質(zhì)量事故第二講課件

建筑工程缺陷質(zhì)量

事故分析及處理第二講建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測方法2.1概述

當(dāng)建筑物發(fā)生質(zhì)量事故后，為了正確分析事故發(fā)生的原因，為工程質(zhì)量事故的仲裁提供客觀而公正的技術(shù)依據(jù)，也為建筑結(jié)構(gòu)的修復(fù)、加固提供參考數(shù)據(jù)，往往有必要對發(fā)生事故的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)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(zhǔn)確度、表面缺陷、砌體的咬槎情況等強(qiáng)度檢測材料的強(qiáng)度、構(gòu)件承載力、鋼筋配置情況等內(nèi)部缺陷的檢測

混凝土內(nèi)部的空洞、裂縫、鋼結(jié)構(gòu)的裂縫、焊接缺陷等材料的化學(xué)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(xué)成分分析等2.2砌體結(jié)構(gòu)的檢測

砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的檢測包括：材料（磚材、石材或其它塊材及砂漿）強(qiáng)度砌筑質(zhì)量（砌筑方法，砌體中砂漿飽滿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(zhì)量問題，裂縫的形態(tài)、數(shù)量及發(fā)展程度對承載力、實(shí)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(shù)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?qū)Ｓ昧芽p寬度測量儀進(jìn)行測量裂縫的走向、數(shù)量及形態(tài)應(yīng)詳細(xì)地標(biāo)在墻體的立面圖或磚柱展開圖上，進(jìn)而分析產(chǎn)生裂縫的原因并評價(jià)其對強(qiáng)度的影響程度。2.2.2砌塊與灰縫砂漿強(qiáng)度的檢測砌體是由砌塊和砂漿組成的復(fù)合體。有了砂漿及砌塊的強(qiáng)度，就可按有關(guān)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(jìn)行試驗(yàn)，包括抗壓和抗折兩項(xiàng)。砌體中的砂漿，由于不可能做成標(biāo)準(zhǔn)的立方體試件，無法按常規(guī)試驗(yàn)方法測得其強(qiáng)度。目前常采用沖擊法、點(diǎn)荷法與回彈儀法等來檢測砌體中的砂漿強(qiáng)度。

砌塊的抗折試驗(yàn)：另取五塊磚作抗折試驗(yàn)?？稍诳拐刍顒?dòng)支架上進(jìn)行。滾軸支座置于條磚長邊向內(nèi)20mm，加荷壓滾軸應(yīng)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(qiáng)度為2.2.2砌塊與灰縫砂漿強(qiáng)度的檢測2.2.2砌塊與灰縫砂漿強(qiáng)度的檢測根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，按表確定磚的強(qiáng)度等級。

2.2.2砌塊與灰縫砂漿強(qiáng)度的檢測1沖擊法沖擊法是在砌體上鑿取一定數(shù)量的砂漿，加工成顆粒狀，由沖擊錘將其粉碎。沖擊將消耗一定的能量。砂漿粉碎后顆粒變小變細(xì)，其表面積增加。試驗(yàn)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(guān)系，而砂漿的抗壓強(qiáng)度與單位功德表面積增量有定量關(guān)系，從而可以據(jù)此測得砂漿的強(qiáng)度。試驗(yàn)中主要的主要設(shè)備是沖擊儀，圓孔篩、砂標(biāo)準(zhǔn)篩、0.01克天平。2.2.2砌塊與灰縫砂漿強(qiáng)度的檢測2點(diǎn)荷法點(diǎn)荷法是通過對砂漿層施加集中“點(diǎn)荷”，測定試件所能承受的“點(diǎn)荷值”，結(jié)合試件的尺寸等因素，推算砂漿的立方體強(qiáng)度。這種試驗(yàn)類似于混凝土的劈裂試驗(yàn)，所以本質(zhì)上是利用了砂漿的劈拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系。2.2.2砌塊與灰縫砂漿強(qiáng)度的檢測3剪切法剪切法是利用砂漿的抗剪強(qiáng)度來換算其強(qiáng)度具體做法如圖所示。2.2.2砌塊與灰縫砂漿強(qiáng)度的檢測2.2.2砌塊與灰縫砂漿強(qiáng)度的檢測2.2.2砌塊與灰縫砂漿強(qiáng)度的檢測5回彈法回彈法是根據(jù)表面硬度與強(qiáng)度之間有一定關(guān)系而建立的一種非破損試驗(yàn)法。

