第七章 结构及地基现场检测技术20164

1、 第一部分第一部分 结构现场检测结构现场检测 主要内容： 混凝土结构现场检测技术 砌体结构的现场检测技术 钢结构现场检测技术7.1 7.1 概概 述述u结构的可靠性：结构的可靠性： 指结构在规定的时间内，在规定的条件下，指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。它包括安全性、适用性和耐久性。完成预定功能的能力。它包括安全性、适用性和耐久性。u可靠性鉴定的目的：可靠性鉴定的目的： 对已建结构对已建结构( 服役结构服役结构)的作用及其抗力的作用及其抗力进行符合实际的分析判断，以便于结构合理使用与加固处理。进行符合实际的分析判断，以便于结构合理使用与加固处理。u提出可靠性鉴定的原因：

2、提出可靠性鉴定的原因： 1、建筑物经过长期使用，不同程度地发生老化；、建筑物经过长期使用，不同程度地发生老化； 2、建筑物由于某种原因发生失稳、锚固破坏等；、建筑物由于某种原因发生失稳、锚固破坏等； 3、建筑物发生了异常变形、裂缝等；、建筑物发生了异常变形、裂缝等； 4、由于生产工艺改革，使用条件发生了变化而需重新鉴定、由于生产工艺改革，使用条件发生了变化而需重新鉴定 5、一些具有特殊用途的重要建筑物定期检查与鉴定；、一些具有特殊用途的重要建筑物定期检查与鉴定； 6、建筑物遭受地震、火灾、台风等灾害造成损坏程度鉴定、建筑物遭受地震、火灾、台风等灾害造成损坏程度鉴定u结构可靠性鉴定发展结构可靠性

3、鉴定发展 检查鉴定的理论研究；检查鉴定的理论研究； 检查鉴定的标准和规范编制研究；检查鉴定的标准和规范编制研究； 鉴定的现场检测技术研究与发展。鉴定的现场检测技术研究与发展。 结构可靠性鉴定手段结构可靠性鉴定手段 荷载试验方法：荷载试验方法：检测结构刚度和承载力；检测结构刚度和承载力； 非破坏性试验：非破坏性试验：分为非破损和半破损检测方法。分为非破损和半破损检测方法。非破损法：不破坏结构混凝土前提下，测量混凝土的某些非破损法：不破坏结构混凝土前提下，测量混凝土的某些物理量特性，如砼表面回弹值、声速在混凝土内的传播速物理量特性，如砼表面回弹值、声速在混凝土内的传播速度等，并按相关关系推出混凝土

4、强度作为结果。度等，并按相关关系推出混凝土强度作为结果。半破损：不影响结构构件承载力的前提下，对结构的微半破损：不影响结构构件承载力的前提下，对结构的微破损，或直接取样试验而推算出混凝土强度。破损，或直接取样试验而推算出混凝土强度。u结构可靠性鉴定的一般程序结构可靠性鉴定的一般程序 根据鉴定目的和要求，确定根据鉴定目的和要求，确定鉴定范围和测试内容鉴定范围和测试内容。一般有委。一般有委托单位和鉴定单位共同确定。托单位和鉴定单位共同确定。 初步调查：根据已有资料对工程核实，查看主要问题及其部初步调查：根据已有资料对工程核实，查看主要问题及其部位，并初步判断原因。位，并初步判断原因。 详细调查详细

5、调查 可靠性鉴定评级：根据检测鉴定数据对建筑结构进行荷载及可靠性鉴定评级：根据检测鉴定数据对建筑结构进行荷载及抗力验算并评级；抗力验算并评级； 补充调查：补充调查： 对某个子项进行评级时证据不充分，可进行补充对某个子项进行评级时证据不充分，可进行补充调查。调查。 鉴定报告：鉴定报告：7.2 7.2 混凝土结构的非破损检测混凝土结构的非破损检测混凝土结构常用现场检测方法混凝土结构常用现场检测方法:用于结构材料用于结构材料性能和结构缺性能和结构缺陷的检测陷的检测检测试检测试验方法验方法荷载试验荷载试验非破损或非破损或微破损检测微破损检测破坏荷载试验破坏荷载试验超载试验超载试验回弹法（测强）回弹法（

