第二章建筑结构的检测与鉴定文档格式.docx

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《钢铁工业建（构）筑物可靠性鉴定规程》（YBJ219—89）

《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292—1999）

《钢结构检测评定及加固技术规程》（YB9257—96）

《危险房屋鉴定标准》（JGJl25—99）

《建筑抗震鉴定标准》（GB50023—95）

《工业构筑物抗震鉴定标准》（GBJll7—89）

《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344—2004）

建筑物可靠性鉴定目前是采用实用鉴定法，该方法是在传统经验法的基础上发展起来的一种较科学的鉴定评判方法。

这种鉴定方法的特点是要求鉴定人员根据鉴定目的进行详细的检查、分析，再按照现行的鉴定标准（上面列举的有关鉴定标准）下结论。

实用鉴定法的工作程序如图2．1所示。

1）结构布置、支撑系统、圈梁布置、结构构件、结构构造和连接构造的检查。

2）地基基础的检查。

3）结构上的作用、作用效应反作用效应组合的调查分析，必要时进行实测统计。

4）结构材料性能和几何参数的检测与分析，结构构件的计算分析、现场实测，必要时进行结构试验。

5）建筑物结构功能及建筑构造的检查。

初步调查时，除对原设计图、竣工图等有关原始资料与实物初步核对、检查和分析外，还应对建筑结构使用条件作调查。

使用条件的调查应包括结构物的作用、使用环境和使用历史三部分内容。

2．2结构材料的力学性能检测

结构性能的检测是可靠性鉴定工作中的重要环节。

检测工作包括内容：

结构材料的力学性能检测

结构的构造措施检测

结构构件尺寸

钢筋位置及直径的检测

结构及构件的开裂和变形检测等。

在对建筑物进行可靠性鉴定时必然要使用建筑结构材料的力学性能参数，这些参数可以通过查问建筑物的竣工资料得到，但大多数情况下应通过现场检测来确定。

对现有建筑物进行现场检测通常可以为解决下列问题提供基本的依据：

1）分析结构产生破损或破坏的原因；

2）评定结构的现有承载能力；

3）决策与优化结构处理及加固方案；

4）推断结构损坏发展的趋势和结构使用寿命；

5）推断加固处理后结构的使用寿命。

2．2．1混凝土材料

非破损检测技术是指在不破坏混凝土内部结构和使用性能的情况下，利用声、光、热、电磁和射线等方法测定有关混凝土性能方面的物理量，推定混凝土强度、缺陷等。

回弹法和超声波法是典型的非破损测试方法；

部破损检测方法如钻芯法、拔出法等，由于所造成的局部损伤仅在混凝土表面或者在构件的一个很小的范围内，对结构的整体性能没有影响，不会危及结构的安全，所以也将其归入非破损检测范围。

非破损检测与常规的标准试块破坏试验方法相比，具有下列特点：

1）不破坏构件或建筑物的结构，不影响其使用性能，且简便快速；

2）可大面积直接在结构混凝土上作全面检测，能比较真实地反映混凝土的质量和强度；

3）能获得破坏试验不能获得的信息，例如能检测内部孔洞、疏松、开裂、不均匀性、表面烧伤、冻害及化学腐蚀等；

4）适用性强，对新建工程和现有建筑物都能应用；

5）可进行连续测试相重复测试，使测试结构具有良好的可比性；

6）

由于是间接检测，检测结果的精度要差一些。

1．回弹法检测混凝土抗压强度

回弹法系指在结构或构件混凝上测得其回弹值和碳化深度值来评定该结构或构件混凝土强度的非破损检测方法，它主要用于评定混凝土抗压强度，是各种表面硬度法（如刻痕法、压痕法等）中较好的一种方法。

具有仪器构造简单、使用操作方便、检测速度快和检测费用低的优点，在一定条件下能满足结构或构件混凝土强度的测试要求，其检测精度误差在±

15％以内。

因此，在历届国际非破损检测会议上，均得到肯定和推荐。

回弹法是用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆（传力杆），弹击混凝土表面并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值（反弹距离与弹簧起始长度之比）作为与强度相关的指标，来推定混凝土强度的一种方法。

