砌体结构的检测

3.2砌体结构检测的一般原则
• 3.2.1检测程序及工作内容
• 砌体结构检测工作的程序，应按下列框图进行：
接受委托
调查
确定检测目的、 内容和范围
确定检测方法
设备、仪 器标定
测试
计算、分析、推 定
检测报告
3.2.2检测单元、测区和测点的布置
• 当检测对象为整栋建筑物或建筑物的一部分时，应将其划 分为一个或若干个可以独立进行分析的结构单元，每一结 构单元划分为若干个检测单元。 • 每一检测单元内，应随机选择6个构件（单片墙体、柱）， 作为6个测区。当一个检测单元不足6个构件时，应将每个 构件作为一个测区。 • 每一测区应随机布置若干测点。各种检测方法的测点数， 应符合下列要求： • （1） 原位轴压法、扁顶法、原位单剪法、筒压法：测点 数不应少于1个。 • （2） 原位单砖双剪法、推出法、砂浆片剪切法、回弹法、 点荷法、射钉法：测点数不应少于5个。
根据检测目的设备及环境条件 可按照下表选择检测方法
3.3原位轴压法
• 3.3.1一般规定
• 原位轴压法适用于推定240mm厚普通砖砌体的抗压强度。 检测时，在墙体上开凿两条水平槽孔，安放原位压力机。 • (1) 测试部位应具有代表性，并宜选在墙体中部距楼、地 面1m左右的高度处；槽间砌体每侧的墙体宽度不应小于 1.5m。 • (2) 同一墙体上，测点不宜多于1个，且宜选在沿墙体长度 的中间部位；多于1个时，其水平净距不得小于2.0m。 • (3) 测试部位不得选在挑梁下、应力集中部位以及墙梁的 墙体计算高度范围内。
• (3) 进行试加荷载试验，试加荷载值可取预估破坏荷载的 10% 。
• 检查测试系统的灵活性和可靠性，以及上下压板与砌体受压面接触是 否均匀密实。
• (4) 分级加荷，每级荷载可取预估破坏荷载的10%，并应 在1～1.5min内均匀加完，然后恒载2min。
• 加荷至预估破坏荷载的80%后，应按原定加荷速度连续加荷，直至槽 间砌体破坏。当槽间砌体裂缝急剧扩展和增多，油压表的指针明显回 退时,槽间砌体达到极限状态。
3.1砌体的损坏机理
• 砌体开裂的原因主要有荷载过大、基础不均匀、沉降和温度应力的作 用。 • 3.1.1荷载引起的裂缝 • （1） 拉应力破坏。砖砌的水池、圆形筒仓等构筑物常会发生由于拉 应力过大而引起砌体开裂现象。 • 当砖的标号较高而砂浆与砖的粘结力不足时，就会造成粘结力破坏， 裂缝沿齿缝开展（垂直开展或阶梯形开展）；当砖的标号较低，而砂 浆强度较高时，砌体就会产生通过砖和灰缝而连成的直缝，这些裂缝 多先发生在砌体受力最大或有洞口的部位。 • （2） 弯曲抗拉破坏。弯曲抗拉破坏多产生于挡土墙、地下室围墙和 建筑物上部压力较小的挡风墙上。弯曲抗拉裂缝有沿齿缝和沿直缝两 种形式（图3.1）。
3.4.2试验方法及步骤
• 3.4.2.1实测墙体的受压工作应力
• 1、在选定的墙体上，标出水平槽的位置并应牢固粘贴两 对变形测量的脚标。 • 2、使用手持式应变仪或千分表在脚标上测量砌体变形的 初读数，应测量3次，并取其平均值。 • 3、在标出水平槽位置处，剔除水平灰缝内的砂浆。 • 4、使用手持式应变仪或千分表在脚标上测量开槽后的砌 体变形值待读数稳定后方可进行下一步试验工作。 • 5、待读数稳定后，在槽内安装扁顶，扁顶上下两面宜垫 尺寸相同的钢垫板，并连接试验油路。进行试加荷载试验， 其方法要求同原位轴压法第3款相同。 • 6、分级加荷进行正式试验。每级荷载应为预估破坏荷载 值的5%，并应在1.5~2min内均匀加完，恒载2min后测读 变形值。当变形值接近开槽前的读数时，应适当减小加荷 级差，直至实测变形值达到开槽前的读数，然后卸荷。 • 此时的应力值即为墙体的受压工作应力。
3.4.2.2实测墙体的砌体抗压强度或弹性模量