6、测强）超声法（测强、测缺）超声法（测强、测缺）钻芯法（测强）钻芯法（测强）拔出法（测强）拔出法（测强）化学分析法（质量）化学分析法（质量）用于整体结构或用于整体结构或构件承载力测定构件承载力测定1. 混凝土强度检测混凝土强度检测（一）回弹法（一）回弹法(1948年瑞士年瑞士E.Schmidt发明回弹仪发明回弹仪) 利用回弹仪检测混凝土结构构件中混凝土抗压强度的方法利用回弹仪检测混凝土结构构件中混凝土抗压强度的方法. 应用范围应用范围 : 用于推定混凝土抗压强度；属于表面硬度法用于推定混凝土抗压强度；属于表面硬度法 仪器仪器: 混凝土回弹仪。构造简单混凝土回弹仪。构造简单, 使用方便使用方便,费

7、用低。费用低。 国家计量检定规程国家计量检定规程 混凝土回弹仪混凝土回弹仪 (JGJ817-93) 测试精度测试精度 : 误差在误差在 15以内。在一定条件下能够满足工程以内。在一定条件下能够满足工程 测试要求测试要求 检测规程检测规程 : 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 (JGJ/T23-2001 ) 尚有地方标准，如江苏省的尚有地方标准，如江苏省的 DB32/P(JG)002-92. 回弹法测试的基本原理回弹法测试的基本原理 用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆（传力杆）弹击混用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆（传力杆）弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以

8、回弹值凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值 R（即（即重锤反弹距离重锤反弹距离 L与弹簧初始长度与弹簧初始长度 L之比）作为与混凝土强之比）作为与混凝土强度度 fcu相关的指标，来推定混凝土强度。相关的指标，来推定混凝土强度。 回弹仪的构造回弹仪的构造 物体的硬度越大，碰撞时回弹距物体的硬度越大，碰撞时回弹距离越大，混凝土的强度与其硬度有离越大，混凝土的强度与其硬度有密切的关系。密切的关系。 回弹仪的技术要求回弹仪的技术要求回弹仪宜采用示值系统为指针直读式回弹仪宜采用示值系统为指针直读式回弹仪必须具有产品合格证及检定单位的检定合格证回弹仪必须具有产品合格证及检定单位的检定合格证回弹仪

9、应符合下列标准状态的要求：回弹仪应符合下列标准状态的要求： 1、水平弹击时，冲击能量为、水平弹击时，冲击能量为 2.207J ； 2、弹击锤起跳点应相应于刻度尺的、弹击锤起跳点应相应于刻度尺的 “0”点处；点处； 3、在洛氏硬度为、在洛氏硬度为 602 的钢砧上回弹率定值为的钢砧上回弹率定值为 802 。回弹法的检测技术回弹法的检测技术 (1) 构件及测区要求构件及测区要求 确定抽检构件数量：按同批构件总数确定抽检构件数量：按同批构件总数30抽检且抽检且 10件。件。确定和布置每个构件上的测区数量及测区分布的位置：确定和布置每个构件上的测区数量及测区分布的位置： 测区是指每一试样的测试区域。每

10、一测区相当于该试样同条测区是指每一试样的测试区域。每一测区相当于该试样同条件混凝土的一组试块。每一构件长度件混凝土的一组试块。每一构件长度 4.5m，不应少于，不应少于10 个个; 当当长度长度4.5m时，其高度时，其高度 60MPa或或f ccu K Kp p单一安全系数法：单一安全系数法：分项安全系数法：分项安全系数法： 单桩竖向承载力的确定方法：单桩竖向承载力的确定方法：静载荷试验法静载荷试验法静力触探法标准贯入法动力分析法经验分析法（按规范经验参数法按规范经验参数法)建筑桩基技术规范对单桩竖向承载力的确定有如下规定： 一级建筑桩基：现场静载荷实验，结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综

11、合确定； 二级建筑桩基：静力触探、标准贯入、经验参数估算，并参照地质条件相同的试桩资料，当缺乏可参照的试桩资料或地质条件复杂，应由现场静载荷试验确定； 三级建筑桩基：如无原位测试资料时，利用承载力经验参数估算。静载荷试验是评价单桩承载力诸法中可靠性较高的一种方法。试验要求：成桩后间歇时间：挤土桩在设置后须隔一段时间才开始载荷试验。这是由于打桩时土中产生的孔隙水压力有待消散，且土体因打桩扰动而降低的强度也有待随时间而部分恢复。所需的间歇时间：预制桩在砂类土中不得少于7天；粉土和粘性土不得少于15天；饱和软粘土不得少于25天。应在桩身混凝土达到设计强度后才能进行。测桩数：在同一条件下，进行静载荷试

