建筑工程檢測方法

建筑工程各種構(gòu)件的檢測方法一、建筑工程檢測方法當(dāng)建筑工程發(fā)生質(zhì)量事故以后，為了分析事故發(fā)生的原因，為工程質(zhì)量事故的糾紛仲裁提供客觀而公正的技術(shù)依據(jù)，也為建筑工程的修復(fù)、加固提供參考數(shù)據(jù)，往往有必要對發(fā)生事故的結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的檢測。這些檢測包括：(1)常規(guī)的外觀檢測。如平直度、偏離軸線的公差、尺寸準(zhǔn)確度、表面缺陷、砌體的咬槎情況等。外觀檢測中很重要的一項是對裂縫情況的檢測。(2)強度檢測。如材料強度、構(gòu)件承載力、鋼筋配置等。(3)內(nèi)部缺陷的檢測。如混凝土內(nèi)部孔洞、裂縫，鋼結(jié)構(gòu)的裂紋、焊接缺陷等。(4)材料成分的化學(xué)分析。如混凝土骨料分析，水泥成分分析，鋼材化學(xué)成分分析等。(5)建筑物的變形觀測。如建筑物的沉降觀測、傾斜觀測等。對發(fā)生質(zhì)量事故的工程進(jìn)行檢測特點：(1)檢測工作大多在現(xiàn)場進(jìn)行，條件差，環(huán)境因素干擾大。(2)對發(fā)生嚴(yán)重質(zhì)量事故的建筑工程，常常管理不善，經(jīng)常沒有完整的技術(shù)檔案，有時甚至沒有技術(shù)資料，因而檢測工作要有周到計劃，有時還會遇到虛假資料的干擾，這時尤要慎重對待。(3)有些強度檢測常常要采用非破損或少破損的方法進(jìn)行，因事故現(xiàn)場一般不允許破壞原構(gòu)件，或者從原構(gòu)件上取樣時只能允許有微破損，稍加加固后即不影響結(jié)構(gòu)強度。(4)檢測數(shù)據(jù)要公正、可靠，經(jīng)得起推敲。尤其是對于重大事故的責(zé)任糾紛，涉及法律責(zé)任和經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，為各方所重視，故所有檢測數(shù)據(jù)必須真實、可信。二、各種構(gòu)件的檢測方法（一）鋼筋混凝土構(gòu)件的檢測1.混凝土表面裂縫及蜂窩面積的檢測1)混凝土裂縫的檢測裂縫檢測的項目：①裂縫的部位、數(shù)量和分布狀態(tài)；②裂縫的寬度、長度和深度；③裂縫的形狀，如上寬下窄、下寬上窄、中間寬兩端窄、八字形、網(wǎng)狀形、集中寬縫形等；④裂縫的走向，如斜向、縱向、沿鋼筋方向，是否還在發(fā)展等；⑤裂縫是否貫通、是否有析出物、是否引起混凝土剝落等。檢測方法：裂縫長度可用鋼尺或直尺量，寬度可用檢驗卡(表明裂縫寬度，可作對比)、塞尺和2倍的刻度放大鏡測定。裂縫深度可用細(xì)鋼絲或塞尺探測，也可用注射器注入有色液體，待干燥后鑿開混凝土觀測，或用超聲回彈法測定，測得的裂縫狀況在構(gòu)件表面裂縫展開圖如圖1所示。圖1混凝土梁表面裂縫展開圖2)蜂窩面積的測定蜂窩處砂漿少、石子多，嚴(yán)重影響混凝土強度。蜂窩面積可用鋼尺、直尺或百格網(wǎng)進(jìn)行測量，以面積及蜂窩面積百分比計。2.混凝土強度的檢測對于工程質(zhì)量事故中的混凝土強度的檢測方法可分為非破損法和半破損法兩大類，它們又各自存在著許多實際檢測的手段。1)回彈法回彈法是根據(jù)混凝土的回彈值、碳化深度與抗壓強度之間的相關(guān)關(guān)系來確定其抗壓強度的一種非破損方法。