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湖南大学土木工程学院卜良桃教授13908477821建筑结构检测鉴定与加固概论及工程实例(第八讲）第九章工业建筑结构检测鉴定与加固机械修配厂车间主体结构检测鉴定与加固一、检测与鉴定1.1工程基本情况某机械修配厂车间位于某市市区内，于1975年建成并投入使用，该机械修配厂车间为1层框架结构，该车间总长96.0m，总宽30.0m，柱距6.0m，两跨跨度分别为18.0m及12.0m，需改造车间位于12.0m跨的1~9轴，改造车间轴线总长度为48.0m。本工程未考虑抗震设防，建筑等级为二级，设计基准期为50年。车间内景车间结构布置图1.2检测、鉴定原因因机械修配厂车间需拆除车间内的1~9轴线部分房屋;将AB跨1~9轴部分改造为带5吨吊车车间，需对该区城内柱增加牛腿，需对该车间主体结构进行检测分析、评定。该车间改造部分检测平面如图所示。车间改造部分示意图1.4检测、鉴定结果（1）混凝土构件尺寸根据现场勘验情况，对该车间牛腿柱进行截面校核，该车间牛腿柱尺寸如图所示。（2）结构构件混疑土强度检测采用回弹法对车间钢筋混凝土构件的混凝土抗压强度进行现场抽检，检测结果如表所示。检测结果表明，所检测构件的混凝土抗压强度推定值为24.2～25.8MPa。构件名称及位置设计强度等级强度平均值(MPa)强度最小值(MPa)强度推定值(MPa)备注1×A轴K5柱C2027.325.225.23×A轴K5柱C2026.124.024.05×A轴K5柱C2027.825.225.27×A轴K5柱C2027.425.425.49×A轴K4柱C2027.324.924.92×B轴K2柱C2027.325.025.04×B轴K2柱C2027.325.825.86×B轴K2柱C2025.123.723.78×B轴K2柱C2027.024.324.39×B轴K1柱C2026.224.924.9混凝土构件抗压强度检测结果汇总表注：构件混凝土强度推定值已考虑龄期和碳化深度的影响（3）混凝土柱垂直度检测采用电子经纬仪对混凝土柱的垂直度进行测量，测量结果如表所示。构件名称及位置垂直度偏差实测值（mm）垂直度偏差允许值（mm）偏向2×A轴K5柱625偏西3×B轴K5柱725偏西9×A轴K4柱525偏东9×A轴K3柱625偏西9×B轴K1柱725偏西混凝土柱垂直度检测结果混凝土柱垂直度检测结果检测结果表明，所测量柱构件的垂直度偏差在国家相关规范规定的允许值范围之内。（4）混凝土构件钢筋检测采用钢筋位置探测仪对该车间混凝土构件的配置钢筋大小、间距、保护层厚度等进行抽检,其中BxH=550x950,检测结果如表所示。构件名称及位置纵向钢筋设计值纵向钢筋实测值箍筋间距设计值(mm)箍筋间距实测值(mm)保护层厚度(mm)2×A轴K5柱---B面：518～20H面：618～20---Φ8@144-15230-364×A轴K5柱---B面：518～20H面；618～20---Φ8@147-15831-456×A轴K5柱---B面：518～20H面；618～20---Φ8@149-15635-468×A轴K5柱---B面：518～20H面；618～20---Φ8@148-15834-409×A轴K3柱---B面：518～20H面；618～20---Φ8@142-15335-40柱钢筋检测结果汇总表1.5检测鉴定结论与建议（1）结论根据对该车间现场检测、调查结果，结论如下：1）检测结果表明，所检测构件的混凝土抗压强度推定值为24.2～25.8MPa；2）检测结果表明，所测量柱构件的垂直度偏差在国家相关规范规定的允许值范围之内；3）根据检测结果，可委托有资质的设计单位进行该车间的加固改造设计。并参考本报告的改造建议，改造施工须委托有资质的施工单位进行，加固改造设计质量、施工质量必须满足现行设计及工程质量验收规范的要求。（2）建议对于B交1～9轴K2柱、A交9右轴K4柱，A交1～8轴K5柱改造进行改造。