砌體結構房屋的質量檢測與加固方法
日期:2022-03-25 10:16:31
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在八十年代末九十年代初鋼筋混凝土技術傳進中國前,我國民用建筑中使用最廣泛的就是砌體結構。而今三十余年后,這類房屋建筑的安全質量現狀如何也引起了人們的關注,今天就為大家敘述下砌體結構房屋的質量檢測方法及其加固方法。
一、砌體強度檢測的方法
砌體結構主要指磚砌體,砌體強度是由磚塊和砂漿強度或施工時制做的砌體試塊強度來決定的,傳統的檢測方法是直接從砌體結構上截取試樣,進行抗壓強度試驗。而砌體結構的特點導致取樣存在較大難度,取樣時的擾動又會對試樣產生較大損傷,從而影響試驗結果。因此,砌體結構的現場原位非破損或半破損試驗方法自然而然地受到了重視,并廣泛開展研究和工程實際應用。
1、砌體強度的間接測定法
砌體強度與砂漿和磚塊強度有直接關系。由砂漿和磚塊強度等級可確定砌體的抗壓強度,間接測定法就是使用專門的儀器和專門的測試方法,測量砂漿和磚塊的某一項強度指標或與材料強度有關的某一項物理參數,并由此間接測定砌體強度。
(1)沖擊法。依據物體破碎時所消耗的功與破碎過程中新產生表面積成正比的基本原理,由事先建立的單位功表面積增量和抗壓強度之間的經驗公式,求得砂漿或磚塊試樣的強度。
(2)回彈法。檢測磚塊和砂漿強度的基本原理與混凝土強度檢測的回彈法相同,只是采用專門的砂漿回彈儀,因為磚的表面硬度與強度有良好的相關性,所以,此法精度高,且簡單、適用。
(3)推出法。推出法又稱頂推法、剪法,具體稱單磚單剪法。即把一單磚的頂面、兩側面砂漿清除,只留底面,用特制的小千斤頂將其“頂出”,在極限狀態時,測得磚與砂漿的粘接抗剪強度,并根據抗剪強度與抗壓強度的關系,推出抗壓強度。
此外尚有筒壓法、點荷法等通過測定砂漿的強度來測定砌體強度的方法,都已進行了大量的研究,取得了一定成果。
(1)抽樣檢測法。主要包括切割法與取芯法,切割法切割的試件寵大,搬運過程中擾動大,造成試驗結果的離散性大,耗費大量的人力、財力,只限于龐大砌體工程質量事故處理及對其它方法的校準。取芯法是對芯樣作抗壓和抗剪試驗,對砌體擾動也很大,其試驗結果不太一致。
(2)原位軸壓法。在墻體的原位軸壓法檢測中,直接對局部墻體施加軸向壓力荷載,并使這部分局部墻體的受力達到極限狀態,通過實測的破壞荷載和變形,得到墻體的抗壓強度。
(3)扁頂法。扁頂法可用來推定普通磚砌體的受壓工作應力、彈性模量和抗壓強度。通過測量開槽前后的位移變化,并用扁頂壓力恢復因開槽而卸載的應變,根據扁頂壓力推定砌體的工作應力。
(4)原位單剪法。對砌體的承載能力進行現場檢測時,除抗壓試驗外,另一類試驗就是砌體的原位抗剪試驗。砌體的原位單剪法的試驗裝置一般取窗洞口或其他洞口下墻體為試驗對象,第三皮磚下的水平灰縫為剪切破壞面。試驗前,先清理出安裝鋼筋混凝土傳力方和加載裝置的空間;在剪切破壞面的端部加工切口,保證水平灰縫剪切破壞時,該水平灰縫以上的墻體能夠在水平方向上發生位移;現澆鋼筋混凝土傳力方到達足夠強度后,安裝千斤頂和測試儀表進行加載試驗,當出現水平灰縫剪切破壞時,記錄破壞荷載,并將剪切破壞后的墻體翻轉,記錄破壞特征以及水平灰縫飽滿度等與砌體質量有關的數據。原位單剪法所得到試驗結構為砌體沿通縫抗剪強度。將同一測區個測點所得到結果取平均值,得到砌體沿通縫抗剪強度平均值。
(5)原位單磚雙剪法。原位單剪法造成較大區域的墻體破損,且對于已建造并投入使用的房屋建筑,原位單剪法試驗往往難以實施。而原位單磚雙剪法的優勢在于其造成墻體破損較小。
(6)動測綜合法。動測綜合法是振動反演理論在工程上的應用。在脈動、起振機共振、自由釋放或沖擊等激振方式的作用下,通過測量砌體結構的頻率和振型等參數,根據系統識別理論得到層間剛度,推算出各層砌體軸心抗壓強度,此法從房屋整體出發,不僅能得到砌體的強度,鑒定房屋的質量,還能對房屋進行安全性評定,隨著檢測儀器技術的改進,算法的優選,結果的精度不斷提高,這種測定方法很有發展前途。
(7)微觀結構法。聲、波、射線等在材料中傳播時,會因材料的微觀結構的判別而不同,由此可推斷出材料的強度。我國在砌體房屋檢測的方法有應力波法和超聲波法。應力波法測低強和高強砂漿砌體時,精度不高,超聲波法由于影響因素較多,測試結果不理想,有待進一步提高。
砌體結構的維修加固分為直接加固與間接加固兩類,設計時,可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法。
(1)鋼筋混凝土外加層加固法。該法屬于復合截面加固法的一種。其優點是施工工藝簡單、適應性強,砌體加固后承載力有較大提高,并具有成熟的設計和施工經驗;適用于柱、帶壁墻的加固;其缺點是現場施工的濕作業時間長,對生產和生活有一定的影響,且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
(2)鋼筋水泥砂漿外加層加固法。該法屬于復合截面加固法的一種。其優點與鋼筋混凝土外加層加固法相近,較為傳統,且提高的承載力也不如前者。但若將鋼筋換成輕質高強的炭纖維、鋼絞線、鋼絲布等新型材料,再配以專用砂漿實現其與原構件粘接,既可大大提高其承載力,抗拉強度亦可達到普通鋼材的6-8倍。
(3)增設扶壁柱加固法。該法屬于加大截面加固法的一種。其優點與鋼筋混凝土外加層加固法相近,但承載力提高有限,且較難滿足抗震要求,一般僅在非地震區應用。
(1)無粘結外包型鋼加固法。該法屬于傳統加固方法,其優點是施工簡便、現場工作量和濕作業少,受力較為可靠;適用于不允許增大原構件截面尺寸,卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固;其缺點為加固費用較高,并需采用類似鋼結構的防護措施。
(2)預應力撐桿加固法。該法能較大幅度地提高砌體柱的承載能力,且加固效果可靠;適用于加固處理高應力、高應變狀態的砌體結構的加固;其缺點是不能用于溫度在600℃以上的環境中。
(1)增設圈梁加固。當圈梁設置不符合現行設計規范要求,或縱橫墻交接處有明顯缺陷,或房屋的整體性較差時,應增設圈梁進行加固。
(2)增設梁墊加固。當大梁下磚砌體被局部壓碎或大梁下墻體出現局部豎直裂縫時,應增設梁墊進行加固。
(3)砌體局部拆砌。當房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影響承重及安全時,可將破裂墻體局部拆除,并按提高一級砂漿強度,用整磚填砌。
(4)砌體裂縫修補。在進行裂縫修補前,應根據砌體構件的受力狀態和裂縫的特征等因素,確定造成砌體裂縫的原因,以便有針對性地進行裂縫修補或采用相應的加固措施。