装配式混凝土住宅建筑检测技术研究

陆平 江西省建筑技术促进中心

1 前言

相较于以往结构，无论是建造技术还是施工工艺，混凝土结构都与之存在较大区别。作为装配式混凝土住宅建筑最为关键的几个组成部分，钢筋、预制构件、外围护系统、设备与管线系统、内装系统等，在实际应用中发挥重要作用，若质量无法满足应用要求，装配式混凝土住宅建筑使用安全将造成严重影响。

2 钢筋检测

2.1 钢筋直径检测

在混凝土结构安全中，钢筋直径是一个很重要的参数。在对装配式构件中的钢筋直径进行检测时，通常使用原位实测法，首先使用钢筋探测仪对待测钢筋进行位置确定；然后用相应工具对混凝土保护层进行剔除，目的是要让钢筋外露，剔除的保护层长度和深度都应满足准确测量的规范要求；接着使用游标卡尺对钢筋直径进行测量，需精确到0.1mm，为使测量结果足够可靠，同一位置被要求重复测量3次，并取平均值。

若要获得钢筋截面面积准确值，可采用取样称量法进行验证。首先，使用钢筋探测仪对待测钢筋进行位置确定；然后，沿钢筋走向凿开混凝土保护层，之后对钢筋表面混凝土进行清洗；清洗后，截取钢筋试件，长度应大于300mm，并用天平进行称重。钢筋直径计算公式见公式（1）。

联系工程实际，使用钢筋探测仪进行检测时需要注意以下几点。

（1）检测前需将探测仪指针调向“0”，并保证预热充分。

（2）确定钢筋位置后，需要对探测仪量程范围进行确定，对钢筋公称直径进行确定。

（3）先在一个测试部位读取保护层厚度测量数据，之后在相同部位继续进行一次重复检测得到第2次厚度测量数据。若同一位置的2次测量数值误差均大于1mm，则认定数据无效，并重新进行检测。

2.2 钢筋腐蚀情况检测

装配式混凝土建筑在使用过程中，钢筋在周围气体或液体的作用下会产生化学反应，由于化学反应所引起的腐蚀损耗被称作钢筋锈蚀。钢筋锈蚀引发因素有很多，如自然环境、混凝土设计指标、原材料及配合比、耐久性指标，保护层厚度等。钢筋锈蚀会在钢筋和混凝土的界面夹层上生成稀疏的铁蚀层，破坏两者之间的粘结力，导致保护层出现裂缝，降低构件的承载力，直接影响整体结构的安全性和耐久性。常见的锈蚀有边角脱落、顺筋胀裂、表层锈蚀等。

因此为了防止钢筋锈蚀影响整体结构的耐久和安全性能，必须采取相对应的预防措施。目前一般采用的方法有综合应用分析法，电化学法（常用锈蚀仪如图1）等。每种锈蚀的检测技术都有它各自的优缺点。

图1 钢筋锈蚀仪

3 构件检测

构件检测内容主要包括预制构件缺陷、构件尺寸偏差与变形两个方面。

3.1 预制构件内外缺陷检测

首先看外部缺陷检测，外部缺陷检测主要关注孔洞、蜂窝、裂缝三方面内容。

预制构件孔洞之所以会存在，主要是因为内外模板间距离过小，导致振捣困难，钢筋分布过密使混凝土流向受到堵塞，从而造成混凝土浇筑不畅，下部就容易形成孔洞。

蜂窝成因主要源自以下四点：

（1）混凝土构件模板漏浆，浇筑混凝土时跑浆严重；

（2）混凝土配合比不当，各部分用料不准，粘度差；

（3）混凝土搅拌时间太短，混合和易性差；

（4）混凝土振捣次数太少，造成局部砂浆过少。

裂缝主要由温度变化和拆板时间所引起。当温度发生变化后，热胀冷缩现象发生，混凝土便会形成不同形状裂纹。而在拆板时间方面，过早拆板会影响养护效果，水分损失过大问题较为严重，由此而引发的内外收缩不均匀问题导致混凝土表面裂开。

然后看内部缺陷检测。预制构件在制作过程中，受操作手法和材料混合均匀程度等因素影响，其内部较易形成空洞，这些分布不均匀的空洞会严重影响构件承载力强弱。

当前被用于检测内部缺陷的方法主要有两种，一是机械波法，二是穿透辐射法。使用后者进行内部缺陷检测，对射线穿透能力有严格限制，且对试验设备性能要求较高，使用时需要承担一定安全风险，因此不适用于现场检测。另外需要指出的是，若使用该方法对非匀质混凝土进行检测，受射线穿透深度影响，检测效果会大大降低。

