質量事故課件

1、建筑工程缺陷質量事故分析及處理第二講建筑結構現場檢測方法2.1 概述 當建筑物發(fā)生質量事故后，為了正確分析事故發(fā)生的原因，為工程質量事故的仲裁提供客觀而公正的技術依據，也為建筑結構的修復、加固提供參考數據，往往有必要對發(fā)生事故的結構或構件進行必要的檢測。常規(guī)的外觀檢查 平直度、偏離軸線的公差、尺寸的準確度、表面缺陷、砌體的咬槎情況等強度檢測 材料的強度、構件承載力、鋼筋配置情況等內部缺陷的檢測 混凝土內部的空洞、裂縫、鋼結構的裂縫、焊接缺陷等材料的化學成分分析 混凝土的集料分析、水泥成分及性能分析、鋼材化學成分分析等2.1 概述對發(fā)生質量事故的結構進行檢測的特點：檢測工作大多在現場進行，條件差

2、，環(huán)境干擾因素多對發(fā)生嚴重質量事故的結構工程，常常管理不善，經常沒有完整的技術檔案，有時甚至沒有技術資料，因而檢測工作要周到計劃；有時還會遇到虛假資料的干擾，這時尤要慎重對待。對有些強度檢測常常要采用非破損或少破損的方法進行，因事故現場尤其是對非倒塌事故一般不允許破壞原構件，或者從原構件上取樣時只能允許有微破損，稍加加固后可不影響結構的承載力。 檢測數據要公正、可靠、經得起推敲。尤其是對重大事故的責任糾紛，涉及到法律責任和經濟負擔，為各方所重視，故所有檢測數據必須真實、可信。2.2 砌體結構的檢測 砌體結構構件的檢測包括：材料（磚材、石材或其它塊材及砂漿）強度砌筑質量（砌筑方法，砌體中砂漿飽滿

3、度界面尺寸及垂直 度）砌體裂縫砌體的承載力2.2.1 砌體裂縫的檢測 砌體中的裂縫是常見的質量問題，裂縫的形態(tài)、數量及發(fā)展程度對承載力、實用性能與耐久性有很大影響，對砌體的裂縫必須全面檢測。觀測裂縫的長度、寬度、裂縫走向及其數量、形態(tài)等。裂縫的長度可用鋼尺或一般米尺測量寬度可用塞尺、卡尺或專用裂縫寬度測量儀進行測量裂縫的走向、數量及形態(tài)應詳細地標在墻體的立面圖或磚柱展開圖上，進而分析產生裂縫的原因并評價其對強度的影響程度。2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測 砌體是由砌塊和砂漿組成的復合體。有了砂漿及砌塊的強度，就可按有關規(guī)范推斷出砌體的承載力。 砌塊通常從砌體上取樣，清理干凈后，按常規(guī)方法進

4、行試驗，包括抗壓和抗折兩項。 砌體中的砂漿，由于不可能做成標準的立方體試件，無法按常規(guī)試驗方法測得其強度。目前常采用沖擊法、點荷法與回彈儀法等來檢測砌體中的砂漿強度。 砌塊的抗壓試驗：取五塊磚作抗壓強度試驗。（1）將磚樣鋸成二個半磚（每個半磚長度不小于100mm），（2）放入室溫凈水中浸1030min，（3）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。 加荷前測量試件兩半磚疊合部分的面積A（mm2），加荷至破壞，若破壞荷載為P（N），則抗壓強度為：2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測(MPa) P/A fc 砌塊的抗折試驗：另取五塊磚作抗折試驗。

5、可在抗折活動支架上進行。滾軸支座置于條磚長邊向內20mm，加荷壓滾軸應平行于支座，且位于支座之中間L/2處，加載前測得磚之寬厚，支承距。加荷破壞荷載為P，則抗折強度為2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測223bhLPfr2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測根據試驗結果，按表確定磚的強度等級。 2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測 對于砌體中的砂漿，由于不可能做成標準的立方體的試件，無法按常規(guī)試驗方法測得其強度。 目前常用的方法有沖擊法、點荷法、與回彈儀等方法來檢測砌體中砂漿的強度。2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測1 沖擊法沖擊法是在砌體上鑿取一定數量的砂漿，加工成顆粒狀，由沖擊錘將其粉碎。

