王正峰
摘要:下文中,筆者將依次闡述建筑結(jié)構(gòu)的全面檢測技術(shù)、系統(tǒng)綜合檢測技術(shù)及專項檢測技術(shù)的應(yīng)用歷程及相關(guān)規(guī)范,并對建筑工程結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的未來發(fā)展做出預(yù)測與展望,希望為同行業(yè)者提供建議與參考。
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)檢測技術(shù);建筑工程項目;全面系統(tǒng)綜合;專項
一、建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的應(yīng)用歷程
(一)專項檢測技術(shù)的應(yīng)用歷程
上世紀(jì)中后期,我國自主生產(chǎn)出第一代結(jié)構(gòu)檢測回彈儀,應(yīng)用于建筑工程項目結(jié)構(gòu)的回彈檢測技術(shù)方法中。其后,我國陸續(xù)制定了關(guān)于結(jié)構(gòu)專項檢測的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),包括:《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T152-2008)、《超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》(CECS 21:91)、《后裝拔出法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS 69:94)、《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS 03:88)、《超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS 02:88)、《回彈法評定混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JGJ 23-85)、《焊接球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級法》(JG/T3034.1-1996)、《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》(GB 11345-89)和《砌體工程現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50315-2000),等等。
其中,《焊接球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級法》(JG/T 3034.1-1996)、《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》(GB11345-89)對鋼結(jié)構(gòu)專項檢測方法做出了規(guī)定,為鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的質(zhì)量評估,提供了參考指標(biāo)及技術(shù)要求,并被檢測單位作為建筑工程項目結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測及評定的重要依據(jù)。
《砌體工程現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50315-2000)對建筑工程砌體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測及評定提供了依據(jù)及評估標(biāo)準(zhǔn),涵蓋了五種砂漿強(qiáng)度檢測技術(shù),分別為:剪切法、射釘法、筒壓法、點(diǎn)荷法和回彈法;還包含五種砌體結(jié)構(gòu)檢測技術(shù),分別為:拔出法、扁千斤頂、軸壓法、單剪法和推剪法。
(二)系統(tǒng)綜合的應(yīng)用歷程
建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)綜合的檢測技術(shù)除了要補(bǔ)充構(gòu)件和結(jié)構(gòu)層面的專項檢測技術(shù)之外,還要解決結(jié)構(gòu)檢測中的共性問題,如:國內(nèi)外高度重視的測量結(jié)果的不確定性問題和建筑結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)在既有建筑結(jié)構(gòu)評定中應(yīng)用的問題等。為了解決建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)綜合系統(tǒng)化發(fā)展的問題,中國建筑科學(xué)研究院會同國內(nèi)具有強(qiáng)大研發(fā)實(shí)力和豐富結(jié)構(gòu)檢測經(jīng)驗(yàn)的科研機(jī)構(gòu)編制了《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50344-2004)0該標(biāo)準(zhǔn)把測量結(jié)果的不確定性問題分解為檢測技術(shù)的系統(tǒng)不確定性、樣本的不完備性和檢測操作的不確定性(偏差)等問題。針對系統(tǒng)的不確定性問題,該標(biāo)準(zhǔn)把結(jié)構(gòu)的專項檢測技術(shù)分成直接法和間接法兩大類,并提出間接方法所存在的系統(tǒng)不確定性,可以通過直接法的驗(yàn)證或修正予以減小或消除。這項成果,不僅減小了一些間接法的系統(tǒng)偏差,還把一些間接法的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到既有建筑結(jié)構(gòu)。針對樣本不完備性帶來的合格評定問題,《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》提出了一套最小檢測樣本容量和控制漏判概率、錯判概率技術(shù)措施。這套技術(shù)措施適用于構(gòu)件材料性能的計量抽樣檢測,也適用于構(gòu)件尺寸缺陷等的計數(shù)抽樣檢測,可用于結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的合格評定和既有建筑結(jié)構(gòu)檢測結(jié)果的評價。