超声脉冲法是一种较常使用的机械波内部缺陷检测方法，它通过脉冲波在混凝土内传播的时间、速度等参数的变化情况来推断内部是否存在缺陷。由于混凝土的密实程度直接影响到超声脉搏在其中传播速度的快慢，因此可以推断出，当对多个混凝土样土进行检测时，只要保证原材料和测试距离，以及配合比相同，那么声速越高，则混凝土密实度就越大；反之，则松散。

3.2 构件变形检测

变形检测包括倾斜、挠度和裂缝三项内容。

在倾斜检测方面，可采用经纬仪、激光准直仪或吊锤的方法检测。检测时应消除施工偏差或截面尺寸变化造成的影响，并分别检测构件在所有相交轴线方向的倾斜，提供各个方向的倾斜值。检测结束后需提供构件上端对于下端的偏离尺寸及其与构件高度的比值。

在挠度检测方面，检测仪器为水准仪，检测前首先消除截面尺寸变化或操作偏差所带来的影响，同时提供准确供跨挠度值和跨度值。检测时，测点一般沿跨度方向5个以上的测点，通过计算得到检验构件的挠度曲线。之后，再借助挠度计和位移传感器等设备一起对挠度值进行测量。

在裂缝检测方面，混凝土裂缝一般分为两种，由超出承载力设计范围缺陷的而导致的裂缝称为受力裂缝；由温度和养护工艺等结构自身原因而导致的裂缝称为非受力裂缝。进行裂缝检测时，需对构件上已存在的全部裂缝逐个检查，包括长度、宽度、走向、所处位置等。若遇到裂缝数量过多情况，需使用示意图来对每一条裂缝分布做标识。构件裂缝分布见图2。

图2 构件裂缝分布示意图

4 结构性能检测

4.1 静载检验

结构性能检测中的静载检验主要包含三部分内容，即承载力检验和安全性检验，以及适用性检验。结构性能静载试验一般不能实现批量检测，只针对单个构件进行检测，有时单个构件的试验结果又可被作为该类构件进行处理的依据，因此在对检验构件进行选择时，需要遵循随机抽样原则。构件选取时需参考以下几点因素。

（1）该构件在极端受力情况下的计算；

（2）漏洞较多或损伤最为严重的构件部分；

（3）方便进行测点或实施加载的部位。

在对被选择构件进行检验时，需着重关注以下几方面内容：最大挠度、截面应变、支座处位移、裂缝出现位置与时间，以及裂缝扩展情况。在构件常荷载作用下，依照国家现行标准，对被修正后的实测挠度值和裂缝表现进行评定，结果必须符合《混凝土结构设计规范》中所提出的要求。在安全性检验荷载作用下，依照国家现行标准和《混凝土结构设计规范》要求，当受检构件无明显破坏迹象，且其实测挠度值满足以下三点之一，可判定该构件安全性符合标准。

（1）实测挠度与理论计算值吻合；

（2）实测挠度在荷载增加的情况下逐渐增加；

（3）构件残余挠度不大于最大挠度的20%。

4.2 动力测试

动力测试内容主要包括自振频率、振型和阻尼系数。当结构遭受外力而发生改变或自身状况发生改变时，这些参数也会发生变化。结构动力特性测试可根据不同测试目的选择相应测试方式和激振设备。

（1）测试方式

原位测试结构的自振频率、基本振型和阻尼比时，激励方式宜采用天然脉动条件下的环境激励方式，测试时应避免外界机械、车辆等引发的振动。

表1 平面振型与空间振型下的测试方法

（2）激振设备

若选用稳态正弦扫频激振法进行检测，激振设备宜使用旋转惯性机械起振机。在某些较为特殊情况下，也可考虑使用液压伺服激振器。在使用激振器时要注意合理选择激振力的大小，防止被测试结构在测试中发生振型变形。激振器激励位置应该与结构低阶振型节点或节线相错开。

5 结束语

装配式混凝土住宅建筑检测技术有很多，技术应用与检测对象性质有密切关联。文章主要针对钢筋材料、构建、建筑结构性能三个方面来进行论述，所提出的检测方法、技术，以及设备也全部与检测内容相关。除以上内容外，连接质量检测、外围护系统检测、设备与管线系统检测和内装系统检测，也需要应用到相应内容技术和设备，由于篇幅有限，文章不一一进行列举。希望本文的观点能给大家带来帮助。