在測定前應(yīng)將磚墻上的抹灰或飾面清除干凈，當(dāng)清水墻灰縫已用水泥砂漿勾縫時(shí)，應(yīng)將勾縫砂漿清除干凈，然后用小砂輪將灰縫磨平。將回彈儀對準(zhǔn)平縫的砂漿縫，回彈儀應(yīng)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(yù)彈，以后3次測值為準(zhǔn)，取平均數(shù)。同時(shí)將彈擊點(diǎn)擊出的小圓坑的坑深量出。2.2.2砌塊與灰縫砂漿強(qiáng)度的檢測2.2.2砌塊與灰縫砂漿強(qiáng)度的檢測2.2.3砌體強(qiáng)度的檢測間接法有了砌體和砂漿的強(qiáng)度，即可按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》求得砌體強(qiáng)度。在規(guī)范中由砌塊及砂漿的強(qiáng)度等級可查到相應(yīng)的砌體抗壓強(qiáng)度的數(shù)值。2.2.3砌體強(qiáng)度的檢測直接法直接法有三種：實(shí)物取樣試驗(yàn)頂出法測抗剪強(qiáng)度原位軸壓測定砌體抗壓強(qiáng)度2.2.3砌體強(qiáng)度的檢測頂出法測抗剪強(qiáng)度這是一種原位測定法。選擇門、窗洞口作為測區(qū)，將試驗(yàn)區(qū)取L（370~490mm）長一段，兩邊鑿?fù)?、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(qiáng)度為

