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用超聲波檢測砌體結構及加固方案

內容來源:超聲波清洗機   發布日期:2016-06-22 09:55:10

 用超聲波檢測砌體結構及加固方案司馬新良工程實際中,砌體結構損傷現象很常見。有的損傷雖不影響結構承載能力,但會影響建筑物外形美觀,給人不安全的感覺;有的損傷可能會導致局部結構甚至整個建筑物破壞。因此,當砌體結構出現損傷后,需要對損傷產生原因進行分析以便提出正確的補救方案。本文結合工程實例,探i寸了如何用超聲波對砌體結構進行非損傷性檢測及施工中采取怎樣的補救措施。

  1超聲波無損傷檢測原理1.1超聲波概述超聲波是機械波的一種,在媒介中傳播遵循幾何光學原則,會產生波的反射、折射、散射、疊加等現象。超聲波探傷物理原理是采用機械振動與波動進行結構無損探傷。

  超聲波探傷方法按其原理可分為三類:脈沖反射法、穿透法和共振法。

  其中脈沖反射法最為常用。脈沖法用超聲波探頭發射脈沖到構件需要被檢測的部位,根據反射波的情況分析結構內部是否存在缺陷。脈沖反射法中最簡單的方法為缺陷回波法。其示意圖如下所示。當構件內沒有損傷時,超聲波只在構件上表面和下表面出現反射脈沖T和B,而在構件內部不產生反射脈沖,如中(1)所示。反之,如果構件內部有損傷,則超聲波在構件內部傳播時也會反射脈沖F,如中(2)所示。

  2裂縫產生原因檢測方法2.1裂縫產生原因概述砌體結構出現裂縫的原因一般有以下幾類:(1)由于砌體局部承載能力不足引起砌體開裂,這類裂縫最具危險性;(2)由于溫度變化導致結構熱脹冷縮變形較大而開裂;(3)由于基礎不均勻沉降而將建筑結構拉裂;(4)由于地震作用引起砌體開裂。

  2.2常見裂縫檢測方法分析2.2.1承載能力不足導致砌體開裂導致砌體承載能力不足的原因主要有:砌塊強度不足,砂漿強度不足,灰縫不飽滿,結構設計不合理等原因。判別時可以先根據現場觀測,結合施工圖紙檢查結構布局是否合理,截面設計是否滿足規范要求,再選擇多處(特別是開裂處)墻體,將表層抹灰鑿去,用回彈儀檢測砌塊和砂漿強度,用超聲波檢測結構內部是否有損傷,根據設計圖紙和建筑物的結構布置,結合荷載情況重新核算砌體承載能力是否滿足要求。有過梁的地方,可用電磁感應法探測梁配筋狀況,用回彈儀檢測混凝土強度等級,計算過梁是否滿足承載能力極限狀態和正常使用極限狀態要求。

  2.2.2基礎不均勻沉降導致砌體開裂首先用水準儀檢測建筑物是否存在不均勻沉降,并計算不均勻沉降量,用經緯儀檢測建筑物側移量。例如現檢測一棟矩形住宅樓是否存在不均勻沉降,可在建筑物正立面和背立面用水準儀分別取幾個標高相同的點做標記,等一段時間后,再用水準儀檢測前次做的標記標高之差,即可測得住宅樓不均勻沉降量。用經緯儀測某面墻體的傾斜度,可將經緯儀放置在墻面與地面交線上某處,經緯儀中線對準墻頂邊線,豎向移動經緯儀觀測筒劃至墻底,在墻底放一水平刻度尺就可以精確而且快捷的得到墻體側移量。

  2.2.3地震作用導致砌體開裂地震作用產生的裂縫很容易辨別,首先要有較大烈度的地震發生,其次砌體在地震作用下產生的裂縫一般呈“X”形,也會伴有水平和豎直裂縫存在。裂縫一般出現在如門窗口四周等一些應力集中的地方。

  一般情況下,裂縫如果不是由于上述三種原因產生,則認為是溫度裂縫。

  首先要調研裂縫的一些具體參數,比如裂縫形狀,范圍,貫穿度,裂縫位置,裂縫開展狀況;接著按照不同的裂縫形式采取如下加固方案。

  2.3.1局部承載能力不足產生的裂縫局部承載能力不足產生的裂縫,需要對砌體結構進行加固處理。加固方法可采用體外配筋的方法,即鑿去砌體表層抹灰,對整片墻體或是沿裂縫配垂直裂縫和平行裂縫鋼筋網。如果是沿裂縫配鋼筋網,則鋼筋網范圍在裂縫兩側500mm范圍內即可,鋼筋網每隔300mm打一根鋼筋釘人墻以固定鋼筋網。沿裂縫垂直距離每隔500mm處將與裂縫相交的原砌塊鑿去,用素混凝土填補。表面層采用高強砂漿抹灰。

