混凝土结构检测与加固技术概述

刘灿

【摘 要】目前，大量的混凝土结构面临安全性、适用性、耐久性不足的问题，混凝土结构的检测与加固技术成为了研究热点，本文概述了现阶段混凝土结构无损检测的方法及加固技术，分析了应用各种加固方法时应当注意的问题。

【关键词】混凝土结构；检测；加固技术

【Abstract】At present，a large number of concrete structures are faced with the problems of safety，applicability and durability，and the measuring and strengthening of concrete structure has become a hotspot.This paper summarizes the methods and reinforcement techniques of non-destructive testing of concrete structures at present，and analyzes the problems that should be noted when using various reinforcement techniques.

【Key words】Concrete structure；Measuring；Reinforcement technology

0 引言

自上世纪以来，土木行业的发展大致经历了三个不同的阶段：第一阶段为大规模新建期；第二阶段为新建与加固并重期；第三阶段为维修与现代化改造期。目前，许多发达国家已然步入第三阶段，而我国经历了第一阶段，正处于新建与加固齐头并进的时期，如何对建筑结构的损伤或缺陷进行检测鉴定，并采取相应的加固措施，使其满足安全、适用、耐久的要求，成为当务之急。

1 混凝土结构无损检测

混凝土无损检测即在不破坏混凝土的前提下，用物理方法，对混凝土结构的内部损伤或缺陷进行原位检测。混凝土无损检测技术必须基于混凝土某些性能与物理指标的关系开展，目前无损检测基本理论的研究主要集中在两个方面：1）检测常用物理指标与混凝土强度理论的关系；2）混凝土结构中波的传播[1]。无损检测技术主要包括回弹法、超声法、回弹-超声法、拔出法等，现对上述方法及其应用现状一一进行阐述。

1.1 回弹法

回弹法在混凝土无损检测中应用最为广泛，一般用于混凝土强度检测。混凝土强度与其表面的硬度有一定的相关关系，实际工程中，常根据弹击锤击打混凝土表面后回弹的高度估量表面硬度，从而达到间接测量混凝土抗压强度的目的。回弹法虽操作简便、造价低廉，但其本身检测精度并不高，受仪器和人为操作水平的影响较大，且要求混凝土表面和内部的质量差异不可太大。

1.2 超声法

超声法是混凝土无损检测中的一项新型检测技术，广泛应用于各类工程。超声波技术，依赖于超声波穿过混凝土时波形、振幅、声速等参数的变化和混凝土内部结构特征如密实度、缺陷等的紧密关系，利用超声法可以较为准确地检测混凝土强度、裂缝及其他内部缺陷[2]。随着超声技术的发展，目前超声检测已从只能水上检测实现了水下检测，从相对简单的构件检测实现了结构检测，从仅有声速一个控制参数发展到波形、振幅、声速等参数一同主导的阶段[3]。

1.3 超声-回弹法

超声-回弹法综合了超声法与回弹法，是无损检测中推定混凝土强度的最常用方法之一，即依据回弹值和声波值并基于已建立的测强公式，实现混凝土强度的推算[4]。超声回弹的综合方法的优点是大大提高了混凝土结构无损检测的精度，缺点是操作更加复杂。

1.4 拔出法

拔出法分为后装拔出法和预埋拔出法。后装拔出法是指在混凝土硬化之后，于其表面钻孔后安放埋固件，再根据拔出埋固件时的拔出力确定混凝土强度的方法，而预埋拔出法，顾名思义，需要预先埋置埋固件并浇筑混凝土，最后来测定混凝土强度。拔出法试验过程繁杂，并且受试验条件和环境等影响很大，具有地域局限性，普适性不强。

2 混凝土结构加固技术

混凝土结构的加固是在混凝土结构检测并开展可靠性鉴定之后进行的，主要包括增大截面法、置换混凝土法、外加预应力法、外粘型钢法、外粘聚合物法、植筋法、锚栓法、裂缝修补法等等[5]。如下对增大截面、外粘聚合物、置换植筋、外加型钢等方法进行详述。

2.1 增大截面法

增大截面是直接提高混凝土结构承载能力、刚度、稳定性及变形性能的有效方法，可设计为单双面或多面加固，加固可以只增大截面、只加设钢筋或者同增设钢筋和混凝土。增大截面法原理简单、适用性强，但是混凝土本身较长的养护时间容易对生活生产造成影响，并且，增大截面后会增大结构自重且减小可利用空间，封闭空间内更是容易造成人们心理上的压抑感。

2.2 外粘聚合物法

外粘聚合物法又称为FRP法，是一种使用纤维布加固结构的工程中较为常用的方法。其优势在于自重轻且刚度大、强度高、耐久性和耐疲劳性均较好，施工也十分方便快速，但是这种添加纤维布的方法本质上是一种加筋，所以对于配筋率已经达到最大的结构并起不了加固作用，或者结构变形已经过大甚至断裂，也需改用其他方法，另外纤维布的致命弱点是不耐火，所以应该尽量避免在容易发生火灾的环境中适用。

2.3 置换植筋法

置换法指用优质混凝土替换结构中有内部缺陷的混凝土，达到直接加固混凝土结构的目的。植筋是指在混凝土结构植筋处钻孔并植入钢筋和粘结剂[6]，实现混凝土与植入钢筋的共同受力。置换植筋法能够减少混凝土结构加固的工作量，加固效果好，但需要注意的是，混凝土强度较低时不宜使用高强钢筋，植入筋的深度、钢筋与混凝土粘结的强度对混凝土结构的破坏均有较大的影响。

2.4 外加型钢法

外加型钢是建筑物加固的一种传统方法，一般指用角钢包于构件四个角，角钢与构件之间可以用水泥砂浆或其他粘接剂粘合，适用于不宜增大截面尺寸，但是仍然要求更高的截面承载能力的结构。外加型钢法优势在于施工简便、工程量小、可靠性较高，但是涉及钢材，便更要注意耐久性，避免因钢材锈蚀或者钢材与混凝土粘接面处的锈蚀。

3 结语

混凝土结构加固是现阶段土木行业的一个重要发展方向，针对不同的结构，应当结合可靠性鉴定的结果，综合安全性、适用性、耐久性、经济性等各方面，选择特定的加固方法加以应用；另一方面，加固技术理论研究需要进一步加强，各种加固方法虽均有自身的优劣势，但应尽可能扬长避短，比如对于纤维布加固这一种具有广阔应用前景的方法，可以继续从材料本身出发开展研究，提高其耐火性，扩大适用范围。混凝土结构加固的研究尚处于起步阶段，还具有巨大的发展潜力。

【参考文献】

[1]卓家寿.混凝土材料与结构损伤检测方法研究[D].江苏：河海大学，2007.

[2]王满丰，刘福生.超声法检测结构缺陷技术的发展概况[J].黑龙江交通科技，2008（7）：70.

[3]郭周超.超声法测试大体积混凝土内部缺陷試验研究[D].河北：河北工程大学，2011.

[4]罗兴盛.混凝土无损检测开发及应用研究[D].重庆：重庆大学，2008.

[5]潘峰.混凝土加固方法及配合使用选择[D].安徽：合肥工业大学，2009.

[6]邹劲勇.试述混凝土植筋技术及工程应用[J].建筑监督检测与造价，2009，2（3）：39.

[责任编辑：田吉捷]