到的波幅、频率都将明显降低，并且由于反射和散射，波形还会出现畸变。因此，通过测试超声波在混凝土中的声时、声速以及接收波的振幅、频率等声学参数，可判定混凝土中的缺陷。

二、钢筋混凝土结构的加固措施

1、钢筋混凝土结构的加固注意的原则

（1）可能使加固措施发挥综合效应：如加固性能好，施工周期短，材料消耗少，工艺简单劳动强度低等等。（2）尽可能保留和利用原结构构件，发挥原结构的潜力，避免不要的拆除和更换。（3）尽可能减小对建筑物使用功能的影响。（4）避免或尽可能减小设计方案的负面效应，充分考虑加固措施对结构体系未加固构件、地基等可能造成的不利影响。（5）应采取可靠措施保证新旧材料的共同工作，尽可能通过合理安排新旧构件的拆装顺序，通过临时卸载、临时支顶或采取预应力加固的方法等，减小应力滞后现象，充分发挥新增部分的作用。（6）应对施工过程提出明确要求，避免拆除、安装、加固的过程中对需保留的构件和连接件造成不必要的损伤；同时，应严格禁止可能危及结构安全或降低结构性能的行为。

2、筋混凝土结构的加固措施

（1）加大截面加固法。加大截面加固法是采用同种材料即混凝土和钢筋对水工程原结构进行加固补强的一种施工技术。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，该方法适用于水工程中病险的梁、板、柱、墙等钢筋混凝土结构的加固。在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，起到加固补强的作用。（2）外包钢加固法。外包钢加固法分湿式与干式两种情况。干式外包钢施工较为简便，湿式外包钢加固施工较为复杂。但承载力提高量、整体工作性能及受力特点干式外包钢不如湿式外包钢有效。如在钢筋混凝土柱的四角，设置角钢，并用缀板将角钢连成一体，采取一些技术措施保证角钢参与工作，这样就起到了对柱子的加固作用。（3）粘贴钢板加固法是混凝土构件加固中采用较多的一种方法。主要有粘钢加固法和纤维加固法两种。粘钢加固法是在构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，以提高结构件承载力的一种加固方法。这种加固方法具有施工方便、周期短、占用空间不大、对环境影响小，是一种适用面广的先进加固方法，不仅建筑，而且公路桥梁也普遍采用。纤维增强复合材料加固法是把高性能的纤维织物，如玻璃纤维、碳纤维和阿拉米德纤维等，放置在环氧树脂等基材上，经胶合凝固后形成的，保证其形成整体均匀受力。（4）增设构件加固法。设构件加固法是在原有构件之间增加新的构件，如两棍屋架间加设一副新屋架，在两根梁之间增加一道新梁，在两根柱子之间增加一个新柱等，以减少原有构件的受荷面积，减少荷载效应，达到结构加固的目的。该方法对原有建筑的建筑功能可能会有影响。所以该方法一般适合于增加构件后不影响使用要求的民用建筑梁柱等的加固。（5）卸载加固法。采用新型轻质材料置换原有建筑分隔和装饰材料，如用轻质墙板置换原有砖隔墙等，通过减少荷载提高结构的可靠性，达到结构加固的目的。

参考文献：

[1]陈瑜，王琦.混凝土主体结构改造的评估鉴定和加固补强.建筑结构，2004，（9）

[2]徐有邻，朱爱萍.有关结构安全的全面考虑.建筑结构，2006，（11）

[3]陈友泉，魏潮文.轻钢结构支撑体系内力计算及设计问题的探讨.建筑结构，2003 （7）