砌體結構加固技術探討

在過去的50多年間，我國的土木工程建設如火如荼，發展很快，尤其是最近幾年，發展極為迅速。伴隨著我們大搞土木基礎建設的同時，已有建筑的維護問題成為了一個新的課題。已有建筑物及構筑物常常因設計或施工的缺陷以及長期使用過程中的老化破壞，甚至自然災害，造成混凝土結構承載力不足、開裂以及抗震性能不良等，影響建筑物及構筑物的安全和使用功能，從而不得不考慮結構的修復加固問題。

當今社會在基礎設施的管理和新建等各個方面都存在著一個可持續發展的問題。隨著基礎建設的不斷發展，愈來愈多的建筑物和構筑物已進入或即將進入老齡化階段，修復加固在建筑業中的比重逐年增加。過去50年，在已有建筑結構型式中砌體結構占相當大的比重，且砌體結構本身抗震性能及使用年限就有局限性，所以加固砌體結構已迫在眉睫。

多層砌體房屋增層或擴建；拆除部分承重墻或承重墻開洞，擴大室內使用空間等使用功能的改造；不滿足抗震要求的砌體結構進行抗震加固；承載力不夠時結構及構件加固；都需要對砌體結構進行加固改造，多層砌體房屋加固方法分為結構整體加固和構件加固兩種。

整體加固方法有增設抗測力結構、捆綁法增設構件、改變受力形式加固等，增設抗測力結構包括增設抗震墻、水平支撐、柱間支撐、閉合墻段、設置鋼筋混凝土邊框等；捆綁法是在原砌體結構中加混凝土構造柱（組合柱、約束柱）和圈梁，形成約束砌體結構體系；或拆除部分抗震墻，減小地震力；采用鋼拉桿、長錨桿、外加固柱或圈梁增強縱橫墻的連接；增設滿足樓屋蓋支撐長度的托梁；在建筑物縱向、橫向、豎向增設預應力拉桿；預制樓蓋或預制屋面上增澆鋼筋混凝土疊合層。

對房屋中下列部位應重點關注：①承載窗間墻寬度過小或抗震能力不能滿足需要時，可增設鋼筋混凝土窗框或采用砂漿面從層、夾板墻等方法加固；②隔墻無拉結或拉結不牢，邊框可采用混凝土梁柱形成組合構建，或埋設錨筋、鋼拉桿加固；③支撐大梁等的墻段抗震能力不能滿足要求時，可在兩端增設砌體柱、鋼筋混凝土柱或采用砂漿面層、鋼筋網混凝土面層加固，大梁下墻體局部承壓不夠時可增設大梁墊或對墻體加固；④出屋頂的樓梯間、電梯間和水箱間不符合抗震要求時，可采用面層或外加柱加固，其上部應與屋蓋構件有可靠連接，下部應與主體結構的加固措施相連；⑤出屋面的煙囪、無拉結女兒墻超過規定的高度時，宜拆矮或采用型鋼、預應力鋼拉桿加固；⑥砌體結構中的雨篷、陽臺板等懸梁挑構件是靜定結構，當錨固長度不能滿足要求時，可加拉桿或采取減少懸挑長度的措施。

對于一些在20世紀五六十年代修建的體量較大的砌體公共建筑，如辦公樓、教學樓、賓館、醫院等除按上述方法加固外，可將部分墻段（如樓、電梯間以及部分相交的縱橫墻內壁）改為混凝土夾板墻或噴射混凝土墻，形成復合墻體，在平面中盡量連成閉合的筒體，形成帶混凝土增強筒體的砌體結構體系；對于砌體結構公共建筑的中央大廳，也可在建筑平面內插入一個完整的混凝土框架結構體系或框架-剪力墻結構體系，通過新老結構的有效連接，形成新的混合結構體系，這是國內經常采用的整體加固改造做法。

砌體墻開洞時應根據墻體的受力特征、洞口位置和大小，采取相應的補強加固措施及增設洞口的邊緣構件，加固措施包括：洞邊粘鋼板、外包型鋼等，增設邊緣構件包括設置鋼筋混凝土梁柱、型鋼梁柱等，砌體墻開洞后在洞邊應設邊柱，洞頂設梁。