• (1) 在完成墙体的受压工作应力测试后，开凿第二条水平 槽，上下槽应互相平行、对齐。当选用250mm×250mm 扁顶时，两槽之间相隔7皮砖，净距宜取430mm；当选用 其他尺寸的扁顶时，两槽之间相隔8皮砖，净距宜取 490mm。 • (2) 按前述要求，在下槽内安装扁顶。按前述的要求试加 荷载。按前述要求正式加荷，直至槽间砌体破坏。 • 破坏荷载与槽间砌体的受压面积的比值即为槽间砌体的抗 压强度。 • 测区的砌体抗压强度平均值的计算同原位轴压法。 • 当需要测定砌体受压弹性模量时，应在槽间砌体两侧各粘 贴一对变形测量脚标，脚标应位于槽间砌体的中部，脚标 之间相隔4条水平灰缝，净距宜取250mm。试验前应记录 标距值，精确至0.1mm。按上述加荷方法进行试验，测 记逐级荷载下的变形值。加荷的应力上限不宜大于槽间砌 体极限抗压强度的50%。
原位压力机
本仪器是根据建设部于2000 年7月6号颁布的国家标准 GB/T50315-2000《砌体工程 现场检测技术标准》制作而 成的一种新Fra Baidu bibliotek原位现场检测 仪器，它具有精度高、误差 小、测量准确等特点，是目 前较为常用的一种检测仪器。 主要技术参数： 1.额定压力：600KN 2.板限压力：650KN 3.最大行程：20mm 4.允许系统误差：3％ 5.测试范围：24墙体;
3.5原位单剪法及原位单砖双剪法
• 3.5.1.1测试部位的选定 • 为了便于测试时设备的安放以及降低试验对砌体半破损造 成的影响，测试部位选在窗洞口或其他洞口以下3皮砖范 围内。
• 3.5.1.2测试步骤 • （1） 在选定的墙体上，应采用振动较小的工具加工切口，并现浇钢 筋混凝土传力件。 • （2） 待现浇构件达到强度后安装千斤顶及测试仪表，千斤顶的加力 轴线与被测灰缝顶面应对齐。测量被测灰缝的受剪面尺寸，精确至 1mm。 • （3） 匀速施加水平荷载，使试件在2～5min内破坏。当试件沿受剪 面滑动、千斤顶开始卸荷时，即判定试件达到破坏状态。记录破坏荷 载值，结束试验。在预定剪切面（灰缝）破坏，则此次试验有效。
• 式中fmi,j是第i个测区第j个测点标准砌体抗压强度换算值;
•
该测点上部墙体的压应力，其值可按墙体实际所承受的荷载标准 值计算。
3、测区的砌体抗压强度平均值应按下式计算
3.4扁顶法
• 扁顶法除能检测砖砌体的强度外，还能检测砖砌体的受压 工作应力及砌体的弹性模量。 • 3.4.1扁顶法的测试装置与变形测点布置 • 采用扁顶法检测时应根据检测目的分别按图3.5（a）和图 3.5（b）布置测试装置及变形测点。检测时，在墙体的水 平灰缝处开凿两条槽孔，安放扁顶。加荷设备由手动油泵、 扁顶等组成。
3.5.2.2试验步骤
• 1、原位单砖双剪法宜选用释放受剪面上部压应力σ0作用 下的试验方案；当能准确计算上部压应力σ0时，也可选 在上部压应力σ0作用下的试验方案。 • 2、当采用释放上部压应力σ0的试验方案时，应按图3.9 所示。掏空水平灰缝，掏空范围由剪切试件的两端向上按 45°角扩散至灰缝4,掏空长度应小于620mm,大于240mm。 • 3、将剪切仪主机放入开凿好的孔洞中，使仪器的承压板 与试件的砖块顶面重合，仪器轴线与砖块轴线吻合。开凿 孔洞过长，在仪器尾部应另加垫块。 • 4、操作剪切仪，匀速施加水平荷载，直至试件和砌体之 间发生相对位移，试件达到破坏状态。加荷的全过程宜为 1～3min。 • 5、计算试件沿通缝截面的抗剪强度。
3.3.2原位轴压法的试验步骤
• (1) 在测点上开凿水平槽孔。
• 上下水平槽孔应对齐，两槽之间应相距7皮砖。开槽时，应避免扰动 四周的砌体；槽间砌体的承压面应修平整。
• (2) 在槽孔间安放原位压力机。
• 安放前，在上槽内的下表面和扁式千斤顶的顶面应分别均匀铺设湿细 砂或石膏等材料的垫层，垫层厚度可取10mm。
•（4） 计算测点砌体 沿通缝的抗剪强度。
3.5.2原位单砖双剪法 • 3.5.2.1原位单砖双剪法的工作状况及测点 布置
• 测点的选择，应符合下列规定： • （1） 每个测区随机布置n1个测点，在墙体两面 的数量宜接近或相等。以一块完整的顺砖及其上 下两条水平灰缝作为一个测点（试件）。 • （2） 试件两个受剪面的水平灰缝厚度应为8～ 12mm。 • （3） 下列部位不应布设测点：门、窗洞口侧边 120mm范围内；后补的施工洞口和经修补的砌体； 独立砖柱和窗间墙。 • （4） 同一墙体的各测点之间，水平方向净距不 应小于0.62m，垂直方向净距不应小于0.5m。
