10-21砌体结构的检测

1第十章砌体强度检测方法砌体结构的检测内容主要有强度和施工质量，其中强度包括块材强度、砂浆强度及砌体强度，施工质量包括组砌方式、灰缝砂浆饱满度、灰缝厚度、截面尺寸、垂直度及裂缝等。◆检测砌体抗压强度：原位轴压法、扁顶法；◆检测砌体工作应力、弹性模量：扁顶法；◆检测砌体抗剪强度：原位单剪法、原位单砖双剪法；◆检测砌筑砂浆强度：推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法。23.1砌体的破坏机理砌体由块体(砖)和砂浆组砌而成，通常块体的强度高于砂浆，因而砌体的损坏大多首先在砂浆中产生。砌体的抗压强度较高，但抗拉强度、抗弯、抗剪强度较低。在拉应力或剪应力作用下，砌体沿砂浆出现裂缝。砌体开裂的主要原因：荷载、基础不均匀沉降、温度应力。3砌体承载能力的的特点：抗压承载力远大于抗拉、抗弯、抗剪的承载力。抗拉强度取决于：灰缝与块材间的粘结强度，破坏在界面上发生一、荷载引起的裂缝（1）拉应力破坏砖砌的水池、圆形筒仓等构筑物常会发生由于拉应力过大而引起砌体开裂现象。4砌体承载能力的的特点：抗压承载力远大于抗拉、抗弯、抗剪的承载力。《砌体规范》中给出了各类砌体的轴心抗拉强度设计值ft、弯曲抗拉强度的设计值ftm（2）弯曲抗拉破坏弯曲抗拉破坏多产生于挡土墙、地下室围墙和建筑物上部压力较小的挡风墙上。5砌体承载能力的的特点：抗压承载力远大于抗拉、抗弯、抗剪的承载力。通常压力与剪力共同存在，工程中纯剪的情况几乎不存在。《砌体规范》中也给出了各类砌体的抗剪强度的设计值fv（3）轴压和偏压破坏6当竖向压力作用在砌体的局部面积上时称为砌体局部受压。砌体局部受压按照竖向压力分布不同可分为两种情况，即砌体局部均匀受压和砌体局部非均匀受压。（4）局部受压破坏砌体局部均匀受压是指竖向压力均匀作用在砌体的局部受压面积上，例如轴心受压钢筋混凝土柱（材料强度高于下部砌体）作用于下部砌体的情况。7砌体局部非均匀受压主要指钢筋混凝土梁端支承处砌体的受压情况（b）。另外，嵌固于砌体中的悬挑构件在竖直荷载作用下梁的嵌固边缘砌体、门窗洞口钢筋混凝土过梁、墙梁等端部支承处的砌体也处于局部受压的情况。8竖向裂缝发展引起的破坏劈裂破坏。块体受压破坏砌体局部受压破坏形式：9二、基础不均匀沉降引起的裂缝地基发生的不均匀沉降当超过一些限度后，会造成砌体结构的开裂。(1)中间沉降较多的沉降(又称盆式沉降)。对软土地基通常地基中部的沉降较大，这时房屋将从底层开始出现沿45°角方向的斜裂缝，其特点是下层的裂缝宽度较大。(2)一端沉降较多的沉降。当地基软硬不均，如一部分位于岩层，一部分位于土层时容易发生。这时房屋将沿顶部开始出现沿45°角方向的斜裂缝，其特点是顶层的裂缝宽度较大。10三、温度裂缝由于结构周围温度变化(主要是大气温度变化)引起结构构件热胀冷缩的变形称为温度变形。砖墙的线膨胀系数约为5×10-5℃、混凝土的线膨胀系数为1.0×10-5℃，包角裂缝八字形裂缝113.2砌体结构检测的一般原则一、工作程序二、检测单元、测区和测点的布置每一检测单元内，应随机选择6个构件(单片墙体、柱)，作为6个测区。检测单元不足6个构件时，应将每个构件作为一个测区。每一测区应随机布置若干测点。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：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：点数不应少于5个。12三、检测方法分类及其选用原则砌体工程的现场检测方法，按对墙体损伤程度可分为以下两类：(1)非破损检测方法，在检测过程中，对砌体结构的既有性能没有影响。(2)局部破损检测方法，在检测过程中，对砌体结构的既有性能有局部的、暂时的影响，但可修复。