砌体结构现场检测

第七章砌体结构现场检测第一节概述一、砌体结构的破坏形式及特点砌体结构以其造价低的优点，自建国以来广泛应用于工业与民用建筑中。在受力特性上而言，砌体的抗压性能较好，但抗弯、抗拉及抗裂性能较差。砌体结构由砌块和砂浆砌在一起组成，在拉力或剪力作用下，容易沿砂浆或者砌块出现裂缝，最终造成砌体结构的破坏。砌体结构的裂缝一般由两种情况引起：1．由荷载引起的破坏⑴受压破坏：砌体的受压破坏分三个阶段，在压力增大至50%-70%的破坏荷载时，部分砌块中出现第一批裂缝，当压力继续增大至80%-90%的破坏荷载时，砌块内的裂缝不断沿竖向发展，形成上下连续的裂缝，当压力继续增大时，连续裂缝迅速延伸，形成贯通裂缝，砌体结构最终因失稳而破坏。⑵弯拉破坏：砌体结构在受到轴心拉力时，一般是沿与拉力垂直的方向破坏。当砌块的强度相对于砌块与砂浆的粘结力较低时，砌体就会产生通过砌块和灰缝连成的直缝；当砌块的强度相对于砌块与砂浆的粘结力较高时，会产生粘结力破坏，裂缝沿与拉力垂直方向的齿缝破坏。⑶受剪破坏：受剪破坏根据垂直压应力y和剪应力的比值不同产生不同的破坏形式：当y/较小时，砌体沿水平通缝方向受剪且在摩擦力作用下产生滑移，发生剪摩破坏；当y/较大时，砌体沿阶梯形灰缝截面受剪破坏，发生主拉应力破坏；当y/更大时，砌体沿砌块与灰缝截面受剪破坏，发生斜压破坏。2由变形引起的破坏⑴地基不均匀沉降：对于软土地基，通常会在地基中部产生较大沉降，砌体结构会在底层开始出现斜裂缝，最终导致结构破坏；对于地基软硬不均的情况，则会在较软一边出现大幅沉降，房屋由顶部开始出现斜裂缝，最终导致结构破坏。⑵温度变形：在昼夜温差较大的地区，屋顶受阳光照射升温，混凝土板膨胀变形，对板下的墙体产生横向的剪应力及拉应力，当应力过大时会产生水平裂缝，并会在转角处贯通，形成包角裂缝，结构最终失去使用功能。二、砌体结构现场检测的方法由砌体结构的破坏形式及特点可以看出，砌块及砂浆的强度是影响砌体结构承载能力的主要因素，因此在砌体工程现场检测时，主要针对砌块强度、砌筑砂浆强度、砌体的抗压强度、抗剪强度进行检测和鉴定。我国自六十年代开始将回弹仪应用于现场原位检测中，随着建设规模的不断扩大，新型墙体材料不断涌现，1990年1月《砌体基本力学性能实验方法》GBJ129颁布实施。在以后的几年中，出现了较多的砌体工程现场原位检测方法：回弹法、扁顶法、轴压法、砂浆片剪法、原位单剪法、单砖双剪法、推出法、筒压法、点荷法、射钉法等。根据不同检测目的、检测设备及外部环境，可选择不同方法。各种方法的特定及用途如表7.1所示。表7-1检测方法一览表序号检测方法及引用标准特点用途限制条件1回弹法《建筑结构检测技术标准》1．属于原位无损检测，测区选择不受限制；2．回弹仪性能较稳定，操作简便；3．检测部位的装修面层仅局部损伤；1．检测烧结普通转的强度；2．检测烧结普通砖墙体中的砂浆强度，适宜于砂浆强度均质性普查；1．不适用于推定高温、长期浸水、化学侵蚀、火灾等情况下的砂浆抗压强度；2．砂浆强度不应小于2MPa2推出法《砌体工程现场检测技术标准》GB/T503151．属原位检测，直接在墙体上测试，测试结果综合反应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3筒压法《砌体工程现场检测技术标准》GB/T503151．属取样检测；2.．仅需利用一般混凝土实验室的设备；3．取样部位局部损伤；检测烧结普通砖墙体中的砂浆强度测点数量不宜太多4砂浆片剪法《砌体工程现场检测技术标准》GB/T503151．属取样检测；2．专用的砂浆测强仪和其标定仪；3．试验工作较简便；4．取样部位局部损伤；检测烧结砖普通墙体中的砂浆强度5点荷法《砌体工程现场检测技术标准》GB/T503151．属取样检测；2．试验工作较简便；3．取样部位局部损伤；检测烧结普通砖墙体中的砂浆强度砂浆强度不应小于2MPa6贯入法《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术标准》GB/T136J1311．