混凝土结构震后检测研究综述★

张 旭 杨召刚,2

(1.宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏 银川 750021； 2.中国建筑第六工程局土木工程有限公司，天津 300457)



混凝土结构震后检测研究综述★

张 旭1杨召刚1,2

(1.宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏 银川 750021； 2.中国建筑第六工程局土木工程有限公司，天津 300457)

介绍了混凝土结构震后检测的主要部位，阐述了混凝土结构、非承重构件、梁、柱等构件的检测方法，并对比了各检测方法的优缺点，针对现有检测方法的局限性，给出了震后检测方法的发展趋势。

混凝土结构，震后检测方法，破坏程度，局限性

中国是个地震多发的国家，每年都有很多大小不同强度的地震发生，一方面地震所带来的生命财产损失是巨大的，另一方面地震会引发一些次生灾害。造成损失的很大一部分来自建筑结构的破坏及倒塌。因此为了减少地震对人们生命财产造成的损失，对建筑结构进行结构抗震方面的试验和研究很有必要。在结构抗震方面的研究中，往往主要是对已有的地震实例进行研究，采取震后检测和加固的措施，达到对受损建筑或构件进行修复使其恢复正常使用的目的。对此就目前已有的震后检测方法进行归纳总结，对比每种方法的优缺点及适用条件，同时提出一些观点，为混凝土结构震后检测提供一些参考。

1 震后检测概述

建筑物震后检测部位。进行建筑物震后检测时，一般需要对建筑物基础和地基，建筑构件，建筑物整体，非承重构件，附属构件等进行震后检测。

1.1 建筑物基础和地基的受损程度

首先观察基础是否产生形变以及裂缝。其次对地基的受损情况进行检查，可以直接观察，对于不方便直接观察的情况可采用部分开挖或者测定地基土层的分布状态，然后和地震前地基土层的分布状态作对比，从而检测出地基的损坏程度。

1.2 建筑物结构的受损程度

对震后混凝土结构及建筑物整体外观进行观察、检测、分析，确定其受损情况。主要运用到的方法有：实地勘测法、红外热成像探测法等。

1.3 建筑物构件的受损程度

对建筑物构件如梁、柱等的强度进行检测，得到梁、柱等构件的抗破坏能力,从而能够判断出这些受力构件在地震中的破坏程度和破坏先后顺序。主要运用的方法有：试件抗压强度法[1]、回弹法[2]、钻芯法[3]等。

1.4 混凝土非承重构件的受损程度

通过测定混凝土非承重构件的破坏程度，就可以推断出在地震过程中这些部位在破坏后可能对其他受力构件和附属构件产生的影响。主要运用方法有：实地勘测法、红外热成像探测法等。

2 检测方法概述

2.1 混凝土整体结构、混凝土非承重构件的破坏程度检测方法的介绍及其优缺点对比

1)最为原始基本的方法是实地勘测法，直接进行现场测量，即用卷尺、水准仪、全站仪等工具来测量墙、柱、梁的受损破坏状况，其中包括裂缝数目、大小、分布位置，墙或柱的倾斜方向、角度。梁的断裂部位、断截面形状以及梁的弯曲程度、弯曲部位等。这种方法的优点是实施起来比较便捷,缺点也比较明显，由于人工测量，因此工作量较大，一方面测量精确度不是很高。另一方面耗时较长。

2)由于红外热成像具有一定的穿透能力，不受光照影响。因此在大气，雪等环境影响比较大的情况下应采用红外热成像探测法。红外热成像探测法是利用红外热成像仪直接对震后的建筑物进行全方位的扫描，可以看到建筑物震后的形态，从而发现震后建筑物破坏的部位和程度[4]。这种方法快速、安全、便捷、可大面积扫描检测、全场测量、测量结果直观形象、成本较低、操作简单、易于现场实现。但是由于技术及仪器精度限制,对于较细的裂缝,红外图像不明显[5]。检测要求不破坏混凝土构件时，可以采用红外热成像探测法。

2.2 混凝土浇筑的梁、柱等构件破坏程度测定方法的介绍及其优缺点对比

1)试件立方体抗压强度法是对混凝土立方体试块的强度进行检测，从而得到混凝土构件的抗破坏性能。这是一种非常简便，花费较少的检测方法，同时这种方法在震后检测中使用的很多。这种方法存在一些不足，由于检测的对象是试块并非混凝土结构，因此检测得到的结果会存在偏差。另外检测时没有在结构整体的环境下进行，属于易位试验。当选取的立方体试块的强度与所需检验部位的强度相差较大时，易造成试验结果与实际情况不符[6]。

2)与试件法不同，回弹法是在混凝土构件表面进行检测。回弹法是用击锤弹击所检测的混凝土表面，记录回弹的距离，从而可以根据回弹距离和击锤的冲击距离来确定混凝土结构的强度。这种方法操作简单，仪器使用便捷，使用环境局限性小，能够在多种环境下使用。同时检测费用经济，检测速度快。回弹法的不足在于回弹的距离和击锤的弹击距离都是检测得到的，混凝土强度是根据这些值推算的，因此测量结果会不够准确[7]。另外，由于操作，弹击角度等原因，需要对回弹值进行修正，对于不能确定混凝土内部质量的构件，需要用其他方法对构件进行检测[8]。