它應(yīng)根據(jù)《回彈法評定混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》(JGJ23—85)和有關(guān)技術(shù)手冊來實施。檢測方法如下：回彈儀測區(qū)面積一般為2cm×2cm左右，選16個點。測了16個點的回彈值，分別剔除3個偏大值與偏小值，取中間10個點的回彈值之平均值作為測定值。測區(qū)表面應(yīng)清潔、平整、干燥，避開蜂窩麻面。當(dāng)表面有飾面層、浮漿、雜物油垢時，可以除去或避開?；貜梼x還應(yīng)該避免鋼筋密集區(qū)。一般情況下，如構(gòu)件體積小、剛度差或測試部位混凝土厚度小于10cm，回彈混凝土構(gòu)件的側(cè)面，應(yīng)加支撐加固后測試，否則影響精度?；炷翉姸鹊耐茰y如下：根據(jù)回彈值與混凝土強度的關(guān)系曲線(稱為測強曲線)，由平均回彈值N即可查得混凝土的強度。按照使用條件和范圍的不同，有三類測強曲線。(1)統(tǒng)一測強曲線這是規(guī)程(JGJ23—85)給出的測強曲線。它是由北京、陜西等12個城市或地區(qū)進(jìn)行混凝土率定的統(tǒng)計回歸曲線。(2)地區(qū)測強曲線這是由某一省、市或地區(qū)根據(jù)本地區(qū)的具體條件率定的曲線。(3)專用測強曲線這是專以某種工程為對象所率定的曲線。應(yīng)用回彈法時，應(yīng)優(yōu)先選用地區(qū)的或?qū)Ｓ玫臏y強曲線。2)超聲波法超聲波法是根據(jù)超聲脈沖在混凝土中的傳播規(guī)律與混凝土強度有一定關(guān)系的原理，通過測定超聲脈沖的參數(shù)，如傳播速度或脈沖衰減值，來推斷混凝土的強度。目前國產(chǎn)的超聲脈沖儀大多是測量傳播速度的。超聲脈沖儀產(chǎn)生的電脈沖通過發(fā)射探頭(即電-聲換能器)使聲脈沖進(jìn)入混凝土，然后電接收探頭(即聲-電換能器)接收儀器測得訊號的時間直接化為聲速表示出來，從儀器上讀出了聲速，即可由有關(guān)測強曲線求得混凝土的強度。測試步驟如下：測試要選兩個對面，一邊放發(fā)射探頭，一邊放接收探頭。測點布置視結(jié)構(gòu)的大小和精度而定，一般可取十個方格，一般方格邊長15～20cm左右，在一方框內(nèi)測三個聲速，取其平均值。測點應(yīng)避開有缺陷及應(yīng)力集中的部位，并應(yīng)避開鐵預(yù)埋件及與聲通路平行而又很近的鋼筋。兩對面一般選擇兩側(cè)面。設(shè)探頭處表面要平整、干凈，有不平整處可用砂紙磨平，在置探頭處可適當(dāng)涂一薄層黃油等耦合劑，探頭要壓緊表面以減少聲能反射損失。混凝土強度的推斷與回彈法相似，應(yīng)當(dāng)率定測強曲線。目前還沒有統(tǒng)一規(guī)程規(guī)定的測強曲線，各單位、各部門自己應(yīng)當(dāng)率定。3)超聲回彈綜合法超聲回彈綜合法是利用超聲波測量與回彈儀測量所得到的結(jié)果相互修正而較之它們中的某一種方法更為準(zhǔn)確的一種非破損法。一般要求先進(jìn)行回彈測量后進(jìn)行超聲測量。超聲回彈綜合法的儀器與現(xiàn)場準(zhǔn)備、測量方法分別與超聲波法及回彈法相同，只是對其結(jié)果按規(guī)定的公式進(jìn)行換算。超聲回彈綜合法應(yīng)根據(jù)《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》(CEC02—88)進(jìn)行。