6、沖擊將消耗一定的能量。砂漿粉碎后顆粒變小變細，其表面積增加。試驗研究表明，在一定沖擊作用下，砂漿顆粒增加的表面積與破碎功德增量呈線性關系，而砂漿的抗壓強度與單位功德表面積增量有定量關系，從而可以據此測得砂漿的強度。試驗中主要的主要設備是沖擊儀，圓孔篩、砂標準篩、0.01克天平。2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測2 點荷法點荷法是通過對砂漿層施加集中“點荷”，測定試件所能承受的“點荷值”，結合試件的尺寸等因素，推算砂漿的立方體強度。這種試驗類似于混凝土的劈裂試驗，所以本質上是利用了砂漿的劈拉強度與抗壓強度的關系。2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測3 剪切法剪切法是利用砂漿的抗剪強度 來換算其

7、強度具體做法如圖所示。2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測cf4 推出法 推出法是利用小型推出裝置對磚砌體中的丁磚施加水平推力，用以間接推算出砂漿抗壓強度的一種方法。這種方法適用于240mm磚墻，被推出的丁磚的頂面及兩側的砂漿層均已予清除。 得極限推出力P后，即可由下式算得砂漿的抗壓強度。2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測191430.c)(P/.f 2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測5 回彈法 回彈法是根據表面硬度與強度之間有一定關系而建立的一種非破損試驗法。 在測定前應將磚墻上的抹灰或飾面清除干凈，當清水墻灰縫已用水泥砂漿勾縫時，應將勾縫砂漿清除干凈

8、，然后用小砂輪將灰縫磨平。將回彈儀對準平縫的砂漿縫，回彈儀應與被測面垂直，保持水平位置，然后連續(xù)彈擊5次，頭2次為預彈，以后3次測值為準，取平均數。同時將彈擊點擊出的小圓坑的坑深量出。2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測2.2.2 砌塊與灰縫砂漿強度的檢測2.2.3 砌體強度的檢測間接法有了砌體和砂漿的強度，即可按砌體結構設計規(guī)范求得砌體強度。在規(guī)范中由砌塊及砂漿的強度等級可查到相應的砌體抗壓強度的數值。)f.)(f.(f.f.m229010101107014602.2.3 砌體強度的檢測直接法直接法有三種：實物取樣試驗頂出法測抗剪強度原位軸壓測定砌體抗壓強

9、度2.2.3 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。砌體的實際抗壓強度為：ANfm2.2.3 砌體強度的檢測頂出法測抗剪強度 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L（370490mm）長一段，兩邊鑿通、齊平，加壓面坐漿找平。加壓用千斤頂，受力支承面要用鋼墊板，逐步施加推力，此推力對砌體試件的受力面來說是剪力。砌體的抗剪強度為 據此得到的砌體抗壓強度為2.2.3 砌體強度的檢測AVfv,mv,mf.f44702.2.3 砌體強度的檢測2.2.3 砌體強度的檢測原位軸壓法測定砌

10、體抗壓強度 該法是用一種特制的扁千斤頂在墻體上直接測量砌體抗壓強度的方法。它的測試過程在墻體垂直方向相隔五皮磚鑿開兩個相當于扁千斤頂的水平槽，寬240mm,高70130mm，然后在兩槽內各嵌入一個千斤頂并用自平衡拉桿固定，用手動泵對槽間砌體分級加載至受壓砌體的抗壓強度1N/A/fm2.2.3 砌體強度的檢測2.2.3 砌體強度的檢測2.2.4 混凝土質量檢測鋼筋混凝土結構構件的檢測，主要是測定混凝土的強度，鋼筋的位置與數量，混凝土裂縫及內部缺陷等。這些檢測要在已有的結構或構件上進行，大多為現場操作。（1）混凝土表面裂縫及蜂窩面積的檢測（2）混凝土強度的非破損檢測（3）局部破損法檢測混凝土的強度

