砌體結構檢測：技術要點與實施流程

前言
砌體結構因其取材方便、造價經濟、施工簡便等特點，在我國既有建筑中占有相當大的比例。然而，砌體結構材料離散性大、整體性相對較差，在長期使用過程中易受環境侵蝕、材料老化、災害作用及人為改造等因素影響，導致性能退化甚至產生安全隱患。因此，科學、系統地開展砌體結構檢測，是評估其安全性與耐久性、保障人民生命財產安全的必要技術手段。本指南旨在闡述砌體結構檢測的核心內容、常用方法及操作流程。

一、 檢測目的與范圍界定

• 核心目的：
  • 安全性評定： 評估結構或構件的承載能力、變形性能及整體穩定性，判斷其是否符合現行安全規范。
  • 可靠性評定： 綜合評估結構在規定條件下和規定時間內完成預定功能的能力。
  • 損傷診斷： 識別結構存在的缺陷、損傷（如裂縫、傾斜、酥堿、風化等）及其成因、性質和嚴重程度。
  • 改造加固依據： 為既有建筑的改擴建、修繕加固或改變用途提供可靠的技術依據和數據支撐。
  • 災害影響評估： 評估火災、地震、爆炸、撞擊等災害事件后結構的損傷程度和殘余性能。
  • 施工質量驗證： 對新建工程或維修工程的質量進行驗證。
• 范圍界定：
  • 明確檢測的具體對象（整棟建筑、部分樓層、特定墻體、個別構件等）。
  • 確定檢測的重點內容（結構布置、材料強度、損傷狀況、連接構造、抗震性能等）。
  • 考慮建筑的歷史、現狀、使用環境及委托方的具體要求。

二、 檢測前期準備與資料收集

1. 委托要求明確： 與委托方充分溝通，明確檢測的具體目標、范圍、要求和預期成果。
2. 歷史資料收集：
   • 原設計圖紙、竣工圖紙（結構布置、構件尺寸、材料要求）。
   • 地質勘察報告（了解地基基礎情況）。
   • 施工記錄、驗收文件、歷次檢測鑒定報告、維修加固記錄。
   • 建筑使用歷史（用途變更、荷載變化、災害經歷等）。
3. 現場踏勘： 初步觀察建筑整體外觀、環境狀況、結構體系、明顯損傷等，為制定詳細檢測方案做準備。
4. 檢測方案編制：
   • 依據委托要求、資料分析及現場踏勘結果。
   • 明確檢測依據的標準規范（如GB 50292《民用建筑可靠性鑒定標準》、GB 50344《建筑結構檢測技術標準》、GB 50003《砌體結構設計規范》等）。
   • 詳細列出檢測項目、選用的方法、抽樣數量與位置、使用的主要儀器設備。
   • 制定現場作業安全措施和應急預案。
   • 預測可能遇到的問題及應對措施。

三、 現場檢測的主要內容與方法

1. 結構體系與構件布置測繪：

   • 內容： 校核或測繪建筑物的平面、立面、剖面布置；核對承重墻、柱、梁、板的位置、尺寸、連接方式；檢查圈梁、構造柱的設置及拉結情況。
   • 方法： 鋼卷尺、激光測距儀、全站儀等測量；與圖紙核對；采用三維激光掃描技術（獲取更全面的空間信息）。