至于表面刻痕法、振動法、射線法等，因國家尚無統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)程，使用時應(yīng)該謹(jǐn)慎。4)鉆芯法鉆芯法是使用專門的鉆芯機在混凝土構(gòu)件上鉆取圓柱形芯樣，經(jīng)過適當(dāng)加工后在壓力試驗機上直接測定其抗壓強度的一種局部破損檢測方法。這種方法非常直觀，更為可靠，在事故質(zhì)量評判中也更能令人信服，因而受到重視。以前鉆芯機靠國外進(jìn)口，現(xiàn)在已有多個廠家生產(chǎn)鉆芯機，鉆孔最大孔徑可達(dá)160～200mm，可以滿足工程需要。但是，由于鉆芯法對結(jié)構(gòu)有一定損傷且試驗費用較高，故難以將鉆芯法作為結(jié)構(gòu)實際強度的全面檢測方法。這種方法?？山Y(jié)合非破損方法同時應(yīng)用，它可修正非破損方法的精度，而取芯數(shù)目可以適當(dāng)減少。試樣制取時，取芯的部位應(yīng)注意以下幾點：(1)取芯部位應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)受力小，對結(jié)構(gòu)承載力影響小的部位。在結(jié)構(gòu)的控制截面、應(yīng)力集中區(qū)，構(gòu)件接頭和邊緣處等一般不宜取芯。(2)取芯部位應(yīng)避開構(gòu)件中的鋼筋和預(yù)埋件，特別是受力主筋。(3)作為強度試驗用的芯樣，不應(yīng)取在混凝土有缺陷的部位(如裂縫、蜂窩、疏松區(qū))。(4)取樣應(yīng)注意代表性。鉆芯法應(yīng)根據(jù)《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》(CECS03—88)進(jìn)行。5)拔出法拔出法是在混凝土構(gòu)件中埋錨桿(可以預(yù)置，也可后裝)，將錨桿拔出時，連帶拉脫部分混凝土。試驗證明，這種拔出的力與混凝土的抗拉強度有密切相關(guān)關(guān)系，而混凝土抗拉力與抗壓力是有一定關(guān)系的，從而可據(jù)此推得混凝土的抗壓強度。這種方法在美國、蘇聯(lián)和日本等國已經(jīng)制定了試驗標(biāo)準(zhǔn)。我國也已開始應(yīng)用，目前鐵道部、冶金部也已通過了試驗的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對于質(zhì)量事故的檢查，主要用后制錨桿法。試驗取樣對單個構(gòu)件取樣不少于一組，對整體結(jié)構(gòu)不少于構(gòu)件總數(shù)的30%。一組試驗是指在2m×2m左右范圍內(nèi)取3個試驗點，由3個測點的算術(shù)平均值為推算強度的代表值。當(dāng)三個值之間的差值中有一差值超過15%時，可取中間值為代表值；如兩個差值均超過15%時，應(yīng)加取一個組(3個點)試驗，取6個點的平均值為代表值。選擇測點應(yīng)平整，要清除抹灰、飾面層，應(yīng)避開蜂窩、孔洞、裂縫及鋼筋。測查點的厚度應(yīng)大于兩倍錨具置入深度，對于厚度小于150mm的構(gòu)件，只可在一側(cè)布置測點。試驗步驟：(1)在混凝土構(gòu)件上鉆孔(例如孔徑可取30mm、深25mm左右)；(2)將鉆孔頭部擴孔成“”形，下部環(huán)形槽深2～3mm；(3)將錨具放入孔內(nèi)，安裝拔出機；(4)拔出錨桿，讀出拔出機上的最大拔力值。