属原位无损检测，测区选择不受限制；2．贯入仪性能较稳定，操作简便；3．检测部位的装修面层仅局部损伤；检测水泥混合砂浆或水泥砂浆的抗压强度不适用于推定高温、长期浸水、化学侵蚀、火灾等情况下的砂浆抗压强度以及冻结法施工的砂浆强度回升阶段的检测7射钉法《砌体工程现场检测技术标准》GB/T503151．属原位无损检测，测区选择不受限制；2．射钉枪、子弹、射钉均有配套定性产品，设备较轻便；3．墙体装修面层仅局部损伤；用于烧结砖和多孔砖砌体中，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．砂浆强度不低于2MPa；3．检测前，设备需要用标准靶检校；8轴压法《砌体工程现场检测技术标准》GB/T503151．属原位检测，直接在墙体上测试，测试结果综合反应材料质量和施工质量；2．直观性、可比性强；3．设备较重；4．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宽度应不小于1.5m；2．同一墙体上的测点数量不宜多于1个，测点总数不宜太多；3．限用于240mm砖墙序号检测方法及引用标准特点用途限制条件9扁顶法《砌体工程现场检测技术标准》GB/T503151．属原位检测，直接在墙体上测试，测试结果综合反映了材料质量和施工质量；2．直观性、可比性较强；3．扁顶重复使用率较高；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；6．检测部位局部破损；1．检测普通砖砌体的抗压强度；2．测试具体工程的砌体弹性模量；3．测试古建筑和重要建筑的实际应力；1.槽间砌体每侧的墙体宽度应不小于1.5m；2.同一墙体上的测点数量不宜多于1个，测点总数不宜太多；10原位单剪法《砌体工程现场检测技术标准》GB/T503151．属原位检测，直接在墙体上测试，测试结果综合反应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11单砖双剪法《砌体工程现场检测技术标准》GB/T503151．属原位检测，直接在墙体上测试，测试结果综合反应了施工质量和砂浆质量；2．直观性强；3．设备较轻便；4．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，误差较大三、砌体结构检测单元、测区和测点的布置在对砌体结构进行检测时，首先要确定检测目的、内容及范围，并据此选择检测方法。根据检测方法要求对被检测工程划分检测单元。然后在每一检测单元内随机选择6个构件（单片的墙、柱子等）作为6个测区，不足6个构件的检测单元，将每个构件作为一个测区。在确定测区后，在每一测区随机布置若干测点，测点最小数目根据检测方法的不同有所不同：⑴切割法、原位轴压法、扁顶法、原位单剪法、筒压法的测点数不应少于1个；⑵原位单砖双剪法、推出法、砂浆片剪法、回弹法、点荷法、射钉法的测点数不应少于5个。第二节普通烧结砖抗压强度检测在砌体工程的现场检测中，对烧结砖抗压强度的检测一般采用回弹法进行检测。1．回弹法原理：回弹法是用一个弹簧驱动的重锤,通过弹击杆(传力杆),弹击试件表面,并测出重锤被反弹回来的距离—回弹值,把回弹值作为与试件强度相关的指标,来推定构件强度的一种方法。2．回弹法仪器设备及步骤⑴仪器设备:HT75型回弹仪⑵回弹法操作步骤：①在确定检测单元、测区及测点后，首先将测点处烧结砖的表面清理干净，保证弹击点处表面已打磨平整，并去除浮灰。②在每个测点处，弹击时应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，并精确至1个刻度。操作过程中，回弹仪应始终处于水平状态，其轴线垂直于砖块表面，不得移位。3．数据处理⑴以每块砖的回弹测试平均值Rm为计算参数，按相应的测强曲线来计算单块砖的抗压强度换算值；当没有相应的换算强度曲线时，经过试验验证以后，可按公式（7-1）来计算单块砖的抗压强度换算值。