12、验的桩数不宜少于总桩数的1，且不应少于3根。试验装置：主要包括加荷稳压部分、提供反力部分和沉降观测部分。静荷载一般由安装在桩顶的油压千斤顶提供。千斤顶的反力可通过锚桩承担，或借压重平台上的重物来平衡。量测桩顶沉降的仪表主要有百分表或电子位移计等。静载荷试验方法静载荷试验方法加荷装置：加荷装置：试验方法、终止加载条件： （1）加载 逐级等量加载，分级荷载宜为最大加载量或预估极限承载力的1/10，其中第一级可取分级荷载的2倍。 为设计提供依据的竖向抗压试验测试应采用慢速荷载维持法（满足连续两小时内每小时的桩顶沉降量不超过0 .1mm的相对稳定标准时，施加下一级荷载）。每级荷载施加后按第5，15，3

13、0，45，60min测读桩顶沉降量（及桩侧阻力与桩端阻力），以后每隔30min测读一次。工程桩验收检测宜采用慢速荷载维持法。当有成熟的地区经验时，也可采用快速荷载维持法（每级荷载至少维持1h，是否延长维持荷载时间应根据桩顶沉降收敛情况确定）。 (2）卸载分级卸载，每级卸载量取分级加载量的2倍。每级荷载维持1h,按第15，30， 60min测读测试值。卸载至零后，测读桩顶残余沉降量，维持3h，测读时间为第15，30min，以后每隔30min测读一次。 （3)终止加荷条件 某级荷载下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍。（注：当桩顶沉降能相对稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降

14、超过40mm。） 某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准。 已达到设计要求的最大加载量。 工程桩做锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。 当荷载一沉降曲线呈缓变型时，加载至桩顶总沉降量达6080mm；特殊情况下，根据具体要求加载至桩顶总沉降量超过80mm。单桩承载力确定 试验成果： 竖向荷载一沉降（Q-s）曲线；沉降一时间对数（s-logt)曲线。 单桩竖向抗压极限承载力Q。按下列方法综合确定： 根据沉降随荷载变化特征确定。对于陡降型Q-s曲线，其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。 根据沉降随时间变化的特征值确定。取s-logt曲线尾部出现明显向下弯曲

15、的前一级荷载值。 根据相对稳定标准确定。某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准时，取前一级荷载值。 根据沉降量确定。对于缓变型Q-s曲线，一般取：s= 40 60mm 对应的荷载值（当桩长大于40m时，宜考虑桩身弹性压缩量）；对于大直径桩可取：s（0.030.06)D（D为桩端直径，大直径取低值，小直径取高值）所对应的荷载值；对于细长桩(l/d80)可取，s=6080mm对应的荷载值。 按上述四款判定桩的竖向抗压承载力未达到极限时，取最大试验荷载值。 (3)确定竖向抗压极限承载力的统计值的要求： 参加统计的试桩结果，当满足其极差不超过平均值的30

16、时，取其平均值； 极差超过平均值的30时，应分析极差过大的原因，综合工程具体情况确定，必要时可增加试桩数量； 对桩数为3根或3根以下的柱下承台，或工程桩抽检数量少于3根时，应取低值。 (4)单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值R。应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。试验成果：试验成果： 低应变检测现场 CAPWAPC方法方法 Case 法的计算承载力结果取决于一个假定的阻尼系数JC，它需要经过一系列的动静对比试验来确定阻尼系数的取值，为此，Smith于1960年建议采用通过测量桩头力与速度的变化，结合反映桩土模的波动方程，给出一组Smith类型的土参数的质弹模型(capwap)。Capwapc是在capwap的基础上发展起来的。 波动方程法波动方程法 波动方程法是由史密斯于1960年创设的方法，他对锤、桩、土体系提出了借助质量块、弹簧和阻尼器组成的离散化计算模型，计算过程以锤心初速度作为临界条件，然后借助差分程序编程计算，得到精确的数值解。波动方程法最大的优点是便于计算机编程处理，因此，该方法是大多数现有的基桩高应变动测技术的基础。 波形拟合法波形拟合法 波形拟合法采用了数值试算的方法，能有效地克服Case法的缺陷。其基本