11、（4）混凝土內部缺陷的檢測2.2.4 混凝土質量檢測（1）混凝土表面裂縫及蜂窩面積的檢測1 混凝土裂縫的檢測裂縫檢測的項目主要包括：裂縫的部位、數量和分布狀態(tài)；裂縫的寬度、長度和深度；裂縫的形狀；裂縫的走向；裂縫是否貫通，是否有析出物、是否引起混凝土剝落等2.2.4 混凝土質量檢測2 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、直尺或百格網進行測量，以蜂窩面積占總面積的百分比計。2.2.4 混凝土質量檢測（2）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物理參數，利用該物理參數與混凝土強度有一定關系來推斷混凝土強度。而這種物理參數與混凝土強度的相

12、關關系是通過對相同混凝土強度的標準試塊進行試驗，得到大量數據后經回歸分析得到的，一般用測強曲線或強度方程來表示。常用方法：回彈儀檢測混凝土強度超聲脈沖法測混凝土的強度超聲回彈綜合法檢測混凝土強度2.2.4 混凝土質量檢測1 回彈儀檢測混凝土強度回彈法的原理是根據混凝土表面硬度與抗壓強度之間有一定關系，利用測量表面硬度來推算混凝土的強度。所用儀器是回彈儀。檢測方法：回彈儀測區(qū)面積一般為200mmx200mm左右，選16個點。測區(qū)表面應清潔、平整、干燥，避免蜂窩麻面。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)。對回彈法已經頒布了回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程2.2.

13、4 混凝土質量檢測混凝土強度的推測由平均回彈值N，再由回彈值與混凝土強度的關系曲線（測強曲線）即可查得混凝土的強度。根據使用條件和范圍的不同，有三類測強曲線。（1）統(tǒng)一測強曲線 這是規(guī)程（JGJ/T23-2001）給出的測強曲線。它是由北京、陜西、四川、杭州等12個省市或地區(qū)進行混凝土率定的統(tǒng)計回歸曲線。（2）地區(qū)測強曲線 這是由某省或某一地區(qū)根據本地區(qū)的具體條件率定的曲線。（3）專用測強曲線 這是專以某種工程對象所率定的曲線。2.2.4 混凝土質量檢測2 超聲脈沖法測混凝土強度超聲脈沖法是根據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系的原理，通過測定超聲脈沖的參數，如傳播速度或脈沖衰

14、減值，來推斷混凝土的強度。目前國產的超聲脈沖儀大多是測量傳播速度的。超聲脈沖儀產生的電脈沖通過發(fā)射探頭（電-聲換能器）使聲脈沖進入混凝土，然后電接受探頭（聲-電換能器）接收，儀器測得訊號的時間可直接化為聲速表示出來，從儀器上讀出聲速即可由有關測強曲線求得混凝土的強度。2.2.4 混凝土質量檢測2.2.4 混凝土質量檢測2.2.4 混凝土質量檢測測試步驟：測試要選兩個對面，一邊放發(fā)射探頭，一邊放接收探頭。測點布置視結構的大小和精度而定，一般可取十個方格。一般方格邊長150200mm左右，在一方格內側三個聲速，取平均值。測點應避開有缺陷及應力集中的部位，并應避開預埋件及與聲通路平行而又很近的鋼筋。

