砌体结构的鉴定与加固

一、砌体结构检测的内容及分类1砌体结构的质量检查内容物理力学性能检查裂缝检查损伤检查变形检查连接部位的检查圈梁检查墙体稳定性检查施工质量检查2砌体结构检测的工作程序及准备(1)砌体结构检测的工作程序及准备接受委托调查并确定检测目的、内容和范围确定检测方法设备、仪器标定检测计算、分析、推定检测报告(2)调查阶段的工作内容1)收集被检测工程的原设计图纸、施工验收资料、砖与砂浆的品种及有关原材料的试验资料。2)现场调查工程的结构形式、环境条件、使用期间的变更情况、砌体质量及其存在问题。3)进一步明确检查原因和委托方的具体要求。(3)选择检测方法根据调查结果和检测的目的、内容和范围，选择一种或数种检测方法。砌体强度检测方法见表1。序号检测方法特点用途限制条件1取样法①属于取样检测，在墙体上取出符合要求的砌体试样，在实验室进行力学指标试验；②直观性、准确性受外界影响因素小；③取样、运输困难；④检测部位局部破损检测普通砖砌体的抗压强度①取样尺寸有一定的限制；②同一墙体上的测点数量不宜多于1个；③取样、运输时不能使试件受损2轴压法①属原位检测，直接在墙体上检测；检测结果综合反映了材料质量和施工质量；②直观性、可比性强；③设备较重；④检测部位局部破损检测普通砖砌体的抗压强度①槽间砌体每侧的墙体不应大于1.5m；②同一墙体上的测点数量不宜多于1个；测点总数量不宜太多；③限用于240mm3扁顶法①属原位检测，直接在墙体上检测；检测结果综合反映了材料质量和施工质量；②直观性、可比性强；③扁顶重复率较低；④砌体强度较高或轴向变形较大时，难以测出抗压强度；⑤设备较轻便；⑥检测部位局部破损①检测普通砖砌体的强度；②检测古建筑和重要建筑的实际应力；③检测具体工程的砌体弹性模量①槽间砌体每侧的墙体不应大于1.5m；②同一墙体上的测点数量不宜多于1个；测点总数量不宜太多；③限用于240mm及其以上宽度的墙体4原位单剪法①属原位检测，直接在墙体上检测；检测结果综合反映了施工质量和砂浆质量；②直观性强；③检测部位局部破损检测各种砌体的抗剪强度①测点宜选在窗下墙部位，且承受反作用力的墙体应有足够长度；②测点数量不宜太多5原位单桩双剪法①属原位检测，直接在墙体上检测；检测结果综合反映了施工质量和砂浆质量；②直观性强；③检测部位局部破损检测烧结普通砖砌体的抗剪强度；其他墙体应经试验确定有关换算系数当砂浆强度低于5MPa时，误差较大表1砌体结构强度检测方法一览表6推出法①属原位检测，直接在墙体上检测；检测结果综合反映了施工质量和砂浆质量；②设备较轻便；③检测部位局部破损检测普通砖墙体的砂浆强度当水平灰缝的砂浆饱满度低于65%时，不宜选用7筒压法①属取样检测；②仅需利用一般混凝土试验室的常用设备；③取样部位局部破损检测烧结普通砖墙体中的砂浆强度测点数量不宜太多8砂浆片剪切法①属取样检测；②专用的砂浆强度仪和其标定仪，较为轻便；③试验工作较简便；④取样部位局部破损检测烧结普通砖墙体中的砂浆强度9回弹法①属原位无损检测，测区选择不受限制；②回弹仪有定型产品，性能较稳定，操作简便；③检测部位的装饰面层仅局部损伤①检测烧结普通砖墙体中的砂浆强度；②适宜于砂浆强度均质性普查砂浆强度不应小于2MPa10点荷法①属取样检测；②试验工作较简便；③取样部位局部破损检测烧结普通砖墙体中的砂浆强度砂浆强度不应小于2MPa11射钉法①属原位无损检测，测区选择不受限制；②射钉枪、子弹、射钉有配套定型产品，设备较轻便；③墙体装饰面层仅局部损伤烧结普通砖、多孔砖砌体中，砂浆强度均质性普查①定量推定砂浆强度，宜与其他检测方法配合使用；②砂浆强度不应小于2MPa；③检测前，需要用标准靶检校续表1(4)划分检测单元检测单元是指受力性质相似或结构功能相同的同一类构件的集合。一个或若干个可以独立分析的结构单元作为检测单元，每一结构单元划分为若干个检测单元。(5)确定测区测区是检测样的集合，是检测单元的子集。