用超声波检测砌体结构及加固方案

　　用超声波检测砌体结构及加固方案司马新良工程实际中，砌体结构损伤现象很常见。有的损伤虽不影响结构承载能力，但会影响建筑物外形美观，给人不安全的感觉；有的损伤可能会导致局部结构甚至整个建筑物破坏。因此，当砌体结构出现损伤后，需要对损伤产生原因进行分析以便提出正确的补救方案。本文结合工程实例，探i寸了如何用超声波对砌体结构进行非损伤性检测及施工中采取怎样的补救措施。

　　1超声波无损伤检测原理1.1超声波概述超声波是机械波的一种，在媒介中传播遵循几何光学原则，会产生波的反射、折射、散射、叠加等现象。超声波探伤物理原理是采用机械振动与波动进行结构无损探伤。

　　超声波探伤方法按其原理可分为三类：脉冲反射法、穿透法和共振法。

　　其中脉冲反射法为常用。脉冲法用超声波探头发射脉冲到构件需要被检测的部位，根据反射波的情况分析结构内部是否存在缺陷。脉冲反射法中简单的方法为缺陷回波法。其示意图如下所示。当构件内没有损伤时，超声波只在构件上表面和下表面出现反射脉冲T和B，而在构件内部不产生反射脉冲，如中（1）所示。反之，如果构件内部有损伤，则超声波在构件内部传播时也会反射脉冲F，如中（2）所示。

　　2裂缝产生原因检测方法2.1裂缝产生原因概述砌体结构出现裂缝的原因一般有以下几类：（1）由于砌体局部承载能力不足引起砌体开裂，这类裂缝具危险性；（2）由于温度变化导致结构热胀冷缩变形较大而开裂；（3）由于基础不均匀沉降而将建筑结构拉裂；（4）由于地震作用引起砌体开裂。

　　2.2常见裂缝检测方法分析2.2.1承载能力不足导致砌体开裂导致砌体承载能力不足的原因主要有：砌块强度不足，砂浆强度不足，灰缝不饱满，结构设计不合理等原因。判别时可以先根据现场观测，结合施工图纸检查结构布局是否合理，截面设计是否满足规范要求，再选择多处（特别是开裂处）墙体，将表层抹灰凿去，用回弹仪检测砌块和砂浆强度，用超声波检测结构内部是否有损伤，根据设计图纸和建筑物的结构布置，结合荷载情况重新核算砌体承载能力是否满足要求。有过梁的地方，可用电磁感应法探测梁配筋状况，用回弹仪检测混凝土强度等级，计算过梁是否满足承载能力极限状态和正常使用极限状态要求。

　　2.2.2基础不均匀沉降导致砌体开裂首先用水准仪检测建筑物是否存在不均匀沉降，并计算不均匀沉降量，用经纬仪检测建筑物侧移量。例如现检测一栋矩形住宅楼是否存在不均匀沉降，可在建筑物正立面和背立面用水准仪分别取几个标高相同的点做标记，等一段时间后，再用水准仪检测前次做的标记标高之差，即可测得住宅楼不均匀沉降量。用经纬仪测某面墙体的倾斜度，可将经纬仪放置在墙面与地面交线上某处，经纬仪中线对准墙顶边线，竖向移动经纬仪观测筒划至墙底，在墙底放一水平刻度尺就可以而且快捷的得到墙体侧移量。

　　2.2.3地震作用导致砌体开裂地震作用产生的裂缝很容易辨别，首先要有较大烈度的地震发生，其次砌体在地震作用下产生的裂缝一般呈“X”形，也会伴有水平和竖直裂缝存在。裂缝一般出现在如门窗口四周等一些应力集中的地方。

　　一般情况下，裂缝如果不是由于上述三种原因产生，则认为是温度裂缝。

　　首先要调研裂缝的一些具体参数，比如裂缝形状，范围，贯穿度，裂缝位置，裂缝开展状况；接着按照不同的裂缝形式采取如下加固方案。

　　2.3.1局部承载能力不足产生的裂缝局部承载能力不足产生的裂缝，需要对砌体结构进行加固处理。加固方法可采用体外配筋的方法，即凿去砌体表层抹灰，对整片墙体或是沿裂缝配垂直裂缝和平行裂缝钢筋网。如果是沿裂缝配钢筋网，则钢筋网范围在裂缝两侧500mm范围内即可，钢筋网每隔300mm打一根钢筋钉人墙以固定钢筋网。沿裂缝垂直距离每隔500mm处将与裂缝相交的原砌块凿去，用素混凝土填补。表面层采用高强砂浆抹灰。