应用此法进行检测的范围大概有四个方面：

（1）根据实测回弹值来估算结构混凝土的特征强度；

（2）检验结构混凝土质量的均匀性；

（3）检查结构或构件混凝土是否达到某一特定的强度（如拆模、运输、吊装混凝土强度）；

（4）检验有疑问的区域。

此法用回弹仪来检测混凝土强度，是根据混凝土强度与表面硬度间也存在一定的关系；

另外，当具有一定功能的钢锤冲击混凝土表面时，其回弹值与表面硬度间也存在着一定的相关关系，通过试验，以建立混凝土强度与回弹值问的关系来确定混凝土强度，这就是回弹法测强的基本原理。

在实际应用中，一般将混凝土抗压强度与回弹值间的对应关系，用图像或表格的形式来表示，如图。

弹击系统主要由弹击杆、弹击拉簧、弹击锤所构成。

其弹击杆的主要作用是将弹击锤的动能传给被测混凝土试件，并将冲击后的一部分动能反弹给弹击锤，使其回弹一定距离；

弹击拉簧主要是储存能量并赋予弹击锤；

弹击锤既是能量的携带件，又是弹击系统与示值系统间的联系元件，即示值系统中指针滑块所指示的回弹值，是由弹击锤冲击弹击杆后回弹时带动其移动的距离表示的。

示值系统主要由导杆、压力弹簧、标尺、指针等构成。

指示装置固定在仪器壳体上，以保持其与弹击系统的相对位置和运动关系。

回弹仪的工作原理如图2．5所示。

一个标准质量的重锤，在标准弹簧弹力带动下，冲击一个与混凝土表面接触的弹击杆．由于回弹力的作用重锤又回跳一定距离，并带动滑动指针在刻度上指出回弹值R，R是重锤回弹距离与起跳点原始位置距离的百分比值，可用下式表示

（1）检测准备。

凡需要用回弹法检测的混凝土结构成构件往往是缺少同样条件下的试块或标准试块数量不足、试块的质量缺乏代表性、试块的试压结果不符合现行技术标准所规定的要求，并对该结果持有怀疑。

所以检测应全面地、正确地了解被测结构或构件的情况。

检测前，一般需要了解工程名称，设计、施工和建设单位名称，结构或构件名称，外形尺寸、数量及混凝土设汁强度等级，水泥品种、安定性、标号、厂名，砂、石种类、粒径，外加剂或接合料品种、掺量，施工时材料汁量情况等，模板、挠筑及养护情况等，成型日期，配筋及预应力情况，结构或构件所处环境条件反存在的问题。

其中以了解水泥的安定性合格与否最为重要，若水泥的安定性不合格，则不能采用回弹法检测。

逐个检测方法主要用于对混凝土质量和强度有怀疑的独立结构（如现浇整体的壳体、烟囱、水塔、隧道、连续墙等）、单独构件（如结构物中的柱、梁、屋架、板、基础等）和有明显质量问题的某些结构或构件。

抽样检测主要用于在相同的生产工艺条件下强度等级相同、原材料和配合比基本一致且龄期相近的混凝土结构或构件。

被检测的试祥应随机抽取不少于同类结构或构件总数的30％，还要求测区总数不少于100个。

具体的抽样方法，一般由建设单位、施工单位及检测单位共同商定。

（2）检测方法。

了解了被检测的混凝土结构或构件情况后，需要在构件上选择及布置测区。

所谓“测区”系指检测结构或构件混凝土抗压强度时的一个检测单元。

每一测区相当于该试样同条件混凝土的一组试块。

行业标准《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》规定，取—个结构或构件混凝土作为评定混凝土强度的最小单元，至少取10个测区。

但对某一方向尺寸小于4.5m、另一方向尺寸小于0.3m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个。