強度推斷如下：設(shè)拔出力為FP，則混凝土抗壓強度與FP有直線相關(guān)關(guān)系，即fc＝AFP＋B式中：A、B為待定常數(shù)，要先率定。例如某一地區(qū)率定的測強公式為：fc＝1.6FP－5.83.混凝土內(nèi)部缺陷的檢測1)缺陷部位存在及位置的檢測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的探測主要是根據(jù)聲時、聲速、聲波衰減量、聲頻變化等參數(shù)的測量結(jié)果進(jìn)行評判的。對于內(nèi)部缺陷部位的判斷，由于無外露痕跡，如一一普遍搜索，非常費工，效率不高，一般應(yīng)首先判斷對質(zhì)量有懷疑的部位。做法是以較大的間距(例如300mm)劃出網(wǎng)格，稱為第一級網(wǎng)格，測定網(wǎng)格交叉點處的聲時值。然后在聲時值變化較大的區(qū)域，以較小的間距(如100mm)劃出第二級網(wǎng)格，再測定網(wǎng)格點處的聲時值。將數(shù)值較大的聲時點(或異常點)連接起來，則該區(qū)域即可初步定為缺陷區(qū)，見圖2。圖2超聲波法測內(nèi)部缺陷時的網(wǎng)格布置2)混凝土內(nèi)部缺陷大小的判定用上述方法確定了內(nèi)部缺陷的位置以后，其大小可用下列方法測定。（1）對測法。首先在缺陷附近無缺陷處(a)測定聲時值t0(即聲脈沖通過被測定構(gòu)件的時間)，然后移動探頭，到聲時最長區(qū)，也即缺陷的“中心”位置(b)，測得其聲時值t1。設(shè)缺陷(如孔洞)位于構(gòu)件中部，其橫向尺寸為d，構(gòu)件厚度為L，聲速為v，探頭直徑為D，則可判定孔洞的橫向尺寸d。（2）斜測法.如果探頭尺寸D大于內(nèi)部缺陷的尺寸，則上述對測法無效。這時可該用斜測法，3)裂縫深度的測定對于開口而又垂直于構(gòu)件表面的裂縫，可按圖2.9所示測量。首先將探頭放在同一構(gòu)件無裂縫位置，測得其聲時值t0；然后將探頭置于裂縫兩邊，測出其聲時值t1。測t0及t1時應(yīng)保持探頭間距離l相同。需注意的是，l/2與h相近時，測量效果較好。測量時應(yīng)避開鋼筋，一般探頭離鋼筋軸線的距離為1.5h為好。4.鋼筋位置的檢測鋼筋的檢測，一般可在構(gòu)件上進(jìn)行。鑿去保護層，即可看到鋼筋的數(shù)量并測量其直徑，然后與圖紙對照復(fù)核。必要時，可截取鋼筋做強度試驗，甚至化學(xué)成分分析。此外，可用鋼筋檢測儀測量鋼筋的位置、數(shù)量及保護層厚度。我國生產(chǎn)的鋼筋檢測儀是利用電磁感應(yīng)原理制成的。如國產(chǎn)GBH-1型鋼筋檢測儀。檢測方法是首先接通電源，探頭放在空位(不可接近導(dǎo)磁體)，調(diào)整零點，然后把探頭垂直于鋼筋方向平移(探頭平行于要測鋼筋方向)，同時觀察指示表上的指針，指針最大讀數(shù)處即為鋼筋所在位置。5．鋼筋實際應(yīng)力的測定混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋實際應(yīng)力的測定，是對結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力判斷和對受力筋進(jìn)行受力分析的一種較為直接的方法。1)測試部位的選擇一般選取構(gòu)件受力最大的部位作為鋼筋應(yīng)力測試的部位，因為此部位的鋼筋實際應(yīng)力反映了該構(gòu)件的承載力情況。