特别注意的是A交1～8轴K5柱的处理。对于柱子的改造宜按下列步骤进行处理，首先，对改造柱进行临时支撑，用机械钻芯拆除柱的一部分，最后对柱需改造成牛腿的侧面和底面进行利用电钻打磨，露出钢筋层，形成适度粗糙表面及便于改造钢筋与原钢筋的焊接。二、加固方案由于需要将AB跨1~9轴部分改造为带5吨吊车车间，需对该区城内柱增加牛腿，增加牛腿处混凝土较原柱混凝土提高一个等级，采用C25混凝土进行加固。本工程中新增受力钢筋保护层厚度为30mm。1.加固改造方法简介首先，对改造柱进行临时支撑，用机械钻芯拆除柱的一部分，然后按步骤进行改造。利用电钻对柱需改造成牛腿的侧面和底面进行打磨，露出钢筋层，形成适度粗糙表面及便于改造钢筋与原钢筋的焊接。将钢筋焊接好了以后再进行支模，然后浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度后再拆除模板。2.柱子改造加固B交1～9轴K2柱改造图A交9右轴K4柱改造图A交1～8轴K5柱改造图三、施工技术1.加固牛腿柱的施工工艺（1）施工准备工作（2）柱表面处理（3）植入剪切销钉（4）柱表面绑扎安装钢筋网（5）涂刷界面剂（6）牛腿改造设计施工说明四、加固柱施工检验与验收为保证加固工程的施工质量，确保房屋的安全及正常使用，对该房屋的加固梁﹑柱工程质量进行了检测鉴定。（1）回弹法检测加固柱混凝土抗压强度构件名称及位置加固强度等级混凝土强度换算值(MPa)强度推定值(MPa)备注平均值最小值1×A轴K5柱C2528.526.726.73×A轴K5柱C2529.326.626.65×A轴K5柱C2527.425.925.97×A轴K5柱C2528.626.526.59×A轴K4柱C2527.426.126.12×B轴K2柱C2528.926.426.44×B轴K2柱C2527.325.325.36×B轴K2柱C2527.826.026.08×B轴K2柱C2529.027.227.29×B轴K1柱C2527.125.625.6混凝土抗压强度检测结果汇总表以上检测结果表明，所检测加固柱的混凝土抗压强度推定值为25.6～27.2MPa，满足加固设计C25的强度要求。（2）加固柱配置钢筋网检测采用CM9钢筋位置探测仪对加固柱的配置钢筋大小、间距、保护层厚度等进行抽检，检测结果见表所示。构件名称及位置纵向钢筋设计值纵向钢筋实测值保护层厚度(mm)箍筋设计值(mm)箍筋实测值(mm)1×A轴K5柱42042028-33Φ10@100Φ10@94（非加密区）3×A轴K5柱42042026-32Φ10@100Φ10@96（非加密区）5×A轴K5柱42042027-34Φ10@100Φ10@95（非加密区）7×A轴K5柱42042025-29Φ10@100Φ10@105（非加密区）9×A轴K4柱42042027-31Φ10@100Φ10@106（非加密区）2×B轴K2柱42042026-32Φ10@100Φ10@107（非加密区）4×B轴K2柱42042029-32Φ10@100Φ10@98（非加密区）6×B轴K2柱42042028-33Φ10@100Φ10@102（非加密区）8×B轴K2柱42042027-34Φ10@100Φ10@104（非加密区）9×B轴K1柱42042025-30Φ10@100Φ10@99（非加密区）钢筋检测结果汇总表第十章构筑物结构检测鉴定与加固隧道振动裂缝检测鉴定与加固技术一、检测与鉴定1工程基本情况某隧道位于某县县城内,该隧道左洞出口JK10＋291-300m处为复合式衬砌，初期支护由系统锚杆、双层钢筋网、喷射混凝土、工字钢钢拱架组成，结合超前管棚，钢筋混凝土作为二次衬砌。该位置水文、地质概况为上覆坡残积粉质粘土，厚度约为0~1.2m，多呈硬塑状，含碎石；下伏基岩为中风化灰岩，受断裂F4（见原设计图）影响，裂隙发育，岩质较硬；属浅埋段，围岩稳定性较差；无自稳定能力，施工开挖易产生坍塌、冒顶；地下水主要为第四系孔隙潜水及基岩风化裂隙水，水量较小，受季节影响较大。