用超声波检测砌体结构及加固方案

施ｌ工１技ｌ术ｌ　Ｃｏｎｓｌｒｕｃ“ｏｎ　ｔｅｃｈ　ｎ　ｏｌ。ｇｙ　用超声波检测砌体结构及加固方案　司马新良　摘要：本文结合工程实例，针对砌体结构特点，提出采用超声波对砌体结构进行非损伤性检测并时常见的损伤提出加固方案。　关键词：砌体结构　超声波　检测方法　加固方案　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｍａｓｏｎｒｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａ　ｒｅａｌ　ｐｒ￣ｅｃｔ，ｔｈｅ　ｗａｙ　ｏｆ　ｃｈｅｃｋｉｎｇ　ｍａｓｏｎｒｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｗｉｔｈ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｗａｖｅ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｄａｍａｇｅｓ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　Ｓｏｍｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｔｏ　ｍａｓｏｎｒｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｂｒｏｕｇｈｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍａｓｏｎｒｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｗａｖｅ　ｃｈｅｃｋｉｎｇ　ｗａｙｓ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｍｏｔｈｏｄｓ　■●■■——■＿　１７３　工程实际中，砌体结构损伤现象　其中脉冲反射法最为常用。脉　中法用　（４）由于地震作用引起砌体开裂。　２－２常见裂缝检测方法分析　很常见。有的损伤虽不影响结构承载　起声波探头发射脉冲到构件需要被检　能力，但会影响建筑物外形美观，给人　不安全的感觉：有的损伤可能会导致　测的部位，根据反射波的情况分析结　构内部是否存在缺陷。脉冲反射法中　２－２．１承载能力不足导致砌体开　裂导致砌体承载能力不足的原因主要　局部结构甚至整个建筑物破坏。因此，　当砌体结构出现损伤后，需要对损伤　产生原因进行分析以便提出正确的补　最简单的方法为缺陷回波法。其示意　有：砌块强度不足，砂浆强度不足，灰　图如下图１所示。当构件内没有损伤　时，超声波只在构件上表面和下表面　出现反射脉冲Ｔ和Ｂ，而在构件内部　缝不饱满，结构设计不合理等原因。判　别时可以先根据现场观测，结合施工　救方案。本文结合工程实例，探讨了如　图纸检查结构布局是否合理，截面设　计是否满足规范要求，再选择多处　（特别是开裂处）墙体，将表层抹灰凿　去，用回弹仪检测砌块和砂浆强度，用　超声波检测结构内部是否有损伤，根　何用超声波对砌体结构进行非损伤性　不产生反射脉　中，如图１中（１）所示。　检测及施工中采取怎样的补救措施。　１　超声波无损伤检测原理　反之，如果构件内部有损伤，则超声波　在构件内部传播时也会反射脉冲Ｆ，　如图１中（２）所示。　２裂缝产生原因检测方法　１．１超声波概述　超声波是机械波的一种，在媒介　中传播遵循几何光学原则，会产生波　据设计图纸和建筑物的结构布置，结　合荷载情况重新核算砌体承载能力是　否满足要求。有过梁的地方，可用电磁　感应法探测梁配筋状况，用回弹仪检　２．１裂缝产生原因概述　的反射、折射、散射、叠加等现象。超声　波探伤物理原理是采用机械振动与波　动进行结构无损探伤。　１．２超声波工作原理　超声波探伤方法按其原理可分为　三类：脉冲反射法、穿透法和共振法。　砌体结构出现裂缝的原因一般有　以下几类：（１）由于砌体局部承载能　力不足引起砌体开裂，这类裂缝最具　测混凝土强度等级，计算过梁是否满　危险性；（２）由于温度变化导致结构　足承载能力极限状态和正常使用极限　热胀冷缩变形较大而开裂；（３）由于　基础不均匀沉降而将建筑结构拉裂：　状态要求。　２．２－２基础不均匀沉降导致砌体　维普资讯 http://www.cqvip.com