粘土砖：1..1.0832.5imifR页岩砖：1..1.0631.4imifR（精确至小数点后一位）（7-1）煤矸石砖：1..1.0527.0imifR式中.miR—第i块砖回弹测试平均值；1.if—第i块砖抗压强度换算值。⑵抗压强度的推定，以每块砖的抗压强度换算值为代表值，检测批的标准差为未知时，计量抽样检测批均值（0.5分位值）的推定区间上限值和下限值可按公式（7-2计算）。1mks；2mks（7-2）式中1—均值（0.5分为值）推定区间上限值2—均值（0.5分为值）推定区间下限值S—样本均值；K—推定系数，取值见表7-2。表7-2标准差未知时推定区间上限值与下限值系数⑶抗压强度的推定，以每块砖的抗压强度换算值为代表值，检测批的标准差为未知时，计量抽样检测批有95%保证率的标准（0.05分位值）的推定区间上限值和下限值可按公式（7-3）计算。,11kxmks；,22kxmks；（7-3）式中,1kx—均值（0.5分为值）推定区间上限值,2kx—均值（0.5分为值）推定区间下限值m—样本均值；s—推定系数，取值见表7-2。⑷计量抽样检测批的检测结果，宜提供推定区间。推定区间的置信度宜为0.90，并使错判概率和漏判概率均为0.05.特殊情况下，推定区间的置信度可为0.85，使漏判概率为0.10，错判概率为0.05.⑸结构材料强度计量抽样的检测结果，推定区间上限值与下限值之间差值应予以限制，不宜大于材料相邻强度等级的差值和推定区间上限值算数平均值的10%两者中的较大值。第三节砂浆强度检测工程中检测砂浆强度常用的方法有：回弹法、贯入法、筒压法一、回弹法检测砂浆强度1、回弹法原理：回弹法是采用回弹仪检测烧结普通砖砌体中的砌筑砂浆表面硬度,并用酚酞试剂测试砂浆碳化深度,通过这两项指标换算为砂浆强度。2、仪器设备及要求：⑴HT20型回弹仪，其示值系统为指针直读式。⑵砂浆回弹仪应半年校验一次。⑶检测前后，均应对回弹仪在钢砧上做率定试验，在钢砧上率定平均回弹值为74±2。3、取样与制备要求：⑴回弹法适用于推定烧结普通砖砌体中的砌筑砂浆强度，不适用于推定高温、长期浸水、化学侵蚀、火灾等情况下的砂浆强度。⑵测位宜选在承重墙的可测面上，并避开门窗洞口及预埋件等附近的墙体。墙面上每个测位的面积应大于0.3m2。4、操作步骤：⑴测位处的粉刷层、勾缝砂浆、污物等应清除干净，弹击点处的砂浆表面应仔细打磨平整并出去浮灰。⑵每个测位内均匀布置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。相邻两个弹击点的间距不应小于20mm。⑶在每个弹击点上，弹击时应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，并精确至1个刻度。操作过程中，回弹仪应始终处于水平状态，其轴线垂直于砖块表面，不得移位。⑷在每一测位内，选择1-3处灰缝，用游标尺和1%的酚酞试剂测量砂浆碳化深度，读数应精确至0.5mm。5、数据处理将每个测位的12个回弹值剔除最大值和最小值，将剩下的10个回弹值取算数平均值，以R表示。每个测位的平均碳化深度，应该取该测位各次测量值的算数平均值，以d表示，精确至0.5mm。平均碳化深度大于3mm时，取3.0mm。测位的砂浆强度换算值根据该测位的平均回弹值和平均碳化深度值，按下列公式计算：当d≤1.0mm时，53.57213.9710ijfR(7-4)当1.0mm＜d＜3.0mm时，43.0424.8510ijfR（7-5）当d≥3.0mm时，53.6026.3410ijfR（7-6）式中2ijf—第i个测区第j个测位的砂浆强度值（MPa）d—第i个测区第j个测位的平均碳化深度（mm）R—第i个测区第j个测位的平均回弹值测区的砂浆抗压强度平均值，应按下式计算：111221niijnjff（7-7）二、贯入法检测砂浆抗压强度1、贯入法原理：贯入法检测砌体结构的砂浆抗压强度，是采用一定能量的测钉贯入砌体灰缝的砂浆内，根据测钉贯入深度和