砌體結構加固設計與實例分析

摘要：本文根據南京市某砌體結構小學的加固過程中的一些特征措施和注意事項進行了闡述，分析了如何在砌體結構加固設計中靈活運用各種加固方法，為加固設計人員在進行加固方案選擇和方案設計方面提供了一定的參考。通過實踐驗證，具有良好的可行性。

關鍵詞：砌體 結構加固 抗震能力

0 引言

慘痛汶川大地震過去了，它留給我們建筑工作者很多值得深思的東西，尤其是震后檢測報告指出砌體結構坍塌破壞程度遠遠比鋼筋混凝土結構的嚴重，這是由于砌體結構材料的脆性性質，其抗剪、抗拉和抗彎強度很低造成的；而砌體結構房屋在我國原有民用及工業建筑中占有相當的比例，所以，砌體結構房屋的加固改造工程是一項很重要、且十分有意義的事情。因為砌體結構房屋具備一定的特點，砌體結構房屋的加固改造的方法就變得多樣化，這要求設計者在房屋加固改造的過程中，靈活運用多種措施加固砌體結構房屋。筆者結合近些年的結構改造加固工作，以南京某小學磚混結構房屋為例，對在此類結構中運用綜合方法對結構進行加固的措施做出了具體的分析。

1 工程基本情況

某小學教學樓抗震加固工程，該建筑建于1999年，為五層磚混結構（局部四層），建筑面積為3680m2，建筑總高度為18m。基礎形式為墻下條形基礎、柱下獨立基礎。檢測結果是：

①墻體磚混部分采用多孔磚，砂漿為水泥砂漿，砂漿抗壓強度最低值為0.9MPa；

②1.2內外墻設有閉合圈梁，除樓梯間其中一角未設置構造柱外，其余縱橫墻交接處均設有構造柱不滿足現行規范要求；

③房屋最大高寬比及最大層、縱墻局部尺寸不滿足現高行規范要求。

④房屋頂層墻體四角處存在收縮斜裂縫。

2 砌體結構加固方法

目前砌體結構的加固分為直接加固、間接加固和結構構造性加固與修補三種。

2.1 直接加固有：

①鋼筋混凝土外加層加固法

該方法的施工工藝不太復雜，具有很強的適應性，能大大提高砌體加固后的承載力，施工經驗豐富，且設計也比較合理；在柱、帶壁墻的加固施工中應用較廣泛；但其現場施工需要長時間的濕作業，在一定程度上影響了生產及生活，建筑物凈空在加固后也變小了。

②鋼筋水泥砂漿外加層加固法

本方法的優點和鋼筋混凝土外加層加固法基本相同，但承載力的提高空間不及前者；在砌體墻的加固和鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時兩側穿墻箍筋的封閉施工中應用較多。

③增設扶壁柱加固法

該法的優點也基本等同于鋼筋混凝土外加層加固法，但提高承載力方面受到限制，不宜達到抗震要求，往往在非地震區使用。

2.2 間接加固方法

①預應力撐桿加固法

運用該法，能使砌體柱的承載能力有大幅度的提升，也能獲得較好的加固效果；在對于較高的應力及應變狀態的砌體結構的加固施工中應用較廣泛；但如果溫度高于60℃，則不能使用此種方法。

②無粘結外包型鋼加固法

此種方法屬傳統加固方法，便于施工，不需要太多的現場濕作業及工作量，受力可靠；在保留原構件截面尺寸的前提下要求截面承載力有很大程度提高的砌體柱的加固施工；但是其需要較高的加固費用，還要采取和鋼結構相似的防護措施。