隧道外景图1隧道外景图2检测区域平面示意图1-1断面示意图2.检测与鉴定结果（1）混凝土构件抗压强度检测采用回弹法对二次衬砌钢筋混凝土拱圈的混凝土抗压强度进行现场抽检，检测结果如表所示。构件名称及位置设计强度等级混凝土强度换算值（MPa）强度推定值（MPa）备注平均值最小值钢筋混凝土拱圈位置1C2536.534.534.5钢筋混凝土拱圈位置2C2536.332.832.8回弹法检测混凝土抗压强度结果注：构件混凝土强度推定值已考虑龄期和碳化的影响。检测结果表明：所检测构件的混凝土抗压强度满足原设计要求。（2）混凝土构件钢筋配置检测采用ZBL-R650型钢筋探测仪对二次衬砌钢筋混凝土拱圈内配置的钢筋直径、间距、保护层厚度进行检测，检测结果如表所示。构件名称及位置沿拱圈方向钢筋设计值沿拱圈方向钢筋实测值保护层厚度(mm)钢筋混凝土拱圈外排钢筋22@25022@250～26050-70钢筋混凝土拱圈内排钢筋22@25022@250～25545-75混凝土构件钢筋配置检测结果检测结果表明，所检测的混凝土构件内配置的钢筋直径、间距、保护层厚度基本满足原设计要求。（3）混凝土构件截面尺寸检测对二次衬砌钢筋混凝土拱圈的壁厚尺寸进行测量，与设计截面尺寸进行对比，检测结果如表所示。构件名称及位置设计尺寸（mm）实测尺寸（mm）钢筋混凝土拱圈位置1450455～500钢筋混凝土拱圈位置2450460～510混凝土构件截面尺寸测量结果（4）结构外观质量检测对该隧道的开裂及破损部位进行检测调查，其主要检测结果描述如下：该隧道侧壁出现多条X型裂缝及斜裂缝，裂缝宽度在3～5mm之间；该隧道洞口边竖向裂缝较宽，裂缝宽度在10～15mm之间；该隧道洞口边水平错动开裂，如图10-8所示；该隧道洞口侧壁底部有明显的沉降裂缝；该隧道侧壁有混凝土块掉落现象。隧道壁X型裂缝隧道壁斜裂缝洞口边竖向裂缝洞口边水平错动开裂洞口边底部沉降裂缝洞口边混凝土块掉落依据检测结果描绘的钢筋混凝土拱圈裂缝图3.检测鉴定结论与建议（1）结论1）因放炮引起隧道左洞出口，JK10＋291—300m处钢筋混凝土隧道拱圈出现裂缝。2）需对隧道左洞出口，JK10＋291—300m处钢筋混凝土隧道拱圈出现裂缝进行加固处理。3）裂缝处理后该隧道结构可按原设计条件正常使用。二、加固方案1.加固方法简介根据现场检测本工程采用局部置换混凝土法加固局部破损的混凝土。（1）置换混凝土加固法的概念置换混凝土加固法一般用于承重构件受压区混凝土强度偏低或受压区混凝土有严重缺陷的局部加固处理。其不仅能够应用于新建工程中因混凝土质量不合格所造成的返工处理，而且还可以用于受冻害、腐蚀、火灾烧损、地震、强风以及人为破坏的已有混凝土承重结构的修复等。（2）置换混凝土加固法加固混凝土结构技术的优点在实际工程施工过程中，我们经常会遇到由于施工管理不善、技术措施不当、外界客观因素影响等原因所引起的混凝土承重构件混凝土抗压强度不够，承载能力不足，或者是混凝土构件局部有泡沫夹层、空洞缺陷、砂浆层等结构软弱夹层，致使该区段混凝土抗压强度严重不足的情况。此时，采用其他的加固方法己很难奏效，无法从根本上提高缺陷混凝土抗压强度，而采用置换混凝土加固法则能从根本上解决该类问题2.隧道裂缝处理（1）对隧道侧壁底部开裂部位及上部有开裂、变形反应明显的洞壁基础进行注浆处理。（2）对于开裂较严重、裂缝宽度大于0.2mm的隧道部位进行灌缝处理，并粘贴碳纤维布进行加固。（3）对局部破损的混凝土采用局部置换混凝土法处理，置换的混凝土应采用无收缩、微膨胀的改性自流混凝土，强度等级比原隧道混凝土提高一级，加固前应根据该隧道的当前受荷情况，设置可靠的临时支撑，以达到为加固隧道卸载的目的。碳纤维加固图三、加固施工技术1.置换混凝土加固法加固混凝土结构构件的施工工艺施工工序：1）对构件受力状况进行计算，确定构件所受荷载力值；2）确定结构的卸载支撑方案，对原结构进行卸载；3）将有缺陷的部分混凝土进行凿除，进行界面处理，对受力钢筋进行修复配置；4）支模并重新浇筑混凝土，对构件进行养