3)由于回弹法存在测试精度较差的缺点，在回弹法的基础上提出了超声回弹法。这种方法是用低频超声波检测仪和标准动能的回弹仪在混凝土构件表面同一部位检测，得到超声波检测的检测时间以及回弹仪检测的回弹距离，然后推算出混凝土结构的强度[9]。利用超声波检测仪检测和回弹仪检测两项指标综合，能够较完整反映各因素对混凝土强度的影响，混凝土构件的抗破坏性能，从而减小某些因素的影响程度[10]。用这种方法的优点在于减少混凝土检测构件使用时间和其中含水量的影响，提高了测试精度和可靠性，较大改善了单一指标评定混凝土强度的不足。超声回弹法存在的局限性表现在检测结果要根据测强曲线，进行物理量与抗压强度之间的换算。同时检测时仪器的电压要符合要求，混凝土构件中粗骨料的种类和用量也对试验结果有影响。

4)上述几种方法都无法检测极端环境下受损的混凝土，而钻芯法就可以实现在极端环境下对受损的混凝土进行检测。钻芯法是用钻芯机在被检测的混凝土构件部位钻取混凝土试样，通过检测试样的强度来确定混凝土构件的抗破坏能力。这是一种试验结果准确，结果明显的方法，可以根据柱型试样来了解被测混凝土结构、构件的强度。但是这种方法由于在原结构上提取试样，这样会对混凝土结构、构件造成损伤。因此在选取试样时要注意选取的位置，这样会使试验存在一定局限性，从而影响试验的准确性。另外在钻芯时有可能会将内部钢筋截断，这样在修补时会增加修补难度。同时，钻芯机械十分笨重，检测成本高，花费时间长[11]。

3 存在的不足和研究趋势

虽然目前对建筑物震后检测的方法很多，并且获得很多的研究成果，但是由于地震的不确定性、建筑物所处环境的地区差异以及混凝土结构自身性能的不同，检测方法大都存在局限性。

3.1 检测方法存在的局限性

1)根据前文所述，在对建筑物整体结构的损坏情况进行检测时，实地勘测法最为直接，也较准确，但是震后虽然大震平息，但受灾地区经常还会有余震，这就对实地勘测人员的生命安全造成了威胁，在无法保证安全的同时还会严重影响勘测的进度，这种方法耗时耗力，故在刚刚发生地震的灾区不宜广泛使用。

2)红外热成像仪检测方便，且适用于大面积扫描勘测，对灾区的人员搜救和建筑物发生二次破坏的预防都可迅速给出基本准确的参照标准。因此可推广使用红外热成像法对震后受损的建筑物进行勘测和鉴定。

3)在对混凝土构件的强度进行检测时，试块法已无法满足对已建成的老建筑及受灾损害的建筑物的检测要求，同时需要注意采用回弹法时，对检测的混凝土结构有要求，被检测的混凝土表面应可以代表该混凝土结构，且混凝土结构的使用时间应满足规定和要求。被检测混凝土的表面和内部强度相差不大，混凝土结构强度在技术规定范围内时，可采用超声回弹法。钻芯法是半破损检验方法，对于受损害较严重的混凝土构筑物要谨慎使用。

3.2 建议及研究趋势

1)目前很多检测方法结果准确性不高，检测结果的准确性直接影响了混凝土结构的性能的判断，因此检测结果的准确性对震后检测有重要意义。

2)由于对建筑物检测后需要进行加固处理，因此在检测时对建筑物造成破坏的方法不应该提倡使用，应该向无损检测方法方向研究。

3)检测方法应尽量方便可行。震后检测一般在原场地进行，检测时操作复杂会给检测带来麻烦，有时还会影响试验结果准确性，使检测方法便于操作也是未来发展的方向。

[1] 王素锋.影响混凝土立方体抗压强度的因素[J].交通世界(建养·机械),2011(6):152-153.

[2] 董延玲,于海霞.回弹法检测混凝土强度的应用研究[J].建筑技术,2015(S1):58-60.

[3] 韩建平,王飞行,王志华.钻芯法检测评定混凝土强度的若干问题探讨[J].工程抗震与加固改造,2008(2):109-117.

[4] 李志强,代博洋,李晓丽,等.红外热成像技术在震后房屋损坏快速鉴定中的应用研究[J].震灾防御技术,2012，7(1):1-11.

[5] 张荣成.红外热像法检测建筑物外墙饰面施工质量的试验研究[J].建筑科学,2002,18(1):40-44.

[6] 唐水光.浅谈混凝土试件抗压强度检测的不足及改善措施[J].科学之友,2011(14):84-85.

[7] 贺峥嵘,张君宁.克服回弹法检测混凝土强度局限性的探讨[J].广东建材,2009(5):168-170.

[8] 邢万鹏.浅谈主体结构检测的几种常用方法[J].中国房地产,2012(12):553.

[9] 杨允泉.超声回弹法在检测桥梁中的技术应用研究[J].黑龙江交通科技,2015(10):82-83.

[10] 王永刚.浅议常用混凝土强度检测方法在震后应用中的比较[J].西铁科技,2008(S1):39-41.

[11] 刘 英,胡逸家.回弹法和超声回弹综合法检测混凝土强度在工程建设中的应用[J].工程质量,2014(S2):444-448.

The post earthquake detection research review of concrete structures★

Zhang Xu1Yang Zhaogang1，2

(1.CivilandHydraulicEngineeringSchool,NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China;2.ChinaConstructionSixthEngineeringBureauCivilEngineeringLimitedCompany,Tianjin300457,China)

This paper introduced the main parts of concrete structure post earthquake detection, elaborated the detection methods of concrete structure, non bearing elements, beam, column and other components, and compared the advantages and disadvantages of various detection methods, according to the limitation of existing detection methods, gave the development trend of post earthquake detection method.

concrete structure, post earthquake detection method, damage degree, limitation

1009-6825(2017)15-0031-02

2017-03-14★：2016年校级大学生创新创业训练计划项目(X2016388)

张 旭(1995- )，男，在读本科生; 杨召刚(1993- )，男，在读本科生

TU317

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