馮光雷
(哈爾濱市第六建筑工程公司 黑龍江 哈爾濱 150000)
多層磚混建筑是指磚墻作為主要承重結構的剛性房屋,其樓蓋和屋面為現澆或裝配式鋼筋混凝土梁、板。其震害主要發生在以下部位:
1.1 墻體主要震害為斜向裂縫、X向裂縫、水平裂縫及垂直裂縫,一般出現在樓梯間頂層休息平臺以上的外縱墻,空曠房間外縱墻窗臺下,屋面板及樓板底面,門窗洞口上部,頂層圈粱下,山墻、地基不均勻沉降處的墻體等地方。
1.2 樓蓋及屋蓋主要震害為屋蓋隔熱層蓋板散亂、塌落;樓板、屋面板與墻體的水平裂,樓板與磚墻錯動及樓板間開縫等等。
1.3 出屋面小屋主要是四周墻體出現單向斜裂縫或X裂縫,墻體轉角處呈環狀水平裂縫。
1.4 平拱磚過梁當兩側墻體變形時,梁將在跨中或支座處出現裂縫,甚至掉磚。
2.1 提高抗震承栽力
2.1.1 面層加固法(夾板墻)加強原有墻體。 磚墻體遭到中等和輕微破壞需要修復和加固,可在原墻體面加面層來實現。面層的材料可視墻體需增強抗震強度的大小選用下列3種:第一,水泥砂漿面層。當磚墻體的抗震強度雖不滿足要求,但相差不大時,可用水泥砂漿面層來加固。面層厚度以1.5cm~3cm為宜,用水泥砂漿來修補或加固有裂縫的墻體,宜將裂縫剔開深約lcm槽口。第二,鋼筋網水泥砂漿面層。當磚墻的抗震強度與需要相差大時,可用鋼筋網水泥砂漿面層來加固。面層厚度以2.5cm~4cm為宜,鋼筋網間距為lOcm~25cm。雙面做面層時,可用電鉆順豎縫人工打孔,間距50cm左右,用s形鋼筋鉤將兩面鋼筋網鉤住。單面做面層時,鋼筋網可用U形釘或扒釘與墻面固定。第三,鋼筋混凝上面層。當磚墻體的抗震強度與需要相差懸殊,可采用鋼筋混凝土面層來加固。如用來加固在樓層中承受較大地震力的墻段,對于防止這類墻體在地震時先行破壞和提高整個樓層墻體的抗震強度都是較為有效的。
2.1.2 修補和灌漿。對已開裂的墻體,可采用壓力灌漿修補,對砌筑砂漿飽滿度程度差或砌筑砂漿強度等級偏低的墻體,可用滿墻灌漿加固。
2.1.3 包角或鑲邊加固。在柱、墻角或門窗洞邊采用型鋼或鋼筋混凝土包角或鑲邊;柱、墻垛還可采用加現澆鋼筋混凝土套加固。
2.1.4 外加柱加固。在墻體交接處采用現澆鋼筋混凝土構造柱加固,柱與圈梁、拉桿連成整體,或與現澆鋼筋混凝土樓、屋蓋可靠連接,外加柱必須有相應的基礎。
2.1.5 增設抗震墻。新增設的抗震墻可以是磚抗震墻,也可是鋼筋混凝土抗震墻,這種加固方法一般是剛性多層磚混墻體抗剪強度不足時采用。
2.2 加強房屋的整體性
當墻體布置在平面內不閉合時,可增設墻段形成閉合,在開口處增設現澆鋼筋混凝土框;當原房屋不符合要求時應增設圈梁,外墻圈梁一般用現澆鋼筋混凝土,內墻圈梁可用鋼拉桿或在進深梁端加錨桿代替;當縱橫墻連接差時,可增設鋼拉桿、錨桿或外加壁柱和外加圈梁的方法;樓面、屋蓋梁支承長度不足時,可增設托梁或采用其他有效措施。
對房屋中易倒塌部位,可采用下述方法加固:承重窗間墻寬度過小或抗震能力不能滿足要求時,可增設鋼筋混凝土窗框或采用面層、板墻等加固;隔墻無拉結或拉結不牢,可采用鑲邊、埋設鐵夾套、錨筋或鋼拉桿加固;支撐大梁等的墻段抗震能力不能滿足要求時,可增設砌體柱、鋼筋混凝土柱或采用面層、板墻加固;出屋面的樓梯間、電梯間和水箱間不符合鑒定要求時,可采用面層或外加柱加固,其上部應與屋蓋構件連接,下部應與主體結構的加固措施相連。