砌体工程的现场检测方法，按测试内容可分为下列几类：(1)检测砌体抗压强度：原位轴压法、扁顶法；(2)检测砌体工作应力、弹性模量：扁顶法；(3)检测砌体抗剪强度：原位单剪法、原位单砖双剪法；(4)检测砌筑砂浆强度：推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法。133.3原位轴压法原位轴压法适用于推定240mm厚普通砖砌体的抗压强度。检测时，在墙体上开凿两条水平槽孔，安放原位压力机。原位压力机由手动油泵、扁式千斤顶、反力平衡架等组成砂垫层扁式千斤顶反力板拉杆原位压力机测试工作状态七皮砖14一、测点布置(1)测试部位应具有代表性，并宜选在墙体中部距楼、地面lm左右的高度处；槽间砌体每侧的墙体宽度不应小于1.5m。(2)同一墙体上，测点不宜多于l个，且宜选在沿墙体长度的中间部位；多于1个时，其水平净距不得小于2.0m。(3)测试部位不得选在挑梁下、应力集中部位以及墙梁的墙体计算高度范围内。二、原位轴压法的试验步骤(1)在测点上开凿水平槽孔。两槽之间应相距7皮砖。(2)在槽孔间安放原位压力机。垫层10mm。反力板应置于上槽孔，扁式千斤顶置于下槽孔，并安放四根钢拉杆，使两个承压板上下对齐后，拧紧螺母并调整其平行度；四根钢拉杆的上下螺母间的净距误差不应大于2mm。15二、原位轴压法的试验步骤(3)进行试加荷载试验，试加荷载值可取预估破坏荷载的10％。(4)分级加荷，每级荷载可取预估破坏荷载的l0％，并应在1～1.5min内均匀加完，然后恒载2min。加荷至预估破坏荷载的80％后，应按原定加荷速度连续加荷，直至槽间砌体破坏。试验过程中，如发现上下压板与砌体承压面因接触不良，致使槽间砌体呈局部受压或偏心受压状态时，应停止试验。此时应调整试验装置，重新试验，无法调整时应更换测点。试验过程中，应仔细观察槽间砌体初裂裂缝与裂缝开展情况，记录逐级荷载下的油压表读数、测点位置、裂缝随荷载变化情况简图等。16三、试验结果的整理根据槽间砌体初裂和破坏时的油压表读数，计算槽间砌体的初裂荷载值和破坏荷载值。ijij0154.036.1injmijimifnf11槽间砌体的抗压强度：原位轴压法的无量纲的强度换算系数：标准砌体的抗压强度：测区的砌体抗压强度平均值：jijuijuiANf,,,jlijuijmiff,,,173.4扁顶法原位轴压法只能检测砖砌体的强度，而扁顶法除能检测砖砌体的强度外，还能检测砖砌体的受压工作应力及砌体的弹性模量。试验装置：由扁式液压千斤顶（扁顶）、手动油泵等组成。试验时，将所检墙体的水平灰缝处砂浆掏空，形成两条水平空槽，然后把扁顶放入空槽内，通过手动液压泵加压，由压力表的读数测定施加压力大小。181、实测墙体的受压工作应力(1)标出水平槽的位置并应牢固粘贴两对变形测量的脚标。测量砌体变形的初读数。(2)在标出水平槽位置处，剔除水平灰缝内的砂浆。测量开槽后的砌体变形值。(3)安装扁顶，进行试加荷载试验，当变形值接近开槽前的读数时，应适当减小加荷级差，直至实测变形值达到开槽前的读数，然后卸荷。此时的应力值即为墙体的受压工作应力。192507皮或8皮砖202、实测墙体的砌体抗压强度或弹性模量(1)在完成墙体的受压工作应力测试后，开凿第二条水平槽，上下槽应互相平行、对齐。(2)按前述要求，在下槽内安装扁顶。按前述的要求试加荷载。按前述要求正式加荷，直至槽间砌体破坏。破坏荷载与槽间砌体的受压面积的比值即为槽间砌体的抗压强度，最后将槽间砌体抗压强度换算为标准砌体的抗压强度。jijuijmiff,2,,2,,0,,0,2)(18.4418.1juijijuijijiffinjmijimifnf11槽间砌体的抗压强度：扁顶法的强度换算系数：标准砌体的抗压强度：测区的砌体抗压强度平均值：jijuijuiANf,,,21测定砌体受压弹性模量应在槽问砌体两侧各粘贴一对变形测量脚标，脚标应位于槽间砌体的中部，脚标之间相隔4条水平灰缝，净距宜取250mm。试验前应记录标距值，精确至0.1mm。按上述加荷方法进行试验，测记逐级荷载下的变形值。加荷的应力上限不宜大于槽间砌体极限抗压强度的50％。该方法测得的结果是砌体在有侧向约束情况下的弹性模量；当换算为标准砌体的弹性模量时，应乘以换算系数0.85。