建筑工程质量事故分析与处理第2章

第二章建筑工程施工现场检测的一般方法第一节概述在建筑物正常施工过程中，为保证建筑工程质量和安全，根据国家相关规范规定和要求，对建筑结构和构件必须进行检测。当建筑物发生质量事故后，为了正确分析事故发生的原因，为工程质量事故的仲裁提供客观而公正的技术依据，也为建筑结构的修复、加固提供参考数据，往往有必要对发生事故的结构或构件进行必要的检测。(1)常规的外观检测，如平直度、偏离轴线的公差、尺寸准确度、表面缺陷、砌体的咬槎情况等；(2)强度检测，如材料强度、构件承载力、钢筋配置情况等；⑶内部缺陷的检测，如混凝土内部的孔洞、裂缝、钢结构的裂缝、焊接缺陷等；(4)材料成分的化学分析,如混凝土的集料分析、水泥成分及性能分析、钢材化学成分分析等。与常规的检测工作相比,对发生质量事故的结构进行检测有下列一些特点：(1)检测工作大多在现场进行，条件差，环境干扰因素多。(2)发生严重质量事故的结构工程，常常管理不善，没有完整的技术档案，有时甚至没有资料，有时还会遇到虚假资料的干扰，因而检测工作要做到周密细致，慎重对待。(2)有些强度检测常常要采用非破损或少破损的方法进行。因事故现场尤其是对非倒塌事故一般不允许破坏原构件，或者从原构件上取样时只能允许有微破损，稍加加固后即不影响结构强度。(3)检测数据要公正、可靠，经得起推敲。尤其是对于重大事故的责任纠纷，涉及法律责任和经济负担，为各方所重视，故所有检测数据必须真实、可信。第二节桩基础的检测方法桩基是工程结构常用的基础形式之一，属于地下隐蔽工程，施工技术比较复杂，工艺流程相互衔接紧密，施工时稍有不慎极易出现断桩等多种形态复杂的质量缺陷，影响桩身的完整性和桩的承载能力，从而直接影响上部结构的安全。因此，其质量检测成为桩基工程质量控制的重要手段。根据《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003),目前桩基检测的主要方法有静载试验法、钻芯法、低应变法、声波透射法等几种。一、静载试验法桩基静载试验是理论上无可争议的桩基检测技术。在确定单桩极限承载力方面，它是目前最为准确、可靠的检验方法。江苏广电城3840t桩基静载检测现场一、静载试验法(―)基本原理按桩的使用功能，分别在桩顶逐级施加轴向压力、轴向上拔力或在桩基承台底面标高一致处施加水平力，观测桩的相应检测点随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，判定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力。(二）适用范围单桩竖向抗压静载荷试验、单桩水平静载荷试验、单桩竖向抗拔静载荷试验、地基处理的静载荷试验、天然地基的平板竖向静载荷试验等。(三）主要仪器设备千斤顶、荷重传感器、位移传感器、百分表等。一、静载试验法(四）测试方法我国大部分的检测规范（或规程）制订的是“慢速维持荷载法”，具体做法是按一定要求将荷载分级加到桩上，在桩下沉未达到某一规定的相对稳定标准前，该级荷载维持不变；当达到稳定标准时，继续加下一级荷载；当达到规定的终止试验条件时终止加载;然后再分级卸载到零。二、钻芯法这种方法具有科学、直观、实用等特点。一次完整、成功的钻芯检测，可以得到桩长、桩身混凝土强度以及桩底沉渣厚度和桩身完整性的情况，并能判定或鉴别桩端持力层的岩土性状。抽芯技术对检测判断的影响很大。钻芯法是从桩身混凝土中钻取芯样，以测定桩身混凝土的质量和强度，它具有施工周期短、对桩破坏小、获取资料全面可靠、经济效果好以及发现问题便于采取补救措施等优点。钻芯法基桩检测桩身砼芯样质量检查二、钻芯法(一）适用范围灌注桩（除局部强度等级低于C1O的桩身混凝土或龄期较短的混凝土）。(二）测定方法(1)安置钻机(2)施钻前的检查(3)开钻。(4)钻进取芯。(5)在钻孔取芯过程中，应做好施工记录，对异常孔段和终孔及时验证孔深，对芯样应逐段进行地质描述，对有缺陷的芯段及桩底与基岩交接嵌合部位要进行必要的素描和拍照，最后提交《混凝土灌注桩钻孔取芯检验报告》。