  2.3.2基礎不均勻沉降產生的裂縫基礎不均勻沉降,會使砌體在剪應力作用下上部被拉裂,同時引起樓、地板開裂。該類裂縫的控制除采取提高建筑物整體剛度外,應著重考慮采取加固地基土的方法,如采取擴大軟土區受力面積以減小壓強、增加土的密實度等辦法來補救。本文根據工程實例和經驗總結,提出如下解決措施加大土質較密實區荷載,如垂重物,在承載能力極限范圍內增加建筑實體等辦法以消減不均勻沉降。由于土質的差異,在相同的荷載作用下,土質差的區域必然沉降的多些,改變荷載大小,使得吃力層好的土承受荷載大些,而吃力層差的土承受荷載小些,就有可能減小不均勻沉降量。)在土質較軟的區域一定范圍內打人地下,以限制軟土層在豎向荷載作用下產生水平方向側移,同時也使軟土受到擠壓,產生箍的效應,以達到密實的效果。土質軟的區域,局部土層受到豎向荷載時,由于土的粘彈性會向周圍滑移,從而加大了沉降量,在軟土區周圍一定范圍內打人鋼筋混凝土,就如同混凝土中放人鋼筋一樣,對周圍土產生銷栓作用,抑止土的滑移,同時也使得較為松軟的土受到擠壓而密實,增大其承載能力。)向較松軟的土層灌水,保證土層濕度,水使得土含水量接近或達到飽和,填充土粒間縫隙,也就增加了土的密實性。地下水對土壤的作用是沒有別的物質可以替代的,水可以使土壤中一些礦物質溶解,形成膠體狀物質,與土粒粘在一起,從而提高土壤的粘彈性性能,又由于水分子很小,可以充分填充土粒間間隙,和土粒共同作用,以承受外荷載。

  縫,可以按照上2.1節中方案進行加固。

  溫度裂縫是工程中最常見的裂縫,一般情況下不會對結構承載能力和結構壽命產生破壞性影響。溫度裂縫通常為表層抹灰與內部結構,圈梁或過梁與砌塊之間由于溫度不同步或熱膨脹系數不同步所引起的變形不同步所導致,溫度裂縫有時會使構件產生應力集中,在多種條件復合作用下就可能導致構件破壞。其補救措施一般是將頂層大體量的鋼筋混凝土構件用砌塊或其他物質包起來,不露在室外,以減小溫差。在出現裂縫的位置用素混凝土或砂漿填補,如果墻體長度過大,可以考慮在不影響結構承載能力的情況下,適當將一些墻體鑿開,形成伸宿縫。對于比較重要的部位或裂縫有開展趨勢的地方,可以采用2.1節所示加固方案進行修補。

  在地震波的沖擊下,建筑物可能承受水平荷載、豎直荷載或反復荷載作用,其破壞性極強,因此,對于地震作用產生的裂縫,一般都要先檢測其破壞程度,看建筑物能否繼續安全使用。如果不能繼續被安全使用,就必須毀去。對于可以補救的裂縫,需重新進行結構分析,用回彈儀檢測砌塊和砂漿強度,進行結構承載能力極限狀態和正常使用極限狀態驗算,如果用高強砂菜并配合砌體體外配鋼筋網等措施可以達到規范要求,則可以按照2.1節所示方案對結構進行加固。

  某七層磚混結構住宅樓,在其上部六、七層出現大量墻體和過梁開裂現象。為探明開裂原因,對具有代表性的裂縫進行長期觀測,看其發展趨勢。

  將其表層抹灰鑿去,用磚和砂漿回彈儀檢測磚塊和砂漿強度,觀察灰縫是否飽滿。用超聲波檢測過梁、砌體損傷情況,再結合施工圖紙和現場觀測的結構形式,看住戶有無私自拆動承重墻,根據結構形式和檢測到的砌塊和砂漿強度重新驗算結構承載能力。用水準儀觀測住宅樓不均勻沉降量,觀測點布置如所示:用經緯儀檢測外圍墻體側移量。

  經過分析表面,結構開裂為部分墻體承載能力不足,砌塊和砂漿強度沒有達到設計要求,大部分墻體開裂為表層抹灰溫度裂縫,不影響結構承載力,經過長期觀測和比較,建筑物基本上沒有不均勻沉降現象。根據超聲波檢測,過梁沒有損傷現象,對于砌體結構損傷采取如下加固方案:對表面裂縫進行粉刷修補,對局部承載能力不夠的墻體采用所示加固方案進行加固。

  工程中砌體結構出現損傷現象普遍存在,有損傷并不可怕,最主要是要弄明白導致損傷產生的原因,哪些是主要原因,哪些是次要原因,可采取超聲波法檢測以查明損傷的位置及危害性,以便采取恰當的補救加固措施;對于不嚴重的,只是表層抹灰由于溫度變化而產生的裂縫,重新粉刷修補即可;對于因基礎不均勻沉降、地震荷載作用或是承載能力不足導致的損傷需要用體外配筋,采用高強砂漿抹灰的方法加固,嚴重的要用鋼筋混凝土結構取代或是拆除。

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