15、兩對面一般選擇兩側面。設探頭處表面要平整、干凈。在探頭處適當涂一薄層黃油等粘合劑，探頭要壓緊表面，以減少聲能反射損失。2.2.4 混凝土質量檢測3 超聲回彈綜合法檢測混凝土強度由于影響混凝土強度的因素比較多，超聲法和回彈法的精度受各因素影響的程度也不同，用單一方法測定往往有較大的誤差，將兩種方法綜合運用，則可提高檢測的精度，消除一些不利的影響。如測得聲速，回彈值，則強度公式為：建設部已頒布了超聲回彈法綜合檢驗混凝土強度的技術規(guī)程（CECS02：88）并附有通用強度換算表可以參考應用。cabacu)(R)a(vf2.2.4 混凝土質量檢測（3）局部破損法檢測混凝土的強度1 鉆芯法 使用專門的鉆心

16、機在混凝土構件上鉆取圓柱形芯樣，經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監(jiān)測方法。取芯直徑常在100mm左右，只要布置適當，并修補及時，一般不會影響原構件的承載力。鉆芯法有局部破損，在使用中也受到一定限制。對預應力構件，一般不允許。另外，對低強度的混凝土也不使用，對于小截面構件，鉆芯直徑尺寸超過構件尺寸一半，也不宜采用。2.2.4 混凝土質量檢測2.2.4 混凝土質量檢測鉆芯法取樣應注意以下幾點：取芯部位應選擇結構受力面小、對結構承載力影響小的部位。在結構的控制截面，應力集中區(qū)，構件接頭和邊緣處等，一般不宜取芯。取芯部位應避開構件中的鋼筋和預埋件，特別是受力主筋。作為強度試

17、驗用的芯樣，不應在混凝土有缺陷的部位取。取樣應注意代表性。2.2.4 混凝土質量檢測2 拔出法 是在混凝土構件中埋一錨桿（可預置也可后裝），將錨桿拔出時連帶脫落部分混凝土，這種拔出的力與混凝土的抗拉強度有密切關系，而混凝土拉力與抗壓力是由一定關系的，從而可據此推得混凝土的抗壓強度。對于質量事故的檢查，主要用后置錨桿法。對此，中國工程建設標準化協(xié)會頒布了后裝拔出法檢測混凝土強度技術規(guī)程（CECS69:94）。強度推斷，混凝土抗壓強度與拔力值有直線關系，即BAFfPc2.2.4 混凝土質量檢測2.2.4 混凝土質量檢測試驗步驟（a）在混凝土構件上鉆孔，孔徑30mm，深25mm左右；（b）在鉆孔頭部

18、擴孔形，下部環(huán)形槽深2.5mm；（c）將錨具放入孔內；（d）安裝拔出機；（e）拔出錨桿，讀下拔出機上的最大拔力值。2.2.4 混凝土質量檢測（4）混凝土內部缺陷的檢測混凝土結構外部缺陷和損傷，例如麻面、漏筋、外漏的蜂窩、空洞，一般易于發(fā)現，用外觀檢查法即可作出全面、準確地測定和評判。但對于混凝土內部缺陷，則比較困難。用于探測內部缺陷的方法有聲脈法和射線法兩大類。射線法是運用X射線、g射線透射混凝土，然后照像分析。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。聲波脈沖有超聲波法、聲發(fā)射法等。其中超聲波法已有商品化儀器，技術比較成熟。2.2.4 混凝土質量檢測1缺陷部位存在

19、及位置的檢測混凝土結構內部缺陷的探測主要是根據聲時、聲速、聲波衰減量、聲頻變化等參數的測量結果進行評判。作法是以較大的間距劃出網格，稱為第一級網格，測定網格交叉點處的聲時值。然后在聲速變化較大的區(qū)域，以較小的間距劃出第二級網格，再測定網格點處的聲速。將具有數值較大聲速的點（或異常點）連接起來，則該區(qū)域即可初步定為缺陷區(qū)。2.2.4 混凝土質量檢測2.2.4 混凝土質量檢測vmivv2 因聲速值在均勻的混凝土中是比較一致的，遇到有孔洞等缺陷時，因經孔隙而變小?？紤]到混凝土原材料的不均勻性，宜用統(tǒng)計方法盤判定異常點。試測幾個聲速點，若混凝土構件的厚度相同，則下列聲速點可判為有缺陷，即 聲速值得變化