223.5原位单剪法及原位单砖双剪法原位单剪法、原位单砖双剪法均是现场测试水平通缝中砂浆抗剪强度的方法.一、原位单剪法1、测试部位的选定为了便于测试时设备的安放以及降低试验对砌体半破损造成的影响，测试部位选在窗洞口或其他洞口以下3皮砖范围内。图3.6试件大样图3.7测试装置232、测试步骤(1)在选定的墙体上，应采用振动较小的工具加工切口，并现浇钢筋混凝土传力件。(2)待现浇构件达到强度后安装千斤顶及测试仪表，千斤顶的加力轴线与被测灰缝顶面应对齐。测量被测灰缝的受剪面尺寸，精确至1mm。(3)匀速施加水平荷载，使试件在2～5min内破坏。当试件沿受剪面滑动、千斤顶开始卸荷时，即判定试件达到破坏状态。记录破坏荷载值，结束试验。在预定剪切面(灰缝)破坏，则此次试验有效。(4)按下式计算测点砌体沿通缝的抗剪强度：槽间砌体的抗压强度:抗剪强度平均值:jivjvijviANf,,,injjviivifnf1,124二、原位单砖双剪法测定砖砌体的抗剪强度采用专用的原位剪切仪，在墙体上对单块顺砖进行剪切试验，检测砖砌体沿通缝截面的抗剪强度。图3.8原位单砖双剪试验示意图1一剪切试件；2一剪切仪主机；3一掏空的竖缝251、测点布置(1)每个测区随机布置n1个测点，在墙体两面的数量宜接近或相等。以一块完整的顺砖及其上下两条水平灰缝作为一个测点(试件)。(2)试件两个受剪面的水平灰缝厚度应为8～12mm。(3)下列部位不应布设测点：门、窗洞口侧边l20mm范围内；后补的施工洞口和经修补的砌体；独立砖柱和窗间墙。(4)同一墙体的各测点之间，水平方向净距不应小于0.62m，垂直方向净距不应小于0.5m。262、试验步骤双剪法宜选用释放受剪面上部压应力0作用下的试验方案；当能准确计算上部压应力0时，也可选用在上部压应力0作用下的试验方案。jijivjvijviANf,0,,,7.0264.0抗剪强度：271、原理：利用推出仪从砖砌体中推出单块丁砖，测得水平推力及推出丁砖下部的砂浆饱满度，利用砂浆抗压强度与水平灰缝砂浆抗剪强度、砂浆饱满度之间的相关关系，推算砌筑砂浆的抗压强度。该方法适用于推定240mm厚普通砖墙中强度等级为M1～M15的砂浆强度。2、测点布置：(1)测点宜均匀布置在墙上，并应避开施工中的预留洞口。(2)被推丁砖的承压面可采用砂轮磨平，并应清理干净。(3)被推丁砖下的水平灰缝厚度应为8～12mm。(4)测试前，被推丁砖应编号，并详细记录墙体的外观情况。3.6推出法283、试验步骤：(1)试件加工。(2)安装推出仪。(3)旋转加荷螺杆对试件施加荷载(4)取下被推丁砖，用百格网测试砂浆饱满度Bi,j。图3.11试件加工步骤示意图29304、数据处理313.7筒压法筒压法适用于推定烧结普通砖墙中的砌筑砂浆强度。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，测试筒压比，然后换算为砂浆强度。一、筒压法的适用范围(1)中、细砂配制的水泥砂浆，砂浆强度为2.5～20MPa；(2)中、细砂配制的水泥石灰混合砂浆(以下简称混合砂浆)，砂浆强度为2.5～15.0MPa；(3)中、细砂配制的水泥粉煤灰砂浆(以下简称粉煤灰砂浆)，砂浆强度为2.5～20MPa(4)石灰质石粉砂与中、细砂混合配制的水泥石灰混合砂浆和水泥砂浆(以下简称石粉砂浆)，砂浆强度为2.5～20MPa。筒压法不适用于推定遭受火灾、化学侵蚀等砌筑砂浆的强度。32二、筒压法的测试设备承压筒(图3.12)可用普通碳素钢或合金钢自行制作，也可用测定轻骨料筒压强度的承压筒代替。其他设备和仪器包括：50～100kN压力试验机或万能试验机；砂摇筛机；干燥箱；孔径为5mm、10mm、15mm的标准砂石筛(包括筛盖和底盘)；水泥跳桌；称量为l000g、感量为0.1g的托盘天平。图3.12承压筒构造(a)承压筒剖面；(b)承压盖剖面33三、筒压法的试验步骤(1)在每一测区，从距墙表面20mm以内的水平灰缝