(6)执行规范规定的测点数各种检测方法的测点数，应符合下列要求：①原位轴压法、扁顶法、原位单剪法、筒压法，测点数不应少于1个；②原位单砖双剪法、推出法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法，测点数不应少于5个。(7)其他事项(8)完成检测报告3砌体结构的强度检测方法分类(1)按照对墙体的损伤程度分类非破损检测方法局部破损检测方法(2)按检测内容分类检测砌体抗压强度有原位轴压法、扁顶法检测砌体工作应力、弹性模量有扁顶法检测砌体抗剪强度有原位单剪法、原位单砖双剪法检测砌体砂浆强度有推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法(3)按照得到砖砌体强度的方法分类直接法间接法(4)按测定数据的场所分原位法取样法二、砌筑块材检测以黏土砖为例重点介绍块材的强度检测。1取样法测定砌块强度对既有建筑砌块强度的测定。从砌体上取样，清理干净后，按照常规方法进行试验，但是需要注意的是如果需要依据块材的强度和砂浆强度确定砌体强度时，块材的取样位置应与砌筑砂浆的检测位置相对应。取样后的块材试验方法如下：取10块砖做抗压强度试验，制作成10个试样。将砖样锯成两个半砖（每个半砖长度不小于100mm），放入室温净水中浸10~20min后取出，以断口方向相反叠放，两者中间以厚度不超过5mm的强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥调制成稠度适宜的水泥砂浆粘牢，上下面用厚度不超过3mm的同种水泥浆抹平，制成的试件上下两面需相互平行并垂直于侧面。在不低于10℃的不通风室内条件下养护3天后进行压力试验。加荷前测量试件两半砖叠合部分面积A(mm2)，将试件平放在加压板的中央，垂直于受压面加荷载，应均匀平稳，不得发生冲击或振动，加荷速度4~5kN/s为宜，加荷至试件全部破坏，最大破坏荷载为P(N)，则试件i的抗压强度按式3.1计算，精确至0.01MPa。if,1APfi/,1然后再分别计算10块试样的强度变异系数和标准差：1fs10121,1)(101iiffs式中：δ——砖强度变异系数（精确至0.01）；s——10块试样的抗压强度标准差（精确至0.01），MPa；(1)(2)(3)101,11101iff1f——10块试样的抗压强度平均值，（精确至0.01），MPa；砖强度标准值应按以下公式计算：sffk8.11.1按照变异系数δ≤0.21或δ＞0.21根据表2确定砌块的强度。强度等级抗压强度平均值变异系数δ≤0.21变异系数δ＞0.21强度标准值单块最小抗压强度值MU3030.022.025.0MU2525.018.022.0MU2020.014.016.0MU1515.010.012.0MU1010.06.57.51fkf,1min,1f(4)2回弹法测定砌块强度按《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2004所规定的方法检测时，应遵循以下条件和步骤：①应使用HT75型回弹仪；②检测的测批、单元、块材的数量均应满足检测样本容量的要求和该规范中推定区间的要求；③回弹测点应布置在外观质量合格的砖的条面上，每块砖的条面上布置5个测点，测点应避开气孔等缺陷位置，且测点之间应留有一定距离；④对于黏土砖可以采用式(5)进行计算强度换算值，但是要经过试验验证；⑤以式(5)求出的换算强度为代表值按该标准确定推定区间；⑥回弹的结果宜配合取样检验验证。5.3208.1,,1imiRf式中：——第i块砖回弹检测平均值；——第i块砖抗压强度换算值。imR,if,1(5)三砂浆强度检测测定砖砌体砂浆强度的方法可以分为取样法和原位法两大类。1)取样法。取样法属于间接检测，又分为筒压法、点荷法、剪切法和抗折法等。取样的部位一般在砌体角部、窗台、门口、女儿墙等比较容易的地方，或者对砌体承载能力影响小的地方。取样法的优势是检测结果的精度较高。因为：①可通过选择试件排除局部缺陷对检测结果的影响；②可消除砌体对砂浆强度检测结果的影响；③可消除环境因素的影响。原位法通常很难消除这些因素的影响。