20、可以判斷缺陷的存在，在其缺陷附近測得聲時最長的點，然后用探頭在構件兩邊，其連線應與構件垂直并通過聲時最長點。然后估算缺陷尺寸的直徑1212)tt(LDd2.2.4 混凝土質量檢測2.2.4 混凝土質量檢測2 裂縫深度的測定 對于開口而又垂直于構件表面的裂縫，首先將探頭放在同一構件無裂縫位置，測得其聲時值；然后將探頭置于裂縫兩邊，測出其聲時值。注意兩次檢測時應保持探頭間距離相同。裂縫深度可以按下式計算測量時應避開鋼筋，一般探頭離鋼筋軸線的距離鋼筋軸線的距離為1.5h為好。12221)tt(lh2.2.4 混凝土質量檢測2.2.4 混凝土質量檢測2 裂縫深度的測定 如為開口斜裂縫，測試時首先在裂縫

21、附近測得混凝土的平均聲速v；然后將一探頭置于A，另一探頭跨過裂縫，先置于的D，量得AD=l1，測得ABD的聲時為t2；再置于E，量得AE=l2，測得ABE的聲時為t1；E離裂縫邊的距離為l3。 然后列方程可以求解。2.2.5 鋼筋的檢測1 鋼筋位置的檢測鋼筋的檢測，一般可在構件上進行。鑿去保護層，即可看到鋼筋的數量并測量其直徑，然后與圖紙對照復核。必要時，可截取鋼筋作強度試驗，甚至作化學成分分析。此外，可用鋼筋檢測儀測量鋼筋的位置、數量及保護層厚度。精確掃描功能圖像掃描功能計算任意點的鋼筋直徑總觀鋼筋的真實分布情況在任何一點的鋼筋保護層厚度模塊掃描功能總觀鋼筋的真實分布圖 將三個精掃圖自動拼接

22、成一屏顯示快速掃描功能快速確定大面積范圍內鋼筋的位置快速確定大面積范圍內鋼筋的保護層厚度快速掃描并記錄功能快速探測并記錄30m長度內的鋼筋分布圖分析計算大面積內保護層厚度，可輸入計算機分析計算大面積內平均保護層厚度和偏差 鋼筋掃描儀2.2.5 鋼筋的檢測精確掃描功能圖像掃描功能計算任意點的鋼筋直徑總觀鋼筋的真實分布情況在任何一點的鋼筋保護層厚度模塊掃描功能總觀鋼筋的真實分布圖 將三個精掃圖自動拼接成一屏顯示快速掃描功能快速確定大面積范圍內鋼筋的位置快速確定大面積范圍內鋼筋的保護層厚度快速掃描并記錄功能快速探測并記錄30m長度內的鋼筋分布圖分析計算大面積內保護層厚度，可輸入計算機分析計算大面積內

23、平均保護層厚度和偏差 鋼筋掃描儀2.2.5 鋼筋的檢測2.2.5 鋼筋的檢測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量、保護層厚度、受力狀況及環(huán)境條件。對銹蝕程度的主要監(jiān)測方法主要有兩種：直接觀測法與自然電位測量法。2.2.5 鋼筋的檢測 直接觀察法是在構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，主要是量測銹層厚度和剩余鋼筋面積。這種方法直觀、可靠，但要破壞構件表面，不宜做的太多。 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，是鋼筋與周圍介質（混凝土）形成一個電位，銹蝕腐蝕后鋼筋表面鈍化膜破壞，引起電位變化。用自然電位法測鋼筋銹蝕情況，方法簡便，不用復雜設備，得結果快速，可在不影響正常生產的情況下進行。但電位易受周圍環(huán)境干擾，且對腐蝕的判斷比較粗略，常與其它方法聯(lián)合應用。2.2.6 鋼結構構件的檢測 鋼結構構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