测区的大小以能容纳16个回弹测点为宜，不易大于0.04m2。

测区表面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、粉刷层、浮浆、油垢、蜂窝麻面等。

必要时可采用砂轮清除表面杂物和不平整处。

测区应均匀布置在构件或结构的检测面上，相邻测区间距不宜过大，当混凝土浇筑质量比较均匀时可酌情增大间距，但不宜大于2m，构件或结构的受力部位及易产生缺陷部位（如梁与柱相接的节点处）需布置测区；

测区应优先考虑布置在混凝土浇筑的侧面（与混凝土浇筑方向相垂直的贴模板的一面），如不能满足这一要求时，可选在混凝土浇筑的表面或底面；

测区须避开位于混凝土内保护层附近设置的钢筋和预埋铁件。

对于体积小、刚度差以及测试部位的厚度小于100mm的构件，应设置支撑加以固定，以防止构件在回弹时产生开裂。

按上述方法选取试祥和布置测区后，先测量回弹值。

测试时回弹仪应始终与侧面相垂直，并不得打在气孔和外露石子上。

每一测区的两个测面用回弹仪各弹击8点，如一个测区只有一个测面，则需测16点。

同一测点只允许弹击一次，测点宜在测面范围内均匀分

布，每一测点的回弹值读数准确至—度，相邻两测点的净距一般不小于20mm，测点距构件边缘或外漏钢筋、铁件的间距不得小于30mm。

回弹检测规程：

1）回弹仪标准状态要求，检查仪器并应符合标准。

2）根据回弹法技术规程，选定和布置测区、测面、测点，并应清晰地编号标记。

3）体积小、刚度差或测试部位厚度小于l0cm的构件，均应设置支撑，可靠固定后进行测试。

4）测试表面层遭受短期湿润的混凝土，经风干后测试。

5）蒸汽养护的混凝土，应在构件出池经自然养护14d后进行测试。

6）测试时应将回弹值读数精确至1度，并将测取的回弹值记人测试记录表23。

7）每一测点只能检测一次，不允许在同一测点重复弹测。

8）每一测区的两个相对测面，应各测试8点，两边共16点，如只能在一个侧面检测时应在该测面上弹测16点（如允许，可适当扩大测面）。

9）对于非水平测试的侧面，应该判定回弹仪中轴线与水平线夹角大小，并注明“+”或“-”、角度值与对应的回弹值，夹角正负如图所示。

10）在混凝土灌筑表面测试时，所测取的回弹值应注明“底面”、“表面”。

11）测试面的碳化与否应及时判定，并在测取的回弹值中予以注明。

12）对于测试面的干湿程度应进行判别，并注明干面或湿面及其对应回弹值。

13）测试部位表层与内部质量不一致并有明显差异，或内部有严重缺陷的混凝土不适合回弹测试。

14）遭受化学腐蚀、火灾、硬化期间冻伤、高温损伤，以及长期处于高温、潮湿环境、浸水的混凝土，不适合回弹检测。

15）测试时环境温度低于5℃或高于35℃，不适合进行回弹检测。

16）测试部位曲率半径小于35cm时，不宜回弹测试。

（3）碳化深度的测定

碳化是影响回弹法测定混凝土强度的主要因素。

混凝土暴露在空气中，出于受到大气中CO2的作用，使混凝土表面一部分Ca（0H）2逐渐形成碳酸钙（CaCO3）而变硬。

因此，在碳化后的混凝土表面上测得的回弹值偏高，必须在回弹测试后立即进行碳化的鉴别及其深度测量，并以此为依据确定混凝土强度。

测量构件的碳化深度时，用合适的工具在测区表面形成直径为15mm的孔洞，清除洞中的粉末和碎屑后（注意不能用液体冲洗孔洞）．并立即用1％的酚酞酒精溶液滴在混凝土孔洞内壁的边缘处、用碳化深度测量仪或其他工具测量自测面表面至深部不变色边缘处与测面相垂直的距离1-2次，该距离即为该测区的碳化深度值，准确至0.5mm。