施ｆ－Ｉ－｛技｛术｛Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｌ。ｎ　ｔｅｃｈｎ。ｌ。ｇｙ　开裂　首先用水准仪检测建筑物是否存　在不均匀沉降，并计算不均匀沉降量，　用经纬仪检测建筑物侧移量。例如现　检测一栋矩形住宅楼是否存在不均匀　沉降，可在建筑物正立面和背立面用　水准仪分别取几个标高相同的点做标　记，等一段时间后，再用水准仪检测前　次做的标记标高之差，即可测得住宅　楼不均匀沉降量。用经纬仪测某面墙　　体的倾斜度，可将经纬仪放置在墙面　１７４　与地面交线上某处，经纬仪中线对准　墙顶边线，竖向移动经纬仪观测筒划　至墙底，在墙底放一水平刻度尺就可　以精确而且快捷的得到墙体侧移量。　２ｌ２．３地震作用导致砌体开裂　地震作用产生的裂缝很容易辨　别，首先要有较大烈度的地震发生，其　次砌体在地震作用下产生的裂缝一般　呈“Ｘ“形，也会伴有水平和竖直裂缝　存在。裂缝一般出现在如门窗口四周　等一些应力集中的地方。　般情况下，裂缝如果不是由于上　述三种原因产生，则认为是温度裂缝。　２．３结构加固方案　首先要调研裂缝的一些具体参　数，比如裂缝形状，范围，贯穿度，裂缝　位置，裂缝开展状况：接着按照不同的　裂缝形式采取如下加固方案。　２　３．１局部承载能力不足产生的　裂缝　局部承载能力不足产生的裂缝，　需要对砌体结构进行加固处理。加固　方法可采用体外配筋的方法，即凿去　砌体表层抹灰，对整片墙体或是沿裂　缝配垂直裂缝和平行裂缝钢筋网。如　果是沿裂缝配钢筋网，则钢筋网范围　在裂缝两侧５ＯＯｍｍ范围内即可，钢　筋网每隔３００ｍｍ打根钢筋钉入墙　以固定钢筋网。沿裂缝垂直距离每隔　５００ｍｍ处将与裂缝相交的原砌块凿　去，用素混凝土填补。表面层采用高强　砂浆抹灰。　２　３　２基础不均匀沉降产生的裂　缝　基础不均匀沉降，会使砌体在剪　应力作用下上部被拉裂，同时引起楼、　地板开裂。该类裂缝的控制除采取提　高建筑物整体刚度外，应着重考虑采　取加固地基土的方法，如采取扩大软　土区受力面积以减小压强、增加土的　密实度等办法来补救。本文根据工程　实例和经验总结，提出如下解决措施：　（１）加大土质较密实区荷载，如　垂重物，在承载能力极限范围内增加　建筑实体等办法以消减不均匀沉降。　由于土质的差异，在相同的荷载作用　下，土质差的区域必然沉降的多些，改　变荷载大小，使得吃力层好的土承受　荷载大些，而吃力层差的土承受荷载　小些，就有可能减小不均匀沉降量。　（２）在土质较软的区域一定范围　内打桩入地下，以限制软土层在竖向　荷载作用下产生水平方向侧移，同时　也使软土受到挤压，产生箍的效应，以　达到密实的效果。土质软的区域，局部　土层受到竖向荷载时，由于土的粘弹　性会向周围滑移，从而加大了沉降量，　在软土区周围一定范围内打入钢筋混　凝土桩，就如同混凝土中放入钢筋一　样，对周围土产生销栓作用，抑止土的　滑移，同时也使得较为松软的土受到　挤压而密实，增大其承载能力。　（３）向较松软的土层灌水，保证　土层湿度，水使得土含水量接近或达　到饱和，填充土粒间缝隙，也就增加了　土的密实性。地下水对土壤的作用是　没有别的物质可以替代的，水可以使　土壤中一些矿物质溶解，形成胶体状　物质，与土粒粘在一起，从而提高土壤　的粘弹性性能，又由于水分子很小，可　以充分填充土粒间间隙，和土粒共同　作用，以承受外荷载。　