建筑工程質(zhì)量事故與處理第2章

1、第二章建筑工程施工現(xiàn)場檢測的一般方法第一節(jié) 概述在建筑物正常施工過程中，為保證建筑工程質(zhì)量和安全，根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范規(guī)定和要求，對建筑結(jié)構(gòu)和構(gòu)件必須進行檢測。當建筑物發(fā)生質(zhì)量事故后，為了正確分析事故發(fā)生的原因，為工程質(zhì)量事故的仲裁提供客觀而公正的技術(shù)依據(jù)，也為建筑結(jié)構(gòu)的修復、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)或構(gòu)件進行必要的檢測。(1)常規(guī)的外觀檢測，如平直度、偏離軸線的公差、尺寸準確度、表面缺陷、砌體的咬槎情況等；(2)強度檢測，如材料強度、構(gòu)件承載力、鋼筋配置情況等；內(nèi)部缺陷的檢測，如混凝土內(nèi)部的孔洞、裂縫、鋼結(jié)構(gòu)的裂縫、焊接缺陷等；(4)材料成分的化學分析,如混凝土的集料分析、水

2、泥成分及性能分析、鋼材化學成分分析等。與常規(guī)的檢測工作相比,對發(fā)生質(zhì)量事故的結(jié)構(gòu)進行檢測有下列一些特點：(1)檢測工作大多在現(xiàn)場進行，條件差，環(huán)境干擾因素多。(2)發(fā)生嚴重質(zhì)量事故的結(jié)構(gòu)工程，常常管理不善，沒有完整的技術(shù)檔案，有時甚至沒有資料，有時還會遇到虛假資料的干擾，因而檢測工作要做到周密細致，慎重對待。(2)有些強度檢測常常要采用非破損或少破損的方法進行。因事故現(xiàn)場尤其是對非倒塌事故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。(3)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任糾紛，涉及法律責任和經(jīng)濟負擔，為各方所重視，故所有檢測數(shù)

3、據(jù)必須真實、可信。第二節(jié)樁基礎(chǔ)的檢測方法樁基是工程結(jié)構(gòu)常用的基礎(chǔ)形式之一，屬于地下隱蔽工程，施工技術(shù)比較復雜，工藝流程相互銜接緊密，施工時稍有不慎極易出現(xiàn)斷樁等多種形態(tài)復雜的質(zhì)量缺陷，影響樁身的完整性和樁的承載能力，從而直接影響上部結(jié)構(gòu)的安全。因此，其質(zhì)量檢測成為樁基工程質(zhì)量控制的重要手段。根據(jù)建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ 106-2003),目前樁基檢測的主要方法有靜載試驗法、鉆芯法、低應變法、聲波透射法等幾種。一、靜載試驗法樁基靜載試驗是理論上無可爭議的樁基檢測技術(shù)。在確定單樁極限承載力方面，它是目前最為準確、可靠的檢驗方法。江蘇廣電城江蘇廣電城3840t樁基靜載檢測現(xiàn)場樁基靜載檢測現(xiàn)場一

4、、靜載試驗法()基本原理按樁的使用功能，分別在樁頂逐級施加軸向壓力、軸向上拔力或在樁基承臺底面標高一致處施加水平力，觀測樁的相應檢測點隨時間產(chǎn)生的沉降、上拔位移或水平位移，判定相應的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單樁水平承載力。(二）適用范圍單樁豎向抗壓靜載荷試驗、單樁水平靜載荷試驗、單樁豎向抗拔靜載荷試驗、地基處理的靜載荷試驗、天然地基的平板豎向靜載荷試驗等。(三）主要儀器設(shè)備千斤頂、荷重傳感器、位移傳感器、百分表等。一、靜載試驗法(四）測試方法我國大部分的檢測規(guī)范（或規(guī)程）制訂的是“慢速維持荷載法”，具體做法是按一定要求將荷載分級加到樁上，在樁下沉未達到某一規(guī)定的相對穩(wěn)定標準前，

5、該級荷載維持不變；當達到穩(wěn)定標準時，繼續(xù)加下一級荷載；當達到規(guī)定的終止試驗條件時終止加載;然后再分級卸載到零。二、鉆芯法這種方法具有科學、直觀、實用等特點。一次完整、成功的鉆芯檢測，可以得到樁長、樁身混凝土強度以及樁底沉渣厚度和樁身完整性的情況，并能判定或鑒別樁端持力層的巖土性狀。抽芯技術(shù)對檢測判斷的影響很大。鉆芯法是從樁身混凝土中鉆取芯樣，以測定樁身混凝土的質(zhì)量和強度，它具有施工周期短、對樁破壞小、獲取資料全面可靠、經(jīng)濟效果好以及發(fā)現(xiàn)問題便于采取補救措施等優(yōu)點。鉆芯法基樁檢測鉆芯法基樁檢測 樁身砼芯樣質(zhì)量檢查樁身砼芯樣質(zhì)量檢查二、鉆芯法(一）適用范圍灌注樁（除局部強度等級低于C1O的樁身混凝