2. 材料性能檢測：

   • 砌塊/磚強度：
     • 取樣法： 在墻體上鉆取或鋸取代表性砌塊/磚試樣，在實驗室進行抗壓強度試驗（精度高，有局部損傷）。
     • 回彈法： 使用回彈儀在砌塊/磚表面測試回彈值，根據專用測強曲線換算強度（無損，便捷，屬間接法，需修正）。
     • 超聲回彈綜合法： 結合回彈值和超聲波在砌塊/磚中的傳播速度綜合推定強度（精度較單一方法高）。
   • 砂漿強度：
     • 貫入法： 使用貫入式砂漿強度檢測儀，測量測釘貫入砂漿的深度，根據貫入深度與強度的關系曲線推定強度（應用最廣，微損，便捷）。
     • 回彈法： 在砂漿表面測回彈值推定強度（精度較低，影響因素多）。
     • 點荷法： 對從砂漿層中取出的小塊試樣進行點荷載試驗，換算抗壓強度（微損）。
     • 推出法： 測試整磚從砌體中推出時所需的力，推算砂漿強度（精度較高，但破壞性大，應用受限）。
     • 取樣法： 鉆取或取出砂漿芯樣，實驗室抗壓試驗（最準確，破壞性大，需后期修補）。
   • 鋼材性能（如拉結筋）： 一般采用取樣法在實驗室進行力學性能測試。現場也可采用里氏硬度計等進行硬度測試間接推定（需建立相關關系）。
   • 砌體通縫抗剪強度： 可在現場原位切割砌體試件進行抗剪試驗（如原位單剪法、原位雙剪法），結果直接可靠，但操作復雜、損傷大，多用于重要研究或特殊鑒定。

3. 結構構件損傷與缺陷檢測：

   • 裂縫檢測：
     • 內容： 位置、走向、長度、寬度（裂縫測寬儀）、深度（超聲法或取芯觀測）、形態、分布規律、發展變化（設置裂縫觀測標）。
     • 重點： 區分受力裂縫與非受力裂縫（溫度、收縮、沉降等），分析裂縫成因。
   • 變形檢測（傾斜、沉降、撓度）：
     • 傾斜： 使用經緯儀、全站儀測量墻體或柱的垂直度偏差；激光垂準儀；傾角儀。
     • 沉降： 水準儀測量基礎、墻面或柱的沉降差；檢查散水、地坪裂縫及門窗變形情況間接判斷。
     • 撓度： 水準儀或全站儀測量梁、板跨中撓度。
   • 腐蝕與風化：
     • 內容： 砌塊/磚表面酥堿、粉化、剝落程度；砂漿粉化、流失程度；鋼材銹蝕程度（銹層厚度、截面損失）。
     • 方法： 目測（記錄范圍、深度）、錘擊（判斷空鼓、疏松）、剔鑿（暴露內部狀況）、鋼筋銹蝕儀（檢測鋼筋銹蝕電位和速率）。
   • 其他缺陷： 砌筑質量（砂漿飽滿度、灰縫厚度、平整度）、孔洞、蜂窩、疏松、人為開洞削弱等。

4. 結構構造與連接檢測：

   • 內容： 圈梁、構造柱的設置位置、尺寸、配筋及與墻體的連接；墻梁、過梁、墊塊的形式及支承情況；縱橫墻連接、預制構件連接；拉結筋（墻與柱、填充墻與框架）的數量、位置、長度、錨固及銹蝕情況。
   • 方法： 鑿開砂漿保護層檢查（微損）；鋼筋探測儀掃描定位；必要時局部開挖檢查。

5. 結構荷載與作用調查：

   • 永久荷載（恒載）： 構件自重及飾面層材料、厚度等。
   • 可變荷載（活載）： 建筑當前及歷史使用荷載（查閱資料、現場調查統計）。
   • 環境作用： 凍融、侵蝕性介質（工業、海洋環境）、高溫影響等。

6. 砌體抗震構造措施檢測：

   • 內容： 重點檢查多層磚混結構中的構造柱、圈梁設置位置、間距、配筋、節點構造是否符合抗震規范要求；墻體的整體性（如拉結筋）；樓梯間構造；出屋面小建筑的連接等。
   • 方法： 結合測繪、構造檢查和材料檢測進行。