2.3 砌體結構構造性加固與修補

①增設圈梁加固

若布置的圈梁與現行設計要求不符，或縱橫墻交接的地方咬搓，缺陷較為明顯，或房屋缺乏整體性，應加設圈梁做加固處理。

②增設梁墊加固

若局部將大梁下磚砌體壓碎或大梁下墻體的局部有豎直裂縫產生，需加設梁墊做加固處理。

③砌體局部拆砌

若房屋局部破裂但清楚破裂原因并未對承重造成影響，可拆除局部的破裂墻體，同時提高砂漿強度一級用整磚填砌。

④砌體裂縫修補

修補裂縫前，應針對裂縫特點及砌體構件的受力情況，查明砌體裂縫的根源，從而有目的地采取措施進行加固和修補裂縫

3 加固方案

設計加固方案時需要結合房屋的使用狀況和結構特性，以防加固施工影響房屋的正常使用。為此，通過利用結構設計軟件PKPM建模計算，該小學房屋加固方案具體如下：

3.1 對承載能力不滿足要求的墻體進行加固

由于該墻體采用多孔磚，砂漿為水泥砂漿，砂漿抗壓強度最低值僅為0.9MPa；砂漿強度偏低造成砌體承載力不足，加固方法是：部分外墻體采用內襯混凝土夾板墻、外粉鋼筋網砂漿面層進行加固，內墻及另一部分外墻采用鋼筋網砂漿面層進行加固。（如圖1，圖2）

3.2 對抗震能力不滿足要求的門間墻體進行加固

由于樓梯間其中一角未設置構造柱，且房屋最大高寬比及最大層高、縱墻局部尺寸不滿足現行規范要求。因此要對抗震能力不滿足要求的門窗間墻進行加固，加固方法是：在未設置構造柱的樓梯間一角，鋼筋網砂漿面層在此處配筋加密。門窗間墻采用四周包角鋼加固。

3.3 墻體裂縫處理

該房屋頂墻體斜裂縫主要由溫度變化引起，在裂縫處理上，目前，采用粘貼碳素纖維布的方法對墻體裂縫進行加固處理，效果表現良好。

針對本工程實際情況，具體加固方案是：首先將墻面抹灰沿裂縫兩側剔除300mm厚，將墻面清理干凈并對墻面進行打磨。對于墻面凹陷較大部位應采用高標號水泥砂漿進行處理，待水泥砂漿達到強度后方可進行打磨處理。然后裂縫灌漿處理：對于寬度較大的裂縫，應進行壓力灌縫，最后粘貼碳纖維布：跨縫進行粘貼碳素纖維布處理，每側碳纖維布長度不小于300mm，在粘貼碳纖維布時應注意：不同部位可以調整碳纖維方向以保證碳纖維布長度與裂縫方向垂直，且應保證碳纖維布沿裂縫方向滿布，必要時碳纖維布可以重疊。（墻體斜裂縫加固大樣圖如圖5）

3.4 預制樓板整體性差加固

該房屋頂為預制樓板，而預制樓板較現澆樓板整體性差、抗震性能較差，常出現溫度縫等質量通病，故本工程屋頂層墻體四角處存在收縮斜裂縫就是其結果之一，故需要在預制樓板新增L形錨筋來加固。

4 加固施工技術要求

4.1 施工順序要求

施工前應調查原有建筑對整體現狀和構件留有的記錄，并確定加固內容和方式，本工程的大致施工順序為：

①墻體施工，對墻體進行加固。

②樓面施工。

③屋面施工，對屋面進行檢查修復處理。

4.2 粘鋼加固技術

粘貼在砼構件表面的鋼板應對砼基材表面進行以下處理：

①對很舊很臟砌體構件粘合面，應先進行打磨，除去2~3mm厚表層，直至完全露出新面，并用無油壓縮空氣吹除粉粒；處理后，若表面嚴重凹凸不平，可用高強樹脂砂漿修補。

②如果砌體表面比較干凈，就直接打磨粘合面，將1~2mm厚的表層除去，用清水沖洗或通過壓縮空氣將粉塵清理掉，完全干燥后再用脫脂棉蘸丙酮擦拭表面。

③粘好鋼板，粘后通過膨脹螺栓、卡具及支撐等將其固定，適度加壓使膠液剛擠出鋼板邊緣即可。

4.3 植筋技術

首先按設計要求的孔位、孔徑、孔深鉆孔，用吹風機與刷子清理孔道直至孔內壁無浮塵水滯為止。要求鋼筋必須順直，植筋前應對原鋼筋進行除銹，且除銹長度大于植筋長度，其鋼筋宜先焊后種植，若有困難必須后焊，其焊點距基材表面應大于15d，且應采用冷水浸潤的濕毛巾包裹植筋外露部分的根部。

5 小結

上述加固措施對存在于磚混砌體結構內的安全隱患進行了處理，且加固效果良好。通過該項加固實例，在磚混結構房屋加固設計時需要按照加固部位的特點及其重要性，大力推行新的施工技術，靈活安排加固方案。只有這樣才能在加固效果、經濟比較中尋求較合理的加固措施。

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