2)原位法。原位法属于直接法检测，包括回弹法、压入法和黏结法。原位法的优点是在现场直接测定，缺点是检测结果离散性大，有时还有系统误差。此外，由于砂浆硬化后表面硬度明显提高，因此与表面硬度有关的回弹法和压入法的检测结果也会存在系统偏差。加上这两种方法的测点小，局部缺陷的影响显著，检测结果的偏差大，从检测方法的复杂程度上来看，回弹法最简单。砂浆强度检测方法(1)筒压法1)适用范围。本方法适用于推定烧结普通砖墙中砌筑砂浆的强度。检测时，应从砖墙中抽取砂浆试样，在试验室内进行筒压荷载试验，检测筒压比，然后换算为砂浆强度。本方法不适用于推定遭受火灾、化学侵蚀等砌筑砂浆的强度。2)检测设备。检测设备有：承压筒、万能试验机、砂摇筛机、干燥箱、标准砂石筛、水泥跳桌和托盘天平。3)筒压法检测方法。在每一测区，从距墙表面20mm以内的水平灰缝中凿取砂浆约4000g，其最小厚度不得小于5mm。取样的具体数量，可视砂浆强度而定，高者可少取，低着应多取，以足够制备3个标准试样并略有富余为准。使用手锤击碎样品，筛取5~15mm的砂浆颗粒约3000g，在105℃±5℃的温度下烘干至恒重，待冷却至室温后备用。每次取烘干样品约1000g，置于孔径5mm、10mm、15mm标准筛所组成的筛套中，机械摇筛2min或手工摇筛1.5min。称取粒级5~10mm和10~15mm的砂浆颗粒各250g，混合均匀后作为一个试样。共制备3个试样。每个试样应分两次装入承压筒。每次约装1/2，在水泥跳桌上跳振5次。第二次装料并跳振后，填平表面，安上承压盖。将装料的承压筒置于试验机上，盖上承压盖，开动压力试验机，应当在20~40s内，均匀加荷至下面规定的筒压荷载值后，立即卸荷。不同品种砂浆的筒压荷载值分别为：水泥砂浆、石粉砂浆为20kN；水泥石灰混合砂浆、粉煤灰砂浆为10kN。将施压后的试样倒入由孔径5mm和10mm标准筛组成的套筛中，装入摇筛机摇筛2min或人工摇筛1.5min，筛至每隔5s的筛出量基本相等。称量各筛筛余试样的重量，各筛的分计筛余量和底盘剩余量的总和，与筛分前的试样重量相比，相对差值不得超过试样重量的0.5%；当超过时，应重新进行试验。最后，根据测出的筒压比计算测区的砂浆强度平均值。(2)点荷法1)基本原理。点荷法是通过对砌筑砂浆层试件施加集中的点式荷载，测定试样所能承受的点荷载，综合考虑试件的尺寸，计算出砂浆的立方体强度。2)检测设备。此方法需要自制加载头两个，点荷法的加载头是一个圆锥体，锥的顶部为半径r=5mm的截球体。3)制备试样。①从每个测点处剥离出砂浆大片；②加工或选取的砂浆试件应符合下列要求：厚度为5~12mm，预估荷载作用半径为15~25mm，大面应平整，边缘规则性不作要求。③在砂浆试件上画出作用点，量测其厚度，精确至0.1mm。4)检测方法。在小吨位压力试验机上、下压板上分别安装上、下加荷头，两个加荷头应对齐。将砂浆试件水平放置在下加荷头上，上、下加荷头对准预先画好的作用点，并使上加荷头轻轻压紧试件，然后缓慢匀速施加荷载至试件破坏。记录荷载值，精确至0.1kN。将破坏后的试件拼接成原样，测量荷载实际作用点中心到试件破坏线边缘的最短距离即荷载作用半径，精确至0.1mm。最后根据试验数据计算测区砂浆强度平均值。(3)回弹法1)检测原理。回弹法是根据砂浆表面硬度推断砂浆立方体抗压强度的一种检测方法，是一种非破损的原位技术，砂浆强度的回弹法的原理与混凝土强度回弹法的原理基本相同，即应用回弹仪检测砂浆表面硬度，用酚酞试剂检测砂浆碳化深度，以这两项指标换算为砂浆强度。2)检测设备。砂浆回弹仪。3)检测方法。在测定前应将砖墙上的抹灰铲除露出灰缝，用小砂轮将灰缝的砂浆磨平，当清水墙灰缝有水泥砂浆勾缝时，应将勾缝砂浆清除(包括原浆勾缝)，应仔细选择测点，砌筑砂浆应与砖黏结良好，缝的厚度适中。每个侧位内均匀布置12个弹击点。选定弹击点应避开砖的边缘、气孔或松动的砂浆，相邻两弹击点的间距不应小于20mm。在每个弹击点上，使用回弹仪连续弹击3次，第1、2次不读数，仅记读第3次回弹值。在每一