四、 檢測數據分析與結構驗算評估

1. 數據整理與統計：
   • 匯總所有現場實測數據、照片、錄像。
   • 對材料強度等檢測結果進行統計分析（平均值、標準差、變異系數、標準值/特征值）。
   • 繪制裂縫分布圖、變形示意圖等。
2. 結構模型建立：
   • 根據測繪的結構布置、構件尺寸、材料實際強度和構造情況，建立計算模型。
   • 考慮損傷（如截面削弱、剛度退化）對模型參數的影響。
3. 結構承載力驗算：
   • 構件驗算： 對受壓墻體、局部承壓部位、過梁、墻梁等關鍵構件，依據實測材料強度和實際截面尺寸，按相關設計規范進行承載力驗算。
   • 整體分析： 考慮結構空間作用，進行重力荷載、風荷載、地震作用下的內力分析（如有限元分析），驗算結構的整體穩定性、層間位移、墻體抗剪能力等。
   • 考慮損傷影響： 將裂縫、傾斜、材料劣化等因素對承載力和剛度的折減合理反映在驗算中。
4. 安全性等級評定：
   • 依據國家或地方鑒定標準（如GB 50292），綜合考慮構件和子單元的承載力、構造、位移、裂縫等損傷狀況，逐層評定構件、子單元（地基基礎、上部承重結構、圍護結構）及鑒定單元（整體建筑）的安全性等級（如Au/Bu/Cu/Du級）。

五、 檢測報告編制

檢測報告是檢測工作的最終成果，應做到內容完整、數據準確、明確、建議可行。主要內容包括：

1. 工程概況： 建筑名稱、地點、用途、層數、結構形式、建造年代、委托單位、檢測日期等。
2. 檢測目的與依據： 明確委托要求，列出主要采用的檢測標準、規范。
3. 檢測方案概要： 簡述檢測項目、方法、抽樣原則及主要儀器。
4. 檢測結果詳細描述與分析：
   • 結構體系測繪結果（附必要圖紙、照片）。
   • 材料強度檢測結果（列表說明檢測位置、方法、數值、統計結果）。
   • 損傷與缺陷詳細描述（裂縫參數表、分布圖；變形測量數據；腐蝕風化區域照片與描述；構造問題照片與說明）。
   • 荷載調查結果。
5. 結構驗算與安全性評定：
   • 建模假設與參數取值依據。
   • 承載力驗算結果（關鍵部位的計算過程簡述或結果列表）。
   • 安全性等級評定結果（構件、子單元、鑒定單元等級）。
6. 檢測： 清晰、準確地概括結構當前的安全狀況、存在的主要問題及其成因。
7. 處理建議： 根據評定，提出針對性的處理建議：
   • 不必處理（Au/Bu級）。
   • 觀察使用（少量Cu級構件，需定期監測）。
   • 維修處理（針對局部損傷、缺陷）。
   • 加固處理（承載力不足或重要構造缺陷）。
   • 改變用途或限制使用（降低荷載要求）。
   • 停止使用或拆除（Du級，危險狀態）。
8. 附件： 相關照片、圖紙、原始記錄表、儀器檢定證書復印件（可選）等。

六、 檢測注意事項與質量保證

1. 人員資質： 檢測人員應具備相應專業技術知識和實踐經驗，熟悉相關標準規范，持證上崗。
2. 儀器設備： 使用的儀器設備必須在檢定/校準有效期內，并處于正常工作狀態。現場操作需符合儀器操作規程。
3. 抽樣代表性： 抽樣位置和數量應能代表結構的整體狀況或特定關注區域，遵循相關標準的規定。
4. 現場安全： 嚴格遵守安全生產規定，設置安全警戒區域，高空作業佩戴安全帶，在危險構件附近操作需采取支護或防護措施。
5. 原始記錄： 及時、清晰、完整地記錄現場檢測數據和現象，記錄人簽字確認。
6. 過程復核： 關鍵檢測環節和計算結果應有復核機制。
7. 結果校核： 不同檢測方法（如無損與微損）結果宜相互比對驗證。檢測結果應與現場實際狀況、歷史資料對比分析，避免矛盾。
8. 報告審核： 檢測報告應經過嚴格的技術審核和質量審查后方可簽發。

結語

砌體結構檢測是一項技術性強、綜合性高的工作，需要檢測人員具備扎實的理論基礎、豐富的實踐經驗和嚴謹負責的態度。通過科學規劃、規范操作、細致分析和客觀評估，砌體結構檢測能夠準確揭示結構的真實狀態，為建筑物的安全使用、合理維護、有效加固及科學管理提供不可或缺的技術支撐。隨著科技發展，新的無損檢測技術和智能分析方法不斷涌現，必將進一步提升砌體結構檢測的效率和精度。