據(jù)此得到的砌體抗壓強(qiáng)度為2.2.3砌體強(qiáng)度的檢測2.2.3砌體強(qiáng)度的檢測2.2.3砌體強(qiáng)度的檢測2.2.3砌體強(qiáng)度的檢測2.2.4混凝土質(zhì)量檢測鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的檢測，主要是測定混凝土的強(qiáng)度，鋼筋的位置與數(shù)量，混凝土裂縫及內(nèi)部缺陷等。這些檢測要在已有的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上進(jìn)行，大多為現(xiàn)場操作。（1）混凝土表面裂縫及蜂窩面積的檢測（2）混凝土強(qiáng)度的非破損檢測（3）局部破損法檢測混凝土的強(qiáng)度（4）混凝土內(nèi)部缺陷的檢測2.2.4混凝土質(zhì)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(xiàng)目主要包括：裂縫的部位、數(shù)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(zhì)量檢測2蜂窩面積測定蜂窩處砂漿少、石子多，嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度。蜂窩面積可用鋼尺、直尺或百格網(wǎng)進(jìn)行測量，以蜂窩面積占總面積的百分比計(jì)。2.2.4混凝土質(zhì)量檢測（2）混凝土強(qiáng)度的非破損檢測混凝土的非破損檢驗(yàn)法是通過測定混凝土的有關(guān)物理參數(shù)，利用該物理參數(shù)與混凝土強(qiáng)度有一定關(guān)系來推斷混凝土強(qiáng)度。而這種物理參數(shù)與混凝土強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系是通過對相同混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行試驗(yàn)，得到大量數(shù)據(jù)后經(jīng)回歸分析得到的，一般用測強(qiáng)曲線或強(qiáng)度方程來表示。常用方法：回彈儀檢測混凝土強(qiáng)度超聲脈沖法測混凝土的強(qiáng)度超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度2.2.4混凝土質(zhì)量檢測1回彈儀檢測混凝土強(qiáng)度回彈法的原理是根據(jù)混凝土表面硬度與抗壓強(qiáng)度之間有一定關(guān)系，利用測量表面硬度來推算混凝土的強(qiáng)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(gè)點(diǎn)。測區(qū)表面應(yīng)清潔、平整、干燥，避免蜂窩麻面。當(dāng)表面有飾面層、雜物、油垢時(shí)，可以除去或避開?；貜梼x還應(yīng)該避免鋼筋密集區(qū)。對回彈法已經(jīng)頒布了《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》2.2.4混凝土質(zhì)量檢測混凝土強(qiáng)度的推測由平均回彈值N，再由回彈值與混凝土強(qiáng)度的關(guān)系曲線（測強(qiáng)曲線）即可查得混凝土的強(qiáng)度。根據(jù)使用條件和范圍的不同，有三類測強(qiáng)曲線。（1）統(tǒng)一測強(qiáng)曲線這是規(guī)程（JGJ/T23-2001）給出的測強(qiáng)曲線。它是由北京、陜西、四川、杭州等12個(gè)省市或地區(qū)進(jìn)行混凝土率定的統(tǒng)計(jì)回歸曲線。（2）地區(qū)測強(qiáng)曲線這是由某省或某一地區(qū)根據(jù)本地區(qū)的具體條件率定的曲線。（3）專用測強(qiáng)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(zhì)量檢測2超聲脈沖法測混凝土強(qiáng)度超聲脈沖法是根據(jù)超聲脈沖在混凝土中的傳播規(guī)律與混凝土強(qiáng)度有一定關(guān)系的原理，通過測定超聲脈沖的參數(shù)，如傳播速度或脈沖衰減值，來推斷混凝土的強(qiáng)度。目前國產(chǎn)的超聲脈沖儀大多是測量傳播速度的。超聲脈沖儀產(chǎn)生的電脈沖通過發(fā)射探頭（電-聲換能器）使聲脈沖進(jìn)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(shí)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(guān)測強(qiáng)曲線求得混凝土的強(qiáng)度。2.2.4混凝土質(zhì)量檢測2.2.4混凝土質(zhì)量檢測2.2.4混凝土質(zhì)量檢測測試步驟：測試要選兩個(gè)對面，一邊放發(fā)射探頭，一邊放接收探頭。測點(diǎn)布置視結(jié)構(gòu)的大小和精度而定，一般可取十個(gè)方格。一般方格邊長150~200mm左右，在一方格內(nèi)側(cè)三個(gè)聲速，取平均值。測點(diǎn)應(yīng)避開有缺陷及應(yīng)力集中的部位，并應(yīng)避開預(yù)埋件及與聲通路平行而又很近的鋼筋。兩對面一般選擇兩側(cè)面。設(shè)探頭處表面要平整、干凈。在探頭處適當(dāng)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(zhì)量檢測3超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度由于影響混凝土強(qiáng)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(yùn)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(qiáng)度公式為：建設(shè)部已頒布了《超聲回彈法綜合檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度的技術(shù)規(guī)程》（CECS02：88）并附有通用強(qiáng)度換算表可以參考應(yīng)用。2.2.4混凝土質(zhì)量檢測（3）局部破損法檢測混凝土的強(qiáng)度1鉆芯法使用專門的鉆心機(jī)在混凝土構(gòu)件上鉆取圓柱形芯樣，經(jīng)過適當(dāng)加工后在壓力試驗(yàn)機(jī)上直接測定其抗壓強(qiáng)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(dāng)，并修補(bǔ)及時(shí)，一般不會(huì)影響原構(gòu)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(yù)應(yīng)力構(gòu)件，一般不允許。另外，對低強(qiáng)度的混凝土也不使用，對于小截面構(gòu)件，鉆芯直徑尺寸超過構(gòu)件尺寸一半，也不宜采用。2.2.4混凝土質(zhì)量檢測2.2.4混凝土質(zhì)量檢測鉆芯法取樣應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：取芯部位應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)受力面小、對結(jié)構(gòu)承載力影響小的部位。在結(jié)構(gòu)的控制截面，應(yīng)力集中區(qū)，構(gòu)件接頭和邊緣處等，一般不宜取芯。取芯部位應(yīng)避開構(gòu)件中的鋼筋和預(yù)埋件，特別是受力主筋。作為強(qiáng)度試驗(yàn)用的芯樣，不應(yīng)在混凝土有缺陷的部位取。取樣應(yīng)注意代表性。2.2.4混凝土質(zhì)量檢測2拔出法是在混凝土構(gòu)件中埋一錨桿（可預(yù)置也可后裝），將錨桿拔出時(shí)連帶脫落部分混凝土，這種拔出的力與混凝土的抗拉強(qiáng)度有密切關(guān)系，而混凝土拉力與抗壓力是由一定關(guān)系的，從而可據(jù)此推得混凝土的抗壓強(qiáng)度。對于質(zhì)量事故的檢查，主要用后置錨桿法。對此，中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布了《后裝拔出法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（CECS69:94）。強(qiáng)度推斷，混凝土抗壓強(qiáng)度與拔力值有直線關(guān)系，即2.2.4混凝土質(zhì)量檢測2.2.4混凝土質(zhì)量檢測試驗(yàn)步驟（a）在混凝土構(gòu)件上鉆孔，孔徑30mm，深25mm左右；（b）在鉆孔頭部擴(kuò)孔⊥形，下部環(huán)形槽深2.5mm；（c）將錨具放入孔內(nèi)；（d）安裝拔出機(jī)；（e）拔出錨桿，讀下拔出機(jī)上的最大拔力值。2.2.4混凝土質(zhì)量檢測（4）混凝土內(nèi)部缺陷的檢測混凝土結(jié)構(gòu)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(xiàn)，用外觀檢查法即可作出全面、準(zhǔn)確地測定和評判。但對于混凝土內(nèi)部缺陷，則比較困難。用于探測內(nèi)部缺陷的方法有聲脈法和射線法兩大類。射線法是運(yùn)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(hù)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(shù)比較成熟。2.2.4混凝土質(zhì)量檢測1缺陷部位存在及位置的檢測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的探測主要是根據(jù)聲時(shí)、聲速、聲波衰減量、聲頻變化等參數(shù)的測量結(jié)果進(jìn)行評判。作法是以較大的間距劃出網(wǎng)格，稱為第一級網(wǎng)格，測定網(wǎng)格交叉點(diǎn)處的聲時(shí)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(wǎng)格，再測定網(wǎng)格點(diǎn)處的聲速。將具有數(shù)值較大聲速的點(diǎn)（或異常點(diǎn)）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(zhì)量檢測2.2.4混凝土質(zhì)量檢測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(shí)，因經(jīng)孔隙而變小。考慮到混凝土原材料的不均勻性，宜用統(tǒng)計(jì)方法盤判定異常點(diǎn)。試測幾個(gè)聲速點(diǎn)，若混凝土構(gòu)件的厚度相同，則下列聲速點(diǎn)可判為有缺陷，即聲速值得變化可以判斷缺陷的存在，在其缺陷附近測得聲時(shí)最長的點(diǎn)，然后用探頭在構(gòu)件兩邊，其連線應(yīng)與構(gòu)件垂直并通過聲時(shí)最長點(diǎn)。然后估算缺陷尺寸的直徑2.2.4混凝土質(zhì)量檢測2.2.4混凝土質(zhì)量檢測2裂縫深度的測定對于開口而又垂直于構(gòu)件表面的裂縫，首先將探頭放在同一構(gòu)件無裂縫位置，測得其聲時(shí)值；然后將探頭置于裂縫兩邊，測出其聲時(shí)值。注意兩次檢測時(shí)應(yīng)保持探頭間距離相同。裂縫深度可以按下式計(jì)算測量時(shí)應(yīng)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。2.2.4混凝土質(zhì)量檢測2.2.4混凝土質(zhì)量檢測2裂縫深度的測定如為開口斜裂縫，測試時(shí)首先在裂縫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(shí)為t2；再置于E，量得AE=l2，測得ABE的聲時(shí)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(gòu)件上進(jìn)行。鑿去保護(hù)層，即可看到鋼筋的數(shù)量并測量其直徑，然后與圖紙對照復(fù)核。必要時(shí)，可截取鋼筋作強(qiáng)度試驗(yàn)，甚至作化學(xué)成分分析。此外，可用鋼筋檢測儀測量鋼筋的位置、數(shù)量及保護(hù)層厚度。精確掃描功能