拆除承重墻擴大使用空間改造，需要采用托梁拆墻技術，即增設混凝土或型鋼托梁，然后再增設混凝土柱或鋼柱，以及對地基基礎進行加固處理。

構件加固法包括鋼筋混凝土面層加固法、水泥砂漿面層加固法、外包型鋼加固法、纖維加固法等，現就構件加固的具體技術措施加以闡述：

一、鋼筋混凝土面層加固砌體墻

鋼筋混凝土面層就是通常所說的鋼筋網夾板墻，加固砌體墻可大幅提高墻體的受壓、受剪承載力，大幅度提高剛度和抗震性能，該法施工工藝簡單。并具有成熟的設計和施工經驗，是砌體機構加固最常用的方法，但現場施工的濕作業時間長，對生產和生活具有一定的影響，且加固后的建筑物面積有一定的減小。

二、砂漿面層加固砌體墻

該法屬于復合截面加固法的一種，其優點與鋼筋混凝土加固法相近，但提高承載力不如前者，適用于砌體墻的加固。砂漿面層加固按材料組成分為三種：高強度等級的水泥砂漿面層；水泥砂漿內配置鋼筋網面層或鋼板網面層；聚合物砂漿和鋼絞線面層。三種方法均可不同程度的提高墻體的受壓、受剪承載力，提高砌體剛度提高抗震性能。砂漿面層施工可采用噴涂，也可采用手工抹制，是砌體結構加固中較常用的方法。在水泥沙漿中如果摻入短玻璃纖維絲，形成具有較高抗拉強度和抗裂性能的復合材料，經濟合理，便于施工，增強加固效果。

鋼筋混凝土、鋼筋網砂漿圍套加固砌體柱，采用鋼筋混凝土增大砌體柱的截面面積，或采用鋼筋網砂漿增強大砌體柱的截面面積，均可顯著提高構件承載能力和變形能力。

三、外包型鋼加固砌體柱

該法也稱濕式外包鋼加固法，在構件四周或兩個角部包以型鋼并焊接綴板，對原柱形成約束，提高砌體柱承載力和抗變形能力，受力可靠、施工簡便、現場工作量較小，但用鋼量大，且不宜在無防護的情況下用于60攝氏度以上的高溫場所；適用于使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要大幅度提高其承載能力的構件加固。該法屬于傳統加固方法，其優點是施工簡便、現場工作量和濕作業少，受力較為可靠，但需采用類似鋼結構的防護措施。

四、砌體托換加固技術

砌體托換加固法是指構件有嚴重缺陷和裂縫的部分用新的砌體代替，適用于砌體墻的加固。必要時托換前應對原構件加以有效的支頂。應對原結構、構件在施工全過程中的承載狀態進行驗算、觀測和控制。托換部分的材料強度是等級的，按不應低于建造時規定的強度等級，砂漿強度宜比原設計提高一級，用整磚填砌。

砌體局部拆砌；當砌體房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影響其承重及安全時，可將破裂墻體局部拆除，并按提高砂漿強度一級用整磚填砌。

五、外粘纖維材料加固技術

纖維增強復合材料在砌體結構加固中主要應用在：柱的抗剪加固，環繞形粘貼在構件四周、或u型粘貼在梁的兩個側面和底面、或粘貼在構件側面，提高受剪承載力和抗震能力，提高柱的延性；抗震墻加固是縱橫向或斜向交叉分條粘貼在墻的側面，與水平力作用下砌體中的主應力方向相應，使砌體受力更均勻，對砌體的有效約束面積增大，有利于維持砌體的整體性，提高砌體的抗剪能力，從而使得砌體受力更均勻，對砌體的有效約束面積增大，有利于維持砌體的整體性，提高砌體的抗剪能力，從而使得砌體加固效果更明顯。提高抗彎、抗剪能力，增大砌體的延性；在特種結構加固中應用，如殼體、隧道、筒倉、煙囪等工程中應用。

眾所周知砌體結構的裂縫是長期困擾工程界的常見問題之一，當砌體結構出現了裂縫，首先要分析其原因、性質，觀察裂縫是否穩定，分析對結構的危害性，針對不同的原因和危害程度，采用不同的處理措施。常見的裂縫原因有溫度裂縫、地基不勻沉降裂縫、荷載過大承載力不夠的裂縫、設計構造不合理的裂縫、施工質量差材料強度低引起的裂縫低等，溫度裂縫屬于不穩定裂縫，受力裂縫會影響結構安全性，其他裂縫會影響結構的使用功能及耐久性等，應及時采取措施處理。對此，外粘纖維材料對于砌體結構裂縫修補處理發揮著至關重要的作用，將纖維材料騎縫粘貼在構件的裂縫表面，分擔裂縫處的應力。

在建設中，我們應該選擇合適的加固方法，同時還應考慮其是否具有良好的施工性，是否經濟等方面。隨著現代建筑科學技術的不斷進步，新型建筑材料的不斷出現，砌體結構加固技術會有更大發展，加固方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。