以某學校的一幢教學樓為例,對其進行了現場檢測、安全性分析和抗震鑒定,提出了加固維護處理方案。
3.1 工程概況
該幢教學樓為3~5層磚混結構,建筑面積為2430m2,東西長52.28m,南北寬13.44m,平面及墻體布置不規則,基本開間為3.3m,層高3.6m,檐高 (5層)18.45m,女兒墻標高19.55m,下部采用鋼筋砼條型基礎,上部為鋼筋砼現澆梁、預制空心板樓(屋)面,采用混合砂漿砌240(局部120)厚粘土磚墻,主體結構與二次接建樓體間設變形縫,毗鄰處兩部分各有一道完全貫通南北向橫墻。
3.2 結構表觀檢測
對該樓東、西兩個部分內、外墻體和梁、板等受力薄弱部位及其它易損構件進行表觀檢查。
3.2.1 一層東端的一窗洞口周圍砌體產生貫通斜向長裂縫;二層該位置也存在同樣斜裂縫,但縫寬比一層小,縫長比一層短,兩處裂縫均較陳舊,沒有新擴展跡象。該裂縫產生原因是由于東部二次接建時,對主體結構東端局部地基產生附加應力,原有結構東端基礎產生不均勻沉降,致使上部砌體受到較大的剪應力而產生破壞,現基礎與上部結構變形已穩定。
3.2.2 基礎散水構造局部開裂,是基礎不均勻沉降造成的,雨季易造成基礎部分滲水,長期以往則對局部地基土的承載力形成不利影響。
3.2.3 三層部分梁下砌體產生“八”字裂縫,裂縫延砌筑砂漿灰縫開裂,現場檢查該部分梁下未設置砼梁墊,墻體砌筑用砂漿強度偏低,造成該類部位承載力不足,產生破壞。
3.3 加固維護對策
3.3.1 教學樓東部接建部位最大高度、層數及高寬比不滿足建筑抗震鑒定標準,建議減層降高。
3.3.2 部分墻體開裂部位,采用水玻璃砂漿等材料進行灌縫修補;局部裂縫較寬部位,可采用單面或雙面掛鋼筋網及砂漿面層處理。
3.3.3 在平面變截面處、樓梯間整體性較差的墻體上設置鋼筋網夾板墻(與樓板、頂棚有可靠連接),或增設現澆混凝土附壁柱、圈梁,形成整體框架,預制板樓、屋蓋可增設鋼筋混凝土現澆層或增設托梁加固。
3.3.4 砂漿強度、混凝土強度檢測值部分較低,因抽檢構件較少,應進行補測。對砂漿強度較低墻體設置鋼筋網夾板墻,局部梁下可增設附壁柱,對混凝土強度檢測值偏低的梁可貼碳纖維,以增加承載力。
3.3.5 構造柱設置不全部位應增設外加柱。當墻體已采取夾板墻加固時,在墻體交結處增設配筋加強帶即可。
3.3.6 窗間墻寬度較小等易倒塌部位,可增設鋼筋混凝土窗框或采用鋼筋網夾板墻加固,女兒墻超高的部分應予以拆除。
磚混結構房屋,在當前乃至今后相當長一段時期將仍是我國民用建筑的主要結構類型之一,限于目前我國經濟發展水平及人口環境等現實情況,還不可能將現有不滿足抗震設防要求的磚混結構房屋全部拆除重建。因此,只能在抗震鑒定的基礎上,綜合考慮經濟和安全的因素,采取不同的加固措施,使其達到相應的抗震設防要求,防御和減輕地震災害,保障社會經濟、政治和科技的健康發展。因此,在工程建設中,我們應該重視工程抗震加固的積極意義。
[1]JGJ116-2009建筑抗震加固技術規程[S].北京:中國建筑工業出版社,2009.
[2]GB50367-2006混凝土結構加固設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2006.