（6）桩身混凝土钻芯后所留下的孔洞，应及时用水泥砂浆进行修补，以保证桩基正常工作。三、低应变法低应变反动测技术检测桩身完整性已应用多年，是较为成熟的技术。(一）基本原理基桩一般都具有较大的长径比，可近似看作一维杆件。当在桩顶施加某一机械力F时,桩身质点因受迫振动产生弹性波沿桩体向下传播，当波遇到桩身因存在断裂等缺陷而形成波阻抗界面时，产生波的反射，并被安置在桩顶的高灵敏度传感器接收，通过对接收的反射波波形、振幅、频率及平均波速等进行分析，综合判别桩基的结构完整性，确定缺陷部位和程度，从而对桩的质量做出综合评价。变法就是在桩顶施加低能量荷载，实测桩顶速度（或同时实测力）的响应，通过时域和频域分析，判定桩身的完整性的检测方法。三、低应变法(二）适用范围适用于各种混凝土预制桩、灌注桩的完整性检验，并可用来判定桩身是否存在缺陷以及缺陷的程度及其位置。四、声波透射法(一）基本原理及方法混凝土是由多种材料组成的多相非匀质体。对于正常的混凝土，声波在其中传播的速度是有一定范围的，当传播路径遇到混凝土有缺陷时，如断裂、裂缝、夹泥和密实度差等，声波要绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过，声波将发生衰减，造成传播时间延长，使声时增大，计算声速降低，波幅减小，波形畸变。声波透射法就是利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化，来分析判断桩身混凝土质量。声波透射法检测桩身混凝土质量，是在桩身中预埋2~4根声测管，将超声波发射、接收探头分别置于2根导管中,进行声波发射和接收，使超声波在桩身混凝土中传播，用超声仪测出超声波的传播时间《、波幅4及频率/等物理量，就可判断桩身结构完整性。四、声波透射法(二）适用范围适用于检测桩径大于0.6m混凝土灌注桩的完整性检测。因为桩径较小时，声波换能器与检测管的声耦合会引起较大的相对测试误差，桩长则不受限制。图2-1声波透射法图2-2声测管布置方式1-超声检测仪；2-发射换能器;3-接收换能器;4-声测管；5-灌注桩第三节砌体结构的检测方法对砌体结构构件的检测主要包括材料(砖材、石材或其他块材及砂浆）强度、砌筑质量（如砌筑方法，砌体中砂浆饱满度、截面尺寸及垂直度等）、砌体裂缝及砌体强度。其中，关于砌筑质量的检查可按有关施工规程的要求进行，一般并无技术上的困难，这里就不作介绍。因为砌体承载力的评定是质量评定的关键问题，而砌体承载力取决于砌块及砂浆的强度，还与砌筑质量也有关。由于砌体中的砂浆很薄，无法再加工成标准的立方体进行压力试验，这就给检测工作带来困难。下面重点介绍砂浆材料强度及砌体承载力的检测方法。一、砌体中砌块与灰缝砂浆强度的检测对于砌块，通常可从砌体上取样，清理干净后,按常规方法进行试验。取5块砖做抗压强度试验，将砖试样锯成两个半砖（每个半砖长度不小于100mm)，放人室温净水中浸10~30min,取出以断口方向相反叠放，中间用净水泥砂浆粘牢，上下面用水泥砂浆抹平，养护3d后进行压力试验。目前常采用冲击法、点荷法与回弹法等来检测砌体中砂浆的强度。二、砌体强度的检测(―)实物取样试验在墙体适当部位选取试件，一般截面尺寸为240mmx370mm或370mmx490mm，高度为较小边长的2.5〜3倍，如图2-5所示。将试件外围四周的砂浆剔去，注意在墙长方向（即试件长边方向）可按原竖缝自然分离，不要敲断条砖，留有马牙槎，只要核心部分长370mm或490mm即可。四周暂时用角钢包住，小心取下，注意不要让试件松动。然后在加压面用1:3砂浆坐浆抹平,养护7d后加压。(二）顶出法测抗剪强度这是一种原位测定法。选择门、窗洞口作为测区，将试验区取[(370~490mm)长一段，两边凿通、齐平，加压面坐浆找平，如图2-6所示。加压用千斤顶，受力支承面要加钢垫板，逐步施加推力，此推力对砌体试件的受力面来说是剪力。