　　2.3.2基础不均匀沉降产生的裂缝基础不均匀沉降，会使砌体在剪应力作用下上部被拉裂，同时引起楼、地板开裂。该类裂缝的控制除采取提高建筑物整体刚度外，应着重考虑采取加固地基土的方法，如采取扩大软土区受力面积以减小压强、增加土的密实度等办法来补救。本文根据工程实例和经验总结，提出如下解决措施加大土质较密实区荷载，如垂重物，在承载能力极限范围内增加建筑实体等办法以消减不均匀沉降。由于土质的差异，在相同的荷载作用下，土质差的区域必然沉降的多些，改变荷载大小，使得吃力层好的土承受荷载大些，而吃力层差的土承受荷载小些，就有可能减小不均匀沉降量。）在土质较软的区域一定范围内打人地下，以限制软土层在竖向荷载作用下产生水平方向侧移，同时也使软土受到挤压，产生箍的效应，以达到密实的效果。土质软的区域，局部土层受到竖向荷载时，由于土的粘弹性会向周围滑移，从而加大了沉降量，在软土区周围一定范围内打人钢筋混凝土，就如同混凝土中放人钢筋一样，对周围土产生销栓作用，抑止土的滑移，同时也使得较为松软的土受到挤压而密实，增大其承载能力。）向较松软的土层灌水，保证土层湿度，水使得土含水量接近或达到饱和，填充土粒间缝隙，也就增加了土的密实性。地下水对土壤的作用是没有别的物质可以替代的，水可以使土壤中一些矿物质溶解，形成胶体状物质，与土粒粘在一起，从而提高土壤的粘弹性性能，又由于水分子很小，可以充分填充土粒间间隙，和土粒共同作用，以承受外荷载。

　　缝，可以按照上2.1节中方案进行加固。

　　温度裂缝是工程中常见的裂缝，一般情况下不会对结构承载能力和结构寿命产生破坏性影响。温度裂缝通常为表层抹灰与内部结构，圈梁或过梁与砌块之间由于温度不同步或热膨胀系数不同步所引起的变形不同步所导致，温度裂缝有时会使构件产生应力集中，在多种条件复合作用下就可能导致构件破坏。其补救措施一般是将顶层大体量的钢筋混凝土构件用砌块或其他物质包起来，不露在室外，以减小温差。在出现裂缝的位置用素混凝土或砂浆填补，如果墙体长度过大，可以考虑在不影响结构承载能力的情况下，适当将一些墙体凿开，形成伸宿缝。对于比较重要的部位或裂缝有开展趋势的地方，可以采用2.1节所示加固方案进行修补。

　　在地震波的冲击下，建筑物可能承受水平荷载、竖直荷载或反复荷载作用，其破坏性极强，因此，对于地震作用产生的裂缝，一般都要先检测其破坏程度，看建筑物能否继续安全使用。如果不能继续被安全使用，就必须毁去。对于可以补救的裂缝，需重新进行结构分析，用回弹仪检测砌块和砂浆强度，进行结构承载能力极限状态和正常使用极限状态验算，如果用高强砂菜并配合砌体体外配钢筋网等措施可以达到规范要求，则可以按照2.1节所示方案对结构进行加固。

　　某七层砖混结构住宅楼，在其上部六、七层出现大量墙体和过梁开裂现象。为探明开裂原因，对具有代表性的裂缝进行长期观测，看其发展趋势。

　　将其表层抹灰凿去，用砖和砂浆回弹仪检测砖块和砂浆强度，观察灰缝是否饱满。用超声波检测过梁、砌体损伤情况，再结合施工图纸和现场观测的结构形式，看住户有无私自拆动承重墙，根据结构形式和检测到的砌块和砂浆强度重新验算结构承载能力。用水准仪观测住宅楼不均匀沉降量，观测点布置如所示：用经纬仪检测外围墙体侧移量。

　　经过分析表面，结构开裂为部分墙体承载能力不足，砌块和砂浆强度没有达到设计要求，大部分墙体开裂为表层抹灰温度裂缝，不影响结构承载力，经过长期观测和比较，建筑物基本上没有不均匀沉降现象。根据超声波检测，过梁没有损伤现象，对于砌体结构损伤采取如下加固方案：对表面裂缝进行粉刷修补，对局部承载能力不够的墙体采用所示加固方案进行加固。

　　工程中砌体结构出现损伤现象普遍存在，有损伤并不可怕，主要是要弄明白导致损伤产生的原因，哪些是主要原因，哪些是次要原因，可采取超声波法检测以查明损伤的位置及危害性，以便采取恰当的补救加固措施；对于不严重的，只是表层抹灰由于温度变化而产生的裂缝，重新粉刷修补即可；对于因基础不均匀沉降、地震荷载作用或是承载能力不足导致的损伤需要用体外配筋，采用高强砂浆抹灰的方法加固，严重的要用钢筋混凝土结构取代或是拆除。