2)測定步驟（1）鑿除保護層、粘貼應(yīng)變片：在所選部位將被測鋼筋的保護層鑿掉，使鋼筋表層清潔并粘貼好測定鋼筋應(yīng)變的應(yīng)變片。（2）削磨鋼筋面積，量測鋼筋應(yīng)變：在與應(yīng)變片相對的一側(cè)用削磨的方法使被測鋼筋的面積減小，然后用游標(biāo)卡尺量測其減小量，同時應(yīng)變記錄儀記錄鋼筋因面積變小而獲得的應(yīng)變增量△εs。（3）鋼筋實際應(yīng)力σs的計算（4）重復(fù)測試，得到理想結(jié)果：重復(fù)②③步驟。當(dāng)兩次削磨后得到的應(yīng)力值σs很接近時，便可停止削磨測試而將此時σs值作為鋼筋最終要求的實際應(yīng)力值。（二）砌體構(gòu)件的檢測砌體構(gòu)件的檢測包括有：材料(磚或其他材料砌塊及砂漿)強度，砌體強度，砌體裂縫，砌筑質(zhì)量等。其中，砌筑質(zhì)量檢查可按有關(guān)施工規(guī)程的要求進(jìn)行，一般無技術(shù)上的困難，這里不作討論。磚或其他材料砌塊的檢測，與建筑材料中磚和砌塊的試驗方法相同，所不同的僅僅是要將磚樣或砌塊直接取自已建成的墻體。每次檢測時，同類墻砌體上至少取5塊試樣進(jìn)行抗壓試驗檢測，然后以其抗壓強度的算術(shù)平均值作為塊材的抗壓強度。下面分別討論砌體裂縫、砂漿和砌體強度的檢測。1.砌體裂縫檢測因為砌體中的裂縫是常見的質(zhì)量問題，裂縫的形態(tài)、數(shù)量及發(fā)展程度對承載力、使用性能與耐久性有很大影響，對砌體的裂縫必須全面檢測，包括查測裂縫的長度、寬度、裂縫走向及其數(shù)量、形態(tài)等。裂縫的長度可用鋼尺或一般米尺進(jìn)行測量。寬度可用塞尺、卡尺或?qū)Ｓ昧芽p寬度測量儀進(jìn)行測量。對于裂縫的走向、數(shù)量及形態(tài)應(yīng)詳細(xì)地標(biāo)在墻體的立面圖或磚柱展開圖上，進(jìn)而分析產(chǎn)生裂縫的原因并評價其對質(zhì)量的影響程度。2.砌體中砂漿強度的檢測砌體中的砂漿不可能做成標(biāo)準(zhǔn)立方體，無法按常規(guī)方法試驗。常用的現(xiàn)場檢測方法有沖擊法和推出法。1)沖擊法沖擊法是在砌體上鑿取一定數(shù)量的砂漿，加工成顆粒狀，由沖擊錘將其粉碎。沖擊將消耗一定的能量。砂漿粉碎后顆粒變小變細(xì)，其表面積增加。試驗研究表明，在一定沖擊作用下，砂漿顆粒增加的表面積△A與破碎功的增加量△W呈線性關(guān)系，而砂漿的抗壓強度與單位功的表面積增量△A/△W有定量關(guān)系，從而可以據(jù)此測得砂漿的強度。試驗中主要的設(shè)備是沖擊儀，孔徑為12mm及10mm的圓孔篩，一套砂標(biāo)準(zhǔn)篩及感量為0.01g的天平。(1)試件制作。在擬檢驗的砌體中取硬化的砂漿約600g(一部分用于測容量，一部分用于沖擊試驗)。將其錘擊加工成粒徑為10～12mm的顆粒，形狀近于圓形，兩個垂直方向的直徑之比不宜大于1.2?？捎每讖綖?2mm及10mm的篩子篩分，取通過12mm孔徑而留在10mm孔徑篩子上的顆粒作為沖擊試驗的用料。取180～200g試料，放入烘箱內(nèi)，在50～60℃溫度下烘烤4～6h(干燥的試樣可不必烘烤)，取出在常溫下擱置8～12h。試料烘烤干燥后分為三份，每份50g，稱量精確至0.01g。即要平行做三組試驗。(2)試驗方法及步驟。