圖像掃描功能

計(jì)算任意點(diǎn)的鋼筋直徑

總觀鋼筋的真實(shí)分布情況

在任何一點(diǎn)的鋼筋保護(hù)層厚度模塊掃描功能

總觀鋼筋的真實(shí)分布圖

將三個(gè)精掃圖自動(dòng)拼接成一屏顯示

快速掃描功能

快速確定大面積范圍內(nèi)鋼筋的位置

快速確定大面積范圍內(nèi)鋼筋的保護(hù)層厚度

快速掃描并記錄功能

快速探測并記錄30m長度內(nèi)的鋼筋分布圖

分析計(jì)算大面積內(nèi)保護(hù)層厚度，可輸入計(jì)算機(jī)

分析計(jì)算大面積內(nèi)平均保護(hù)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(jì)算任意點(diǎn)的鋼筋直徑

總觀鋼筋的真實(shí)分布情況

在任何一點(diǎn)的鋼筋保護(hù)層厚度模塊掃描功能

總觀鋼筋的真實(shí)分布圖

將三個(gè)精掃圖自動(dòng)拼接成一屏顯示

快速掃描功能

快速確定大面積范圍內(nèi)鋼筋的位置

快速確定大面積范圍內(nèi)鋼筋的保護(hù)層厚度

快速掃描并記錄功能

快速探測并記錄30m長度內(nèi)的鋼筋分布圖

分析計(jì)算大面積內(nèi)保護(hù)層厚度，可輸入計(jì)算機(jī)

分析計(jì)算大面積內(nèi)平均保護(hù)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(yán)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(zhì)量、保護(hù)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(gòu)件表面鑿去局部保護(hù)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(gòu)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(zhì)（混凝土）形成一個(gè)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(fù)雜設(shè)備，得結(jié)果快速，可在不影響正常生產(chǎn)的情況下進(jìn)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(yīng)用。2.2.6鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的檢測鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的型鋼如由正規(guī)鋼廠出廠并具合格證明，則一般材料的強(qiáng)度及化學(xué)成分是有保證的。檢測的重點(diǎn)在于加工、運(yùn)輸、安裝過程中產(chǎn)生的偏差與失誤。主要內(nèi)容有：（1）外觀平整度的檢測；（2）構(gòu)件長細(xì)比、平整度及損傷的檢測；（3）連接的檢測（應(yīng)作為重點(diǎn)）如鋼材無出廠合格證明，或來路不明者，則應(yīng)