6、土或齡期較短的混凝土）。(二）測定方法(1)安置鉆機(2)施鉆前的檢查(3)開鉆。(4)鉆進取芯。(5)在鉆孔取芯過程中，應做好施工記錄，對異?？锥魏徒K孔及時驗證孔深，對芯樣應逐段進行地質(zhì)描述，對有缺陷的芯段及樁底與基巖交接嵌合部位要進行必要的素描和拍照，最后提交混凝土灌注樁鉆孔取芯檢驗報告。（6）樁身混凝土鉆芯后所留下的孔洞，應及時用水泥砂漿進行修補，以保證樁基正常工作。三、低應變法低應變反動測技術(shù)檢測樁身完整性已應用多年，是較為成熟的技術(shù)。(一）基本原理基樁一般都具有較大的長徑比，可近似看作一維桿件。當在樁頂施加某一機械力F時,樁身質(zhì)點因受迫振動產(chǎn)生彈性波沿樁體向下傳播，當波遇到樁身因存在

7、斷裂等缺陷而形成波阻抗界面時，產(chǎn)生波的反射，并被安置在樁頂?shù)母哽`敏度傳感器接收，通過對接收的反射波波形、振幅、頻率及平均波速等進行分析，綜合判別樁基的結(jié)構(gòu)完整性，確定缺陷部位和程度，從而對樁的質(zhì)量做出綜合評價。變法就是在樁頂施加低能量荷載，實測樁頂速度（或同時實測力）的響應，通過時域和頻域分析，判定樁身的完整性的檢測方法。三、低應變法(二）適用范圍適用于各種混凝土預制樁、灌注樁的完整性檢驗，并可用來判定樁身是否存在缺陷以及缺陷的程度及其位置。四、聲波透射法(一）基本原理及方法混凝土是由多種材料組成的多相非勻質(zhì)體。對于正常的混凝土，聲波在其中傳播的速度是有一定范圍的，當傳播路徑遇到混凝土有缺陷時

8、，如斷裂、裂縫、夾泥和密實度差等，聲波要繞過缺陷或在傳播速度較慢的介質(zhì)中通過，聲波將發(fā)生衰減，造成傳播時間延長，使聲時增大，計算聲速降低，波幅減小，波形畸變。聲波透射法就是利用超聲波在混凝土中傳播的這些聲學參數(shù)的變化，來分析判斷樁身混凝土質(zhì)量。聲波透射法檢測樁身混凝土質(zhì)量，是在樁身中預埋24根聲測管，將超聲波發(fā)射、接收探頭分別置于2根導管中,進行聲波發(fā)射和接收，使超聲波在樁身混凝土中傳播，用超聲儀測出超聲波的傳播時間、波幅4及頻率/等物理量，就可判斷樁身結(jié)構(gòu)完整性。四、聲波透射法(二）適用范圍適用于檢測樁徑大于0.6m混凝土灌注樁的完整性檢測。因為樁徑較小時，聲波換能器與檢測管的聲耦合會引起較

9、大的相對測試誤差，樁長則不受限制。圖2-1聲波透射法 圖2-2聲測管布置方式1-超聲檢測儀；2-發(fā)射換能器;3-接收換能器;4-聲測管；5-灌注樁第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)的檢測方法對砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的檢測主要包括材料(磚材、石材或其他塊材及砂漿）強度、砌筑質(zhì)量（如砌筑方法，砌體中砂漿飽滿度、截面尺寸及垂直度等）、砌體裂縫及砌體強度。其中，關(guān)于砌筑質(zhì)量的檢查可按有關(guān)施工規(guī)程的要求進行，一般并無技術(shù)上的困難，這里就不作介紹。因為砌體承載力的評定是質(zhì)量評定的關(guān)鍵問題，而砌體承載力取決于砌塊及砂漿的強度，還與砌筑質(zhì)量也有關(guān)。由于砌體中的砂漿很薄，無法再加工成標準的立方體進行壓力試驗，這就給檢測工作帶來困難。下面重點