一般一个测区选择2—3处测量混凝土的碳化深度值，当相邻测区的混凝土质量或回弹值与它基本相同时，那么该测区的碳化深度值也可代表相邻测区的碳化深度值。

一般应选不少于构件的30％测区数测量碳化深度值。

式中：

dm——测区（或测位）平均碳化深度，先计算至0.1mm，最后取至0.5mm；

di——第i个测点的碳化深度，m”；

n——测位的碳化深度测点数（或测量次数）。

当dm≤0.4mm，则按末碳化处理（即dm=0），当dm≥6mm，则按dm＝6mm考虑。

必须在每一测位最邻近区试验和测量混凝土碳化深度。

测量碳化深度的侧面，应为测试回弹值的同一测面。

（4）回弹数据处理。

1）平均回弹值的计算

当回弹仪在水个方向测试混凝土浇筑侧面时，随从每一测区的16个回弹值中剔除其中3个最大值和3个最小值，取余下的10个回弹值的平均值作为该测区的平均回弹值，取一位小数。

2）角度修正计算。

当回弹仪非水平方向测试混凝土灌筑侧面时，应根据回弹仪中轴线与水平方向的角度（见上图），将测取的回弹值舍去3个最大值和3个最小值后求出测区平均回弹值Rm“再按下式修正为水平方向测试时的测区平均回弹值

Rma——非水平方向检测时侧区的平均回弹值，精确至0.1，

Raa——非水平方向检测时回弹值的修正值，按表2．1查出。

由于回弹法测强曲线是根据回弹仪水平方向测试混凝土试件侧面的试验数据计算得出的，因此当测试中无法满足上述条件时需对测得的回弹值进行修正。

3）侧面修正计算。

若测试面不是混凝土浇筑侧面，而是表面（浇筑面）或底面时，按下式

，

修正为水平方向弹射的测区平均回弹值，并计算至0.1。

——水平方向，检测混凝土浇筑表面、底面时测区的平均回弹值，计算至0．1；

——混凝土浇筑表面、底面回弹值的修正值，按表2．2查用。

4）综合修正计算。

如检测时，即不是水平方向弹射又不是混凝土的浇筑侧面时，应先按表2．1对回弹值进行角度修正，然后再按表2．2进行浇筑面修正，最后修正为水平弹射侧面的测区平均回弹值Rm。

（5）根据回弹数据确定混凝土的强度。

一般情况下可从《回弹法检测泄凝土抗压强度技术规程》中给出的“测区混凝土强度换算表”，根据回弹值和碳化深度值查出测区混凝土的强度换算值，再按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中的公式算出混凝土强度推定值。

但应注意，当混凝土强度高于50MPa或低于10MPn时，本《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》给出的测强表就不适用了。

混凝土强度的计算，分为单个构件和批量检测计算两种方式，单个检测，适用于单独的结构或构件的检测；

而批量检测，适用于在相同的生产工艺条件下，混凝土强度等级相同，原材料、配合比、成型工艺、养护条件基本一致且龄期相近的同类构件的检测。

按批进行检测的构件，抽检数量不得少于同批构件总数的30％且测区数量不得少于100个。

构件混凝土强度推定值（指相应于强度换算值总体分布中保证率不低于95％的强度值）

按下列公式确定：

（1）当该结构或构件测区数少于10个时，以测区混凝土强度换算值中的最小值作为该构件的混凝土指定值：

（2）当该结构或构件测区强度值中出现小于10.0Mpa时：

<

10.0MPa

（3）当该结构或构件测区数不少于10个或按批量检测时，应按下列公式计算

——该批被抽查的每个构件中最小的测区混凝土强度换算值的平均值，MPa．精确至0.1MPa；

——该批被抽查的构件所有测区混凝土强度换算值的平均值，MPa，精确至0.1；

——该批被袖查构件的混凝土强度的标准差，MPa，精确至0.1。

——第i测区混凝土强度换算值，MPa，查附录3；

n——对于单个检测的构件，取一个构件的测区数；

对于批量检测的构件，取被抽取构件测区数之和。

注意：

对于按批量检测的构件，当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时，该批构件应全部按单个构件检测：