3.1.2地基不均匀沉降引起的裂缝
• 地基发生的不均匀沉降当超过一些限度后，会造 成砌体结构的开裂。 • 通常又分为以下两种情况： • （1） 中间沉降较多的沉降（又称盆式沉降）。 对软土地基通常地基中部的沉降较大，这时房屋 将从底层开始出现沿45°角方向的斜裂缝，其特 点是下层的裂缝宽度较大。 • （2） 一端沉降较多的沉降。当地基软硬不均， 如一部分位于岩层，一部分位于土层时容易发生。 这时房屋将沿顶部开始出现沿45°角方向的斜裂 缝，其特点是顶层的裂缝宽度较大。当不均匀沉 降稳定以后，这类裂缝将不再发展。
3.1.3温度裂缝
• 在昼夜温差大的炎热地区，屋顶受阳光照射温度 上升，屋面混凝土板体积膨胀，板下墙体限制了 板的变形，在板的推力下，墙向外延伸，墙体中 产生拉应力、剪应力，当应力较大时，将产生水 平裂缝。在转角处，水平裂缝贯通形成包角裂缝。
除顶层的水平裂缝和包角裂缝外，在房屋两端的 窗洞口的内上角及外下角还可能出现因温度应力引 起的八字形裂缝 。 房屋愈长，屋面的保温、隔热效果愈差，屋面板 与墙体的相对变形愈大，裂缝亦愈明显。
• （3） 轴压和偏压破坏。轴压破坏主要发生在独立砖柱上。 当砖柱上出现贯穿几皮砖的纵向裂缝时，则该纵向裂缝已 经成为不稳定裂缝，即在荷载不增加的情况下，裂缝仍将 继续发展。此时，砖柱实际上已处在“破坏”状态。 • 受压破坏是砖砌体结构最常见和最具危害的破坏。 • 当在砖砌体上支承梁时，梁的有效支承长度a0＝4h（h为 梁高），其合力作用点大体在0.4a0处。当梁的合力作用 点偏离下部承压柱或墙的形心时，就会造成偏心力，在偏 心力作用下，砌体的承载能力比轴心受压明显降低。 • 此外当砖墙砖柱的高厚比较大时，砌体发生纵向弯曲，砌 体也会处于偏心受压状态。 • （4） 局部受压破坏。这类破坏通常发生在受集中力较大 处，如梁的端部。
3砌体结构的检测
• 本章阐述了砌体的损坏机理及砌体结构检测的一 般原则，重点介绍了砌体结构的现场检测技术， 主要有原位轴压法、扁顶法、原位单剪法和原位 单砖双剪法、推出法、筒压法等。
• 砌体结构包括砖砌体、砌块砌体、石砌体。砌体 结构因造价较低在民用多层建筑中得到广泛应用。 本章主要介绍砖砌体结构的检测方法，但亦可供 其他砌体的检测参照。
3.2.3检测方法分类及其选用原则
• 砌体工程的现场检测方法，按对墙体损伤程度可分为以下 两类： • （1） 非破损检测方法，在检测过程中，对砌体结构的既 有性能没有影响。 • （2） 局部破损检测方法，在检测过程中，对砌体结构的 既有性能有局部的、暂时的影响，但可修复。 • 砌体工程的现场检测方法，按测试内容可分为下列几类： • （1） 检测砌体抗压强度：原位轴压法、扁顶法； • （2） 检测砌体工作应力、弹性模量：扁顶法； • （3） 检测砌体抗剪强度：原位单剪法、原位单砖双剪法； • （4） 检测砌筑砂浆强度：推出法、筒压法、砂浆片剪切 法、回弹法、点荷法、射钉法。
• 本仪器适用于各种建筑结构在长时间过程中的变形，无论 是构件制作过程中变形的测量，还是结构在试验过程中变 形的观察，均可采用本仪器。它特别适用于野外和现场作 结构变形的测试。主要技术参数： 1.基距：250mm 2.位 移计量程：±5mm 3.最小刻度值：40με 4.标准针距尺线 膨胀系数α1.5×10-6/℃ 5.外形尺寸：280×71×75 6.重 量：约0.8kg .
3.3.3试验结果的整理
• 根据槽间砌体初裂和破坏时的油压表读数，分别减去油压表的初始读 数，按原位压力机的校验结果，计算槽间砌体的初裂荷载值和破坏荷 载值。 • 1、槽间砌体的抗压强度应按下式计算
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式中fμi,j是第i个测区第j个测点槽间砌体的抗压强度; N fμi,j是第i个测区第j个测点槽间砌体的受压破坏荷载值; A fμi,j是第i个测区第j个测点槽间砌体的受压面积. 2、槽间砌体抗压强度换算为标准砌体的抗压强度应按下列公式计算