10、介紹砂漿材料強度及砌體承載力的檢測方法。一、砌體中砌塊與灰縫砂漿強度的檢測對于砌塊，通?？蓮钠鲶w上取樣，清理干凈后,按常規(guī)方法進行試驗。取5塊磚做抗壓強度試驗，將磚試樣鋸成兩個半磚（每個半磚長度不小于100mm)，放人室溫凈水中浸1030min,取出以斷口方向相反疊放，中間用凈水泥砂漿粘牢，上下面用水泥砂漿抹平，養(yǎng)護3d后進行壓力試驗。目前常采用沖擊法、點荷法與回彈法等來檢測砌體中砂漿的強度。二、砌體強度的檢測()實物取樣試驗在墻體適當部位選取試件，一般截面尺寸為240mmx370mm或370mmx490mm，高度為較小邊長的2.53倍，如圖2-5所示。將試件外圍四周的砂漿剔去，注意在墻長方向

11、（即試件長邊方向）可按原豎縫自然分離，不要敲斷條磚，留有馬牙槎，只要核心部分長370mm或490mm即可。四周暫時用角鋼包住，小心取下，注意不要讓試件松動。然后在加壓面用1:3砂漿坐漿抹平,養(yǎng)護7d后加壓。(二）頂出法測抗剪強度這是一種原位測定法。選擇門、窗洞口作為測區(qū)，將試驗區(qū)取(370490mm)長一段，兩邊鑿通、齊平，加壓面坐漿找平，如圖2-6所示。加壓用千斤頂，受力支承面要加鋼墊板，逐步施加推力，此推力對砌體試件的受力面來說是剪力。(三）原位軸壓法測定砌體抗壓強度若希望直接在原砌體上采用少破損法測定其強度，則可在砌體上直接用扁千斤頂加壓測定的方法。第四節(jié)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的檢測方法鋼筋

12、混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的檢測，主要是要測定混凝土的強度，鋼筋的位置與數(shù)量，混凝土裂縫及內(nèi)部缺陷等。這些檢測要在已有的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上進行，大多為現(xiàn)場操作，因而有一定的難度。目前已總結(jié)了一系列方法，可以對混凝土質(zhì)量的評定做出較準確的檢測。一、混凝土表面裂縫及蜂窩面積的檢測(一）混凝土裂縫的檢測混凝土裂縫有直觀性，易于被人們發(fā)現(xiàn)，而不同的裂縫是由不同原因引起的。因而，裂縫的觀察與測量有助于對結(jié)構(gòu)的質(zhì)量的評判。裂縫檢測的項目主要包括：裂縫的部位、數(shù)量和分布狀態(tài)；裂縫的寬度、長度和深度；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；裂縫的走向，如斜向、縱向、沿鋼筋向，是否還在發(fā)展等

13、；裂縫是否貫通，是否有析出物，是否引起混凝土剝落等。裂縫長度可用鋼尺或直尺量，寬度可用檢驗卡（見圖2-8)，或20倍的刻度放大鏡測定。檢驗卡實際上為一種標尺，上面印有不同寬度的線條，與裂縫對比即可確定裂縫寬度?？潭确糯箸R中有寬度標注，可直接讀取。裂縫深度可用細鋼絲或塞尺探測,也可用注射器注入有色液體,待干燥后鑿開混凝土觀測。(二）蜂窩面積測定蜂窩處砂漿少、石子多，嚴重影響混凝土強度。蜂窩面積可用鋼尺、直尺或百格網(wǎng)進行測量，以蜂窩面積占總面積的百分比計。二、混凝土強度的非破損檢測混凝土的非破損檢驗法是通過測定混凝土的有關(guān)物理參數(shù)，利用該物理參數(shù)與混凝土強度有一定關(guān)系來推斷混凝土的強度。而這種物理

14、參數(shù)與混凝土強度的相關(guān)關(guān)系是通過對相同混凝土強度的標準試塊進行試驗，得到大量數(shù)據(jù)后經(jīng)回歸分析求得的，一般用測強曲線或強度方程來表示。下面介紹在我國常用的幾種非破損檢驗方法。(一）回彈法檢測混凝土強度回彈法的原理是根據(jù)混凝土表面的硬度與抗壓強度之間有一定的關(guān)系，利用測量表面硬度來推算混凝土的強度。所用的儀器是回彈儀，它在國內(nèi)已有多個廠家進行生產(chǎn)。在建筑結(jié)構(gòu)檢測中常采用中型回彈儀,其沖擊動能為2.207J。由于回彈儀結(jié)構(gòu)簡單，攜帶和操作方便，便于重復使用,所以應用非常廣泛。檢測方法：回彈儀測區(qū)面積一般為200mmx200mm左右,選16個點。測定16個點的回彈值，分別剔除三個偏大值與三個偏小值,取