（1）当该批构件混凝土强度平均值小于25MPa，

≥4.5MPa时；

（2）当该批构件混凝土强度平均值不小于25MPa，

≥5.5MPa时。

2．超声法检测混凝上缺陷

超声波是一种频率超过20kHz的机械波，一般由高频电振荡激励压电晶体发出，接收也是通过压电晶体把机械振荡转换成电讯号进行传输、放大与量测。

超声波探测的基本原理是基于超声波在介质今传播时，遇到不同界面，将产生反射、折射、绕射、衰减等现象，从而使传播的声时、振幅、波形、频率等发生相应变化，测定这些规律的变化，便可得到材料的某些性质与内部构造情况。

由于非金属与金属材料的性质不同，使用超声波探测仪也分两类。

用于非金属探测的要球频率低、功率大，声波传播能量才不易被衰减，才能满足一定范围内的量测需要，用于金属探测的，则需要频率高，而功率不必太大，这样探测灵敏度较高，精度较好。

混凝土超声检测是混凝土非破损检测技术中的一个重要方法。

采用超声脉冲波（以下简称“超声波”）检测结构混凝土缺陷的基本依据是，利用脉冲波在技术条件相同（指混凝土的原材料、配合比、龄期和测试距离一致）的混凝土中传播的时间（或速度）、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化，来判定很凝土的缺陷。

1）因为超声波传播速度的快慢与混凝土的密实程度有直接关系，对于原材料、配合比、龄期反测试距离一定的混凝土来说，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实。

有孔洞或裂缝存在，就会破坏混凝土的整体性，超声波只能绕过孔洞或裂缝传播到接收转换器。

因此，传播的路程增大，测得的声时必然偏长或声速降低。

2）由于空气的声阻抗率远小于混凝土的声阻抗率，超声脉冲波在混凝土中传播时遇到蜂窝、孔洞或裂缝等缺陷，便在缺陷界面发生反射和散射，声能被衰减，其中频率较高的成分衰减更快，团此接收信号的波幅明显降低，频率明显减小或者频率谱中高频成分明显减少。

3）经缺陷反射或绕过缺陷传播的超声脉冲波信号与直达波信号之间存在声程和相位差，叠加后互相干扰。

致使接收信号的波形发生畸变。

根据上述原理，可以利用混凝土声学参数测量值和相对变化综合分析、判别其缺陷的位置和范围，或者估计缺陷的尺寸。

（1）声时法（又称声速法），即利用超声波遇到孔洞等缺陷时产生绕射或直接穿过缺陷中低速介质时，从声时的变化而进行的量测方法；

（2）波形法，利用超声波遇到缺陷时，连续性被破坏，传播路线受干扰，使接收波波形发生畸变和首波到达接收探头时间的滞后，来判别缺陷的方法，如图2．21。

（3）振幅法，利用缺陷对声波的衰减比无缺陷处大．接收波振幅将减小的特点，根据首波振幅的异常变化确定缺陷的方法；

（4）频率法，即利用混凝土中质量的不同，对超声脉冲波中的高频分量吸收、衰减也不同，致使接收波的频谱发生变化。

有缺陷处，接收波的高频分量相对减少，低频分量则相对增大，因此可从接收的频率值检出缺陷。

超声波在混凝土中传播遇到缺陷时，其正常传播的某些声学参数便发生变化，根据这些改变，可以判断缺陷的存在和大致尺寸，但只有缺陷大于探头直径时才较灵敏。

主要方法有：

例如检测混凝土内部的孔洞（图2．22）用声时法进行检测。

发、收探头布置按图示设置，分别测出空洞处和无空洞处最大声时（tn和tm）然后按下式进行估算孔洞尺寸d1：

D——发、收探头直径，cm；

l——两发、收探头间的声道路，cm；

tn——空洞处最大声时，

；

tm——无空洞处最大声时，

。

3混凝土裂缝的检测

对混凝土裂缝肋检测主要是检测其裂缝的深度、形状和走向检测的原理主要是声波在传播过程中遇到裂缝时，不同介质产生反射、折射、绕射、衰减以及介质应力与声速所具有的相关性。