(三）原位轴压法测定砌体抗压强度若希望直接在原砌体上采用少破损法测定其强度，则可在砌体上直接用扁千斤顶加压测定的方法。第四节钢筋混凝土结构构件的检测方法钢筋混凝土结构构件的检测，主要是要测定混凝土的强度，钢筋的位置与数量，混凝土裂缝及内部缺陷等。这些检测要在已有的结构或构件上进行，大多为现场操作，因而有一定的难度。目前已总结了一系列方法，可以对混凝土质量的评定做出较准确的检测。一、混凝土表面裂缝及蜂窝面积的检测(一）混凝土裂缝的检测混凝土裂缝有直观性，易于被人们发现，而不同的裂缝是由不同原因引起的。因而，裂缝的观察与测量有助于对结构的质量的评判。裂缝检测的项目主要包括：裂缝的部位、数量和分布状态；裂缝的宽度、长度和深度；裂缝的形状，如上宽下窄、下宽上窄、中间宽两端窄、八字形、网状形、集中宽缝形等；裂缝的走向，如斜向、纵向、沿钢筋向，是否还在发展等；裂缝是否贯通，是否有析出物，是否引起混凝土剥落等。裂缝长度可用钢尺或直尺量，宽度可用检验卡（见图2-8)，或20倍的刻度放大镜测定。检验卡实际上为一种标尺，上面印有不同宽度的线条，与裂缝对比即可确定裂缝宽度。刻度放大镜中有宽度标注，可直接读取。裂缝深度可用细钢丝或塞尺探测,也可用注射器注入有色液体,待干燥后凿开混凝土观测。(二）蜂窝面积测定蜂窝处砂浆少、石子多，严重影响混凝土强度。蜂窝面积可用钢尺、直尺或百格网进行测量，以蜂窝面积占总面积的百分比计。二、混凝土强度的非破损检测混凝土的非破损检验法是通过测定混凝土的有关物理参数，利用该物理参数与混凝土强度有一定关系来推断混凝土的强度。而这种物理参数与混凝土强度的相关关系是通过对相同混凝土强度的标准试块进行试验，得到大量数据后经回归分析求得的，一般用测强曲线或强度方程来表示。下面介绍在我国常用的几种非破损检验方法。(一）回弹法检测混凝土强度回弹法的原理是根据混凝土表面的硬度与抗压强度之间有一定的关系，利用测量表面硬度来推算混凝土的强度。所用的仪器是回弹仪，它在国内已有多个厂家进行生产。在建筑结构检测中常采用中型回弹仪,其冲击动能为2.207J。由于回弹仪结构简单，携带和操作方便，便于重复使用,所以应用非常广泛。检测方法：回弹仪测区面积一般为200mmx200mm左右,选16个点。测定16个点的回弹值，分别剔除三个偏大值与三个偏小值,取中间10个点的回弹值平均值作为测定值。测区表面应清洁、平整、干燥，避开蜂窝麻面。当表面有饰面层、杂物、油垢时，可以除去或避开。回弹仪还应该避免钢筋密集区。(二）超声脉冲法检测混凝土强度超声脉冲法是根据超声脉冲在混凝土中的传播规律与混凝土强度有一定关系的原理，通过测定超声脉冲的参数，如传播速度或脉冲衰减值,来推断混凝土的强度，如图2-10所示。目前国产的超声脉冲仪大多是测量传播速度的。超声脉冲仪产生的电脉冲通过发射探头（即电一声换能器)使声脉冲进人混凝土，然后电接收探头（即声一电换能器）接收，仪器测得信号的时间可直接化为声速表示出来，从仪器上读出了声速即可由有关测强曲线求得混凝土的强度。三、局部破损法检测混凝土强度(-)钻芯法钻芯法是使用专门的钻芯机在混凝土构件上钻取圆柱形芯样，经过适当加工后在压力试验机上直接测定其抗压强度的一种局部破损检测方法。这种方法非常直观，更为可靠，在事故质量评判中也更能令人信服,因而受到重视。以前钻芯机靠外国进口，现在已有多个厂家生产钻芯机，钻孔最大孔径可达160〜200mm,完全可以满足工程需要，目前钻芯测强的方法已经得到愈来愈广泛的应用。由于取芯数量不能很多，因而这种方法也常结合非破损方法同时应用,它可修正非破损方法的精度，并且取芯数目可以适当减少。(二)拔出法拔出法是指在混凝土构件中埋置一锚杆（可以预置，也可后装），然后将锚杆从混凝土中拔出，通过测定其拔出力的大小来评定混凝土强度,图2-12为拔出法示意图。试验证明,这种拔出力与混凝土的抗拉强度有密切关系，而混凝土抗拉力与抗压力是有一定关系的，从而可据此推得混凝土的抗压强度。这种方法在美国、俄罗斯和日本等国已经制定了试验标准，我国也已开始应用，相关部门已通过了试验的技术标准。对于质量事