结构损伤检测在地下工程施工中的研究和实践

1.结构损伤检测内容

由于历史建筑已经使用了相当长一段时间，经历了设备、人群等使用荷载，经受了风、雪、冰、雨、日照、土压力、地震等环境的作用以后，结构可能存在不同程度的损伤。因此，必须对历史建筑的结构损伤进行检测。

（1）砌体结构

历史建筑砌体结构损伤检测主要包括裂缝、块体和砂浆的粉化、腐蚀，可采用全数普查和重点检查的抽样方法。

历史建筑砌体结构构件开裂的位置、形式和裂缝走向可采用观察的方法确定，裂缝的宽度可采用目测、游标卡尺量测、读数显微镜、裂缝宽度检验规相结合的方法进行检测。裂缝长度可用卷尺量测。若砌体结构构件表面有粉刷层，则应将粉刷层凿去后量测。块体和砂浆的粉化、腐蚀情况检测先用目测进行普查，粉化、腐蚀严重处，需逐一测定构件的粉化、腐蚀深度和范围。

（2）木结构

历史建筑木结构损伤检测主要包括构件损伤检测及构件连接节点损伤检测。其中，木结构构件损伤检测应包括木材疵病、裂缝和腐朽检测。

木材疵病检测主要包括木节、斜纹和扭纹检测，常采用外观检测和量尺检测的方法。木结构构件裂缝检测主要包括裂缝的宽度、长度、走向和深度检测。构件的裂缝走向主要采用目测法检测，裂缝宽度采用目测、游标卡尺量测、读数显微镜、裂缝宽度检验规相结合的方法进行检测，裂缝长度可采用卷尺量测，裂缝深度采用探针量测。

目前，在国内外已应用的木质探伤方法有钻孔探测法、X线探伤法、超声波探伤法及红外热像仪探测蚁巢。红外无损检测是测量通过物体的热量和热流来鉴定物体质量的一种方法，当物体内部有缺陷时，它将改变物体的热传导方向，使物体表面温度分布产生差别，利用遥感技术的检测仪测量其不同热辐射，可以查出物体的缺陷位置。

（3）混凝土结构

历史建筑混凝土结构损伤检测包括外观缺陷检测、内部缺陷检测、可见裂缝检测、混凝土碳化深度检测、恶劣环境下混凝土受腐蚀情况的检测及钢筋锈蚀情况的检测等。

混凝土结构外观缺陷的检测包括蜂窝、露筋、孔洞、疏松、连接部位缺陷、外形缺陷、外表缺陷等的检测。由于历史建筑混凝土结构表面往往有粉刷，因此，可结合强度检测部位进行检测。(https://www.xing528.com)

混凝土结构可见裂缝的检测包括裂缝表面特征和裂缝深度检测，要注意判断裂缝是表面粉刷裂缝还是结构性裂缝。

历史建筑中的混凝土材料由于时间和环境的作用，老混凝土会出现碳化现象，需对其进行碳化检测。混凝土碳化主要通过酚酞试液检测，通过在凿开混凝土断面上喷洒均匀、湿润的酚酞试液，如果酚酞试液变为紫红色，则混凝土未被碳化；如果酚酞试液不变色，则说明混凝土已经被碳化。测出不变色混凝土的厚度即为碳化深度。

历史建筑中的钢筋会发生锈蚀，其检测方法主要是电化学法。钢筋的锈蚀程度与所测电位差有关系，所测电位差越大，表明钢筋锈蚀越严重。

（4）钢结构

历史建筑钢结构损伤检测包括钢材涂装与锈蚀、构件变形、裂缝、连接的变形及损伤等。

因历史建筑建造年代久远，防锈涂层往往会出现损坏，从而导致钢材锈蚀，对已锈蚀的构件，需测定构件锈蚀的深度和范围，这样在结构安全分析和耐久性评估时可以更准确地反映实际情况。

钢结构的连接对结构性能有很大的影响，历史建筑由于当时的设计理念及施工水平和现在不同，因此，必须对连接情况进行检测，合理确定构件的连接性能。连接包括铆接和螺栓连接，其损坏主要包括连接板滑移变形，铆钉和螺栓松动断裂、脱落等。

2.结构损伤检测技术

为了更好地保护历史建筑，结构损伤检测优先采用无损检测技术，可用于历史建筑结构无损检测的方法主要有声探测、磁探测和光探测3种方法。声探测技术有超声波探测法、冲击-回声探测法和声发散探测法。磁探测技术有探地雷达和涡流检测。光探测技术有红外线检测技术和光纤传感器检测技术。

红外热像技术主要用于检测建筑外墙饰面损伤、预埋水管漏水、建筑节能缺陷等，解决了多年来外墙检测依靠敲击、目测等不能解决的问题，尤其是在高层建筑外墙检测中显现出不可替代的优势。

光纤技术是利用光纤传感器对建筑进行实时监测，给出建筑物的预测、预警信息。同时，利用光纤传感器易与网络连接的特点，可以组成建筑物实时监控系统，在对历史建筑的结构损伤检测中更具实用价值。