(三)結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的應(yīng)用歷程
在《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50153-2008)中提出既有建筑結(jié)構(gòu)的可靠性評定的方法后,又出臺了《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50784-2013)。作為混凝土結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的國家標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)不僅要為建筑結(jié)構(gòu)的檢測提供標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)支持,還應(yīng)該為道路和橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)的檢測提供標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)支持。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》首先在混凝土性能、結(jié)構(gòu)的損傷和混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測與評定等方面進(jìn)行了全面化的發(fā)展。在混凝土性能方面,該標(biāo)準(zhǔn)把混凝土的性能分成力學(xué)性能、適用性能和耐久性能。力學(xué)性能方面除了抗壓強(qiáng)度外,提出了混凝土抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和彈性模量等的專項檢測技術(shù),其中抗折強(qiáng)度適用于道路混凝土的檢測;在適用性方面來確定了混凝土抗?jié)B性的現(xiàn)場專項檢測技術(shù);在耐久性方面提出了適用于工程質(zhì)量評定的抗凍等級、抗硫酸鹽侵蝕能力和氯離子滲透能力等的現(xiàn)場專項檢測技術(shù)。
二、建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)與評定技術(shù)的發(fā)展預(yù)測
(一)疑難問題的專項檢測技術(shù)
結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量評定和既有建筑結(jié)構(gòu)性能評定中的難點(diǎn)有:引發(fā)結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量問題的客觀原因的評判;結(jié)構(gòu)材料中有害物質(zhì)的檢驗(yàn)與評價;構(gòu)件累積損傷的檢查與評價等。本文以引發(fā)混凝土質(zhì)量問題的檢驗(yàn)與評判為例說明專項技術(shù)研發(fā)的目的和動向。商品混凝土原材料的質(zhì)量及其配合比和施工現(xiàn)場操作養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)榷伎梢l(fā)混凝土的質(zhì)量問題,客觀地評判則先要從排除原材料質(zhì)量問題和確定商品混凝土的配合比方面入手。在已經(jīng)硬化的混凝土中取出試件,對試件進(jìn)行必要的物理力學(xué)性能的檢驗(yàn)和化學(xué)的分析,可解決這個問題。這個問題解決后,不僅有利于解決工程質(zhì)量的糾紛,還可對偷工減料和弄虛作假的行為起到震懾的作用。結(jié)構(gòu)材料中有害物質(zhì)包括:混凝土中的氯離子、游離氧化鈣和堿含量等。
構(gòu)件損傷包括:地震、超載、低溫、疲勞等因素造成的顯性和隱性的損傷。對于隱性的損傷,其難點(diǎn)在于缺少將其檢出的專項技術(shù)。對于各類損傷定量地做出評價,則是這項技術(shù)的困難之處。目前的技術(shù)僅能做出定性的評價。
(二)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的專項檢測技術(shù)
隨著輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全事故的增多和圍護(hù)結(jié)構(gòu)定量評定的需要,輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)的專項檢測技術(shù)也將成為今后研發(fā)的重點(diǎn)。輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是其材料種類較多,除了輕型鋼材、鋁材和合金材料外,還有玻璃、有機(jī)材料、石制品和木制品等。專項檢測技術(shù)首先要逐項解決這些材料力學(xué)性能的測試、環(huán)境作用造成的損傷和性能劣化情況的測試問題,然后再解決圍護(hù)結(jié)構(gòu)承載力和適用性的現(xiàn)場檢驗(yàn)問題。
(三)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展預(yù)測
在現(xiàn)有基礎(chǔ)上繼續(xù)研發(fā)建筑工程結(jié)構(gòu)的監(jiān)控測算技術(shù),能夠?qū)ㄖこ添椖康慕Y(jié)構(gòu)耐久性及穩(wěn)定性進(jìn)行測量,獲取相關(guān)數(shù)據(jù)與必要信息,防范質(zhì)量問題與事故隱患,確保建筑工程的整體性能與安全。監(jiān)控測算技術(shù)的應(yīng)用對象包括建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及主體結(jié)構(gòu)兩部分,并對上述結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果、在各種外界因素(涵蓋侵蝕性物質(zhì)、環(huán)境溫度、環(huán)境溫度、太陽輻射、風(fēng)、地震)影響下的受力情況,分析承重情況與載荷數(shù)值,判斷是否產(chǎn)生結(jié)構(gòu)位移、結(jié)構(gòu)變形、構(gòu)件變形、材料應(yīng)變等問題。
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