测法适于检测只能在有裂缝的表面设置发、收探头的构件（如板、基础等）。

如果裂缝基本上与构件表面垂直，且深度在20—50cm时，用此法检测精度较高。

其收、发探头布置如图2．14所示。

对测法适用于可以在沿裂缝方向两侧设置收、发探头的构件（如板、基础等）收、发探头布置如图2．15

斜测法适用于可以在垂直于施工缝或其他缝隙方向两侧能设置收、发探头的构件（如柱、杆件等）。

收、发探头如图2．16所示。

（1）对于垂直裂缝的检测，如图2．14所示，发、收探头放置在对称于裂缝的混凝土表面上，彼此相距为d，测得浇缝尖端的声时t1，然后以相同距离d有探头置于附近无裂缝处的混凝土表面，测得沿表层传播的声时t2，可知：

v为混凝土声速

，根据三角形关系可得裂缝深度

条件允许，也可采用如图2．15所示的刘测法。

两探头相对，从裂缝顶部开始，逐渐向尖端移动扫描，当测得声速为混凝土声速时，即为裂缝的终止。

（2）对于很深的裂缝（h>

50cm），侧向又无法探测，当用一般法穿透能量不足时，可利用钻孔径向增压式探头采用图2．17的方法检测。

（3）

对于倾斜裂缝，应先确定其走向。

方法是在测试面上画一条与裂缝交叉并相垂直的直线，然后如图2.18所示，将一探头固定放置在直线上某一测点A，另—探头置于裂缝的另一边靠近裂缝的Bl点，测得声时t1，后再稍许外移，此时声时若减小，则裂缝走向右边，反之则向左边。

裂缝末端的确定，如图2．18所示，在B探头由B1到B2的移动过程中，记下声时值最小的测点B3，从B3引测试面的垂直线，该直线必与裂缝末端O相交，从直角三角形AOB3与BlOB3可得：

B1O2—b2＝AO2-a2

OA十B1O=t3v

v—混凝土无裂缝声速，解得AO或B1O值，即可确定O点的位置。

4、超声-回弹综合法

超声-回弹综合法是国际上20世纪60年代发展起来的一种非破损检测方法，由于精度高，已在我国混凝土工程中广泛使用。

该法是以超声声速和回弹值综合反映混凝土强度的。

我国工程建设标准化委员会已推荐和颁布了《超声—回弹综合法检测混凝土强度技术规程（CECS02-88），凡对于工程上由于管理不善、施工质量不良，试块与结构中混凝土质量不致或对试块检验结果有怀疑时，可按该规程进行检测推定混凝土强度大小，并可作为处理混凝土质量问题的一个主要依据。

已建结构多为长龄期混凝土，其碳化层对测试结果影响较大，只有在钻取芯样试件作校核条件下，才能按规程对结构或构件进行检测和强度评定。

使用时分别以前述的回弹法和超声法测出测区的回弹值Ra和声速值Ua，然后查附录4或地区的超声—回弹综合测强曲线（附录5）求得混凝土强度换算值

计算采用下列回归方程式：

测区布置基本上同回弹法，但单个构件检测时，测区应不少于10个；

若构件长度不足2m，也不得少于3个。

测区内先进行回弹测试，再进行超声测试，避免耦合剂给回弹测试带来影响，平均值与修正值的计算方法如前述。

为减小离散性和偶然因素的影响，抽样试验时，抽检构件数一般不少于同批应检构件数的30％，如果推算的混凝土强度等级不大于C20、标准差

>

4.5MPa；

或推算强度等级大于C20，

>

5.5MPa时，应全部按单个构件检测。

对于巳建结构可根据测试目的要求．参照确定要检测区域的实际情况而定。

当结构所用的材料与测强曲线的材料有较大差异时，须用同条件试块或从结构侧区钻取的混凝土芯样进行捡验修正，芯样数量不少于3个。

超声—回弹综合法，比单一法精度高，一般误差在12％左右，影响因素也显著减少，除石子品种及含量外，水泥品种及用量、砂子品