根據(jù)砂漿的特征，估計其強度的大約范圍，按表2-4選好打擊錘的重量及落錘高度，然后將試樣放入沖擊儀的沖擊筒中，并將其頂面攤平。整個試驗分三個階段，每階段均有沖擊、篩分、稱重三個步驟。第一階段：沖擊2次，進(jìn)行篩分與稱重；第二階段，將試樣重新放入筒內(nèi)，攤平，沖擊4次，再進(jìn)行篩分與稱重；第三階段，將試樣重新放入筒內(nèi)攤平，最后沖擊4次，然后篩分、稱重。第一份試樣總計沖擊10次，篩分、稱重3次。三組試樣平行做三次。測定砂漿容重，可用未沖擊的砂漿試樣取8cm3左右的塊狀試件，用蠟封法測定。2)推出法推出法是利用小型推出裝置對磚砌體中處于統(tǒng)一邊界條件下的丁磚施加水平推力，用以間接推算出砂漿抗壓強度的一種方法。所謂統(tǒng)一邊界條件，是指欲被推出的磚的頂面及兩側(cè)的砂漿層均已予清除的情況?！巴瞥龇ā钡臏y試步驟包括三個方面：即測區(qū)選擇，清砂漿縫，推出。測區(qū)選擇原則是盡量做到有代表性和可操作性。測區(qū)宜在墻體上均勻布置，應(yīng)避開施工中預(yù)留的各種孔洞，被檢測到的磚的端面應(yīng)平整，磚下的水平砂漿層的厚度應(yīng)在9～11mm之間。測區(qū)大小以能進(jìn)行6塊推出磚的檢測工作為宜。對于抽樣評定的墻體，隨機抽樣數(shù)量應(yīng)不少于該總量的30%，且不小于3片墻體。3.砌體強度的檢測有了砌塊與砂漿的強度，即可按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范推求得砌體強度，這是一種間接測定砌體強度的方法。有時，希望直接測定砌體的強度，下面介紹直接測定法。1)實物取樣試驗在墻體適當(dāng)部位選取試件，一般截面尺寸為240mm×370mm或370mm×490mm，高度為較小邊長的2.5～3倍。2)扁頂法扁頂法是用一種特制的扁千斤頂在墻體上直接測量砌體抗壓強度的方法。（三）鋼構(gòu)件的檢測鋼構(gòu)件中的型鋼如由正規(guī)鋼廠出廠，并具合格證明，則一般材料的強度及化學(xué)成分是有保證的。檢測的重點在于加工、運輸、安裝過程中產(chǎn)生的偏差與失誤。主要內(nèi)容有：外觀平整度的檢測；構(gòu)件長細(xì)比、平整度及損傷的檢測；連接的檢測（應(yīng)作為重點）。如果鋼材無出廠合格證明，或者來路不明，則應(yīng)再增加檢測以下項目：鋼材及焊條的材料力學(xué)性能，必要時再檢測其化學(xué)成分。1.構(gòu)件整體平整度的檢測梁和桁架構(gòu)件的整體變形有垂直變形和側(cè)向變形，因此要檢測兩個方向的平直度。柱子的變形主要有柱身傾斜與撓曲。檢查時，可先目測，發(fā)現(xiàn)有異常情況或疑點時，對梁或桁架可在構(gòu)件支點間拉緊一根細(xì)鐵絲，然后測量各點的垂度與偏度；對柱子的傾斜度則可用經(jīng)緯儀檢測；對柱子的撓曲度可用吊線垂法測量。如超出規(guī)程允許范圍，應(yīng)加以糾正。2.構(gòu)件長細(xì)比、局部平整度和損傷的檢測構(gòu)件的長細(xì)比，在粗心的設(shè)計中或施工時構(gòu)件截面型鋼代換中常被忽視而不滿足要求，在檢查時應(yīng)重點加以核準(zhǔn)。構(gòu)件的局部平整度可用靠尺或拉線的方法檢查，其局部撓曲應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)。構(gòu)件的裂縫可用目測法檢查，但主要要用錘擊法檢查，即用包有橡皮的木棰輕輕敲