（４）对于墙体中已经出现的裂　缝，可以按照上２．１节中方案进行加　固。　２．３．３温度变化产生的裂缝　温度裂缝是工程中最常见的裂缝，一　般情况下不会对结构承载能力和结构　寿命产生破坏性影响。温度裂缝通常　为表层抹灰与内部结构，圈梁或过梁　与砌块之间由于温度不同步或热膨胀　系数不同步所引起的变形不同步所导　致，温度裂缝有时会使构件产生应力　集中，在多种条件复合作用下就可能　导致构件破坏。其补救措施一般是将　项层大体量的钢筋混凝土构件用砌块　或其他物质包起来，不露在室外，以减　小温差。在出现裂缝的位置用素混凝　土或砂浆填补，如果墙体长度过大，可　以考虑在不影响结构承载能力的情况　下，适当将一些墙体凿开，形成伸宿　———■■＿维普资讯 http://www.cqvip.com

施１工１技１术１　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ＿０ｎ　ｔｅｃｈ　ｎ　０ｌ。ｇｙ　Ｔ　Ｔ　／／＼　（１）　／／＼／＼　（２）　说明：　ｌ、铺丝舟采用　铺　为，ｔ絮为采用∞　８《ｌ００　图１缺陷波示意图　２、泪曩蚺｝垂直慝鼻　每５０　曩砖块毒　去．用（７２０滑疆土填　补　３、铺丝舟布置范瞳为　爱麓两边垂直臣　鼻５Ｏ０・　４、面层采用Ｈ１　Ｋ泥　砂蒙格囊．厚度∞＿Ｌ　图２观测点平面布置图　图３墙体加固方案　—■■■—■■●　１７５　缝。对于比较重要的部位或裂缝有开　展趋势的地方，可以采用２．１节所示　加固方案进行修补。　２．３．４地震作用产生的裂缝　在地震波的冲击下，建筑物可能　承受水平荷载、竖直荷载或反复荷载　作用，其破坏　性极强，因此，对于地震　作用产生的裂缝，一般都要先检测其　将其表层抹灰凿去，用砖和砂浆回弹　仪检测砖块和砂浆强度，观察灰缝是　工程中砌体结构出现损伤现象普　遍存在，有损伤并不可十白，最主要是要　否饱满。用超声波检测过梁、砌体损伤　情况，再结合施工图纸和现场观测的　结构形式，看住户有无私自拆动承重　墙，根据结构形式和检测到的砌块和　砂浆强度重新验算结构承载能力。用　水准仪观测住宅楼不均匀沉降量，观　测点布置如图２所示：　弄明白导致损伤产生的原因，哪些是　主要原因，哪些是次要原因，可采取超　声波法检测以查明损伤的位置及危害　性，以便采取恰当的补救加固措施　对　于不严重的，只是表层抹灰由于温度　变化而产生的裂缝，重新粉刷修补即　可：对于因基础不均匀沉降、地震荷载　破坏程度，看建筑物能否继续安全使　用。如果不能继续被安全使用，就必须　用经纬仪检测外围墙体侧移量。　作用或是承载能力不足导致的损伤需　要用体外配筋，采用高强砂浆抹灰的　方法加固，严重的要用钢筋混凝土结　构取代或是拆除。　毁去。对于可以补救的裂缝，需重新进　经过分析表面，结构开裂为部分墙体　行结构分析，用回弹仪检测砌块和砂　承载能力不足，砌块和砂浆强度没有　浆强度，进行结构承载能力极限状态　和正常使用极限状态验算，如果用高　达到设计要求，大部分墙体开裂为表　层抹灰温度裂缝，不影响结构承载力，　经过长期观测和比较，建筑物基本上　没有不均匀沉降现象。根据超声波检　测，过梁没有损伤现象，对于砌体结构　损伤采取如下加固方案：对表面裂缝　进行粉刷修补，对局部承载能力不够　的墙体采用图３所示加固方案进行加　固。　４结语　参考文献：　强砂浆并配合砌体体外配钢筋网等措　施可以达到规范要求，则可以按照２．１　节所示方案对结构进行加固。　３工程实例　作者单位：湖南省汩罗市建设局　【１】同济大学等编房屋建筑学北京：中国建　筑出版社　１９９９　７：　某七层砖混结构住宅楼，在其上　部六、七层出现大量墙体和过梁开裂　【２】李永忠砖混结构房屋常见裂缝产生原　因及防治措施施Ｉ与质监　现象。为探明开裂原因，对具有代表性　的裂缝进行长期观测，看其发展趋势。　【３】王振东．张景吉．唐岱新编：北京中国建筑　Ｉ业出版社　１９９１，４