15、中間10個點的回彈值平均值作為測定值。測區(qū)表面應清潔、平整、干燥，避開蜂窩麻面。當表面有飾面層、雜物、油垢時，可以除去或避開?；貜梼x還應該避免鋼筋密集區(qū)。(二）超聲脈沖法檢測混凝土強度超聲脈沖法是根據(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，如圖2-10所示。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（即電一聲換能器)使聲脈沖進人混凝土，然后電接收探頭（即聲一電換能器）接收，儀器測得信號的時間可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。三、局部

16、破損法檢測混凝土強度(-)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。以前鉆芯機靠外國進口，現(xiàn)在已有多個廠家生產(chǎn)鉆芯機，鉆孔最大孔徑可達160200mm,完全可以滿足工程需要，目前鉆芯測強的方法已經(jīng)得到愈來愈廣泛的應用。由于取芯數(shù)量不能很多，因而這種方法也常結(jié)合非破損方法同時應用,它可修正非破損方法的精度，并且取芯數(shù)目可以適當減少。(二)拔出法拔出法是指在混凝土構(gòu)件中埋置一錨桿（可以預置，也可后裝），然后將錨桿從混凝土中拔出，通過測定其

17、拔出力的大小來評定混凝土強度,圖2-12為拔出法示意圖。試驗證明,這種拔出力與混凝土的抗拉強度有密切關(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、俄羅斯和日本等國已經(jīng)制定了試驗標準，我國也已開始應用，相關(guān)部門已通過了試驗的技術(shù)標準。對于質(zhì)量事故的檢査，主要用后置錨桿法。對此，中國工程建設(shè)標準化協(xié)會頒布了后裝拔出法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程（CECS69：2011)。四、混凝土內(nèi)部缺陷的檢測混凝土結(jié)構(gòu)外部缺陷和損傷,如麻面、露筋、外露的蜂窩、孔洞，一般易于發(fā)現(xiàn)，用外觀檢查法即可做出全面、準確的測定和評判。但對于混凝土內(nèi)部缺陷（外部無顯露痕跡），測定和評判

18、則比較困難。用于探測內(nèi)部缺陷的方法有聲脈沖法和射線法兩大類。射線法是運用X射線、射線透射混凝土，然后照相分析。這種方法穿透能力有限，在使用中需要解決人體防護的問題，在我國使用很少。聲脈沖法有超聲波法、聲發(fā)射法等。其中超聲波法已有商品化儀器，技術(shù)比較成熟，在我國已應用較廣。前節(jié)中已介紹過用超聲波法檢測混凝土強度,本節(jié)則介紹用超聲波法檢測混凝土內(nèi)部的缺陷。五、鋼筋的檢測1.鋼筋位置的檢測鋼筋的檢測，一般可在構(gòu)件上進行。鑿去保護層，即可看到鋼筋的數(shù)量并測量其直徑，然后與圖紙對照復核。必要時，可截取鋼筋做強度試驗，甚至做化學成分分析。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

19、檢測儀是利用電磁感應原理制成的。（圖2-15a)是某國產(chǎn)鋼筋檢測儀的面板及探頭外貌。2.鋼筋銹蝕程度的檢測在舊建筑中，鋼筋銹蝕后，有效面積減小，使承載力降低，嚴重的將危及安全甚至引起倒塌。鋼筋的銹蝕程度和銹蝕速度與混凝土質(zhì)量、保護層厚度、受力狀況及環(huán)境條件有關(guān)。對銹蝕程度的檢測方法主要有兩種:直接觀測法與自然電位測量法。此外，還有不少非破損檢測方法正在研究或試用中。直接觀察法是在構(gòu)件表面鑿去局部保護層，將鋼筋暴露出來,直接觀察、測量鋼筋的銹蝕程度，主要是測量銹層厚度和剩余鋼筋面積。這種方法直觀、可靠，但要破壞構(gòu)件表面，一般不宜做得太多。自然電位法的基本原理是鋼筋銹蝕后其電位發(fā)生變化，測定其電位變化來推斷鋼筋的銹蝕程度。所謂自然電位，是鋼筋與其周圍介質(zhì)（在此為混凝土）形成一個電位,銹蝕后鋼筋表面鈍化膜破壞，引起電位變化?，F(xiàn)已有專用電位儀用于測定鋼筋銹蝕程度。鋼筋實際應力的測定混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋實際應力的測定，是對結(jié)構(gòu)進行承載力判斷和對受力筋進行受力分析的一種較為直接的方法。一般選取構(gòu)件受力最大的部位作為鋼筋應力測試的部位，因為此部位的鋼筋實際應力反映了該構(gòu)件的承載力情況。第五節(jié)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的檢測方法鋼結(jié)構(gòu)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成分是有保證的。檢測的