舊有墻體開洞的加固方式研究

邢 華 雷

(煤炭工業太原設計研究院，山西 太原 030001)

1 概述

隨著城市老舊房屋的越來越多，新型商業綜合體往往遠離居民住宅區，對于老舊房屋底層商業價值的需求也就越來越明顯。但是普通民用建筑多數由于開間的限制，很難實現商業的大空間需求，這就需要對原有結構進行改造，對一些墻體進行開洞增加內部大空間區域，又或者增大出入口面積增加人流或者視線。

1.1 磚混砌體墻開洞

這類型主要是針對磚混結構，結構承重體系為黏土實心磚，對墻體開洞就是削弱現有的結構剛度和局部墻體承載力。所以對于這種類型的開洞，一定要從承載力和抗震方面分別計算開洞對于結構的整體影響，而且嚴格控制開洞的數量、大小和位置。磚混結構的損壞就是松散型破壞，破壞時間短，不易補救。如果開洞過多過大，會給建筑帶來不可逆轉的破壞。

1.2 框架填充砌塊墻開洞

這類型主要是針對框架結構，結構承重體系為框架柱和框架梁，其中砌體砌塊屬于后砌構件，對于結構本身剛度和承載力幾乎沒有貢獻。這類型墻體開洞對于原結構基本沒有損失，只要控制使用荷載不超過設計要求，就可以實現自由開洞，自由填充。當然填充墻對于結構抗震不是完全沒有作用，它的多少對于結構周期折減有貢獻，所以也要按照設計要求做必要的復核驗算，這個驗算涉及承載力和抗震驗算。框架結構的破壞主要是框架梁或框架柱的破壞，很少因為填充墻體導致結構破壞，所以這類型的墻體開洞是比較容易實現的。

1.3 鋼筋混凝土剪力墻開洞

這類型主要是針對純剪力墻結構或者框架剪力墻結構，結構承重體系就是鋼筋混凝土墻，開洞部位在鋼筋混凝土墻上，這種墻上開洞對于墻體承載力、剛度和抗震性都有影響，而且影響較大，所以在開洞前一定要進行充分的驗算，防止盲目開洞對結構造成損傷，這種開洞一般需要進行結構加固補償，否則很難通過驗算。而且開洞數量、大小和位置對于結構整體性有直接的關系。所以這類型的墻體開洞也是當今社會難度較大的加固改造技術。

2 開洞補強方法

新時代孕育著新技術，當今社會建筑改造加固行業勃勃興起，對于墻體開洞補強加固的方法很多，主要思路就是替換法和補強法。國家相應頒布了國標規范和圖集，就是為了更好的指導加固設計和施工，現就三種類型墻體開洞分別表述。

2.1 磚混砌體墻開洞

主要參照國標圖集15G611磚混結構加固與修復和相關規范。根據洞口大小可以分為小洞口(<600)、一般洞口(600～1 200)、大洞口(1 200～2 000)和超大洞口(>2 000)。下面分別表述：

1)小洞口(<600)。這類型洞口主要是用于設備管道開洞或者檢修臨時開洞。由于磚砌體本身砌筑采用馬牙槎砌筑，互相之間咬合力尚可，對于此類型的洞口最好選在圈梁下部，可使圈梁承擔一部分上部荷載，也不會造成結構隱患或者破壞，對抗震的影響也幾乎可以忽略。所以在施工上述洞口時盡量沿磚縫靜力切割，防止由于切割方式的不當對原有結構造成更大的損傷。如果洞口不能開在圈梁下部，也應選在靠近圈梁的部位。如果洞口開在墻體下端，從安全角度考慮應在洞口上部墻體的灰縫內嵌入鋼筋，每邊超過洞口200，且鋼筋嵌入后應抹水泥封閉。

2)一般洞口(600～1 200)。這種類型的洞口一般是門洞或通道之類，是為了使彼此封閉的空間聯通，也是最常遇到的情況，按照規范圖集要求，此類型洞口開洞前需對樓板或上部結構進行臨時支撐，加固方式采用角鋼封閉洞口，具體做法是：a.鑿除砌體墻抹灰層并控制盡量少傷害墻面；b.根據所選的角鋼尺寸，再剔除洞口上部近似角鋼尺寸的水平灰縫的砂漿，吹凈灰粉，抹入摻膠的水泥膠泥，保證膠泥填滿灰縫并高出灰縫3 mm～5 mm，立刻嵌入切割好的角鋼并壓緊；c.按同一工序施工墻體另一側角鋼，靜置不少于24 h；d.采用鉆機對角鋼打孔，使用普通螺栓連接兩側角鋼，螺栓不少于兩個并間距不大于500 mm；e.拆除洞口局部砌體，再對原有角鋼下端采用綴板焊接連接，待洞口上部施工完畢觀測洞口上部墻體有無沉降開裂情況，若正常后方可進行洞口的大面積開鑿；f.拆除臨時支撐，并采用水泥砂漿封閉洞口周邊墻體，有必要時可在洞口兩側也按此法加固洞邊。要保證角鋼超過洞口每邊200 mm。如果所開洞口數量極少，可不進行抗震驗算，若開洞口數量較多，應對結構整體模型進行抗震及承載力驗算，出現抗震及承載力不足的情況，應考慮增加墻體剛度的方法，比如開洞墻體進行面層加固法或增設構造柱壁柱的方式。

3)大洞口(1 200～2 000)。這類型的洞口一般是為了聯通兩個封閉的房間形成較開闊視野的大空間，也屬于比較常見的一種方式。按照規范圖集要求，此類型洞口開洞前需對樓板或上部結構進行臨時支撐，加固方式采用洞口下沿增設鋼筋混凝土托梁的方法，具體做法是：a.鑿除砌體墻抹灰層并控制盡量少傷害墻面；b.根據上部荷載所計算的托梁尺寸在門洞位置放線，制作與梁高相同的鋼撐，可用圓鋼也可以采用工字鋼，隨后在混凝土托梁位置局部打孔，安置鋼撐用來支撐上部墻體傳來的荷載；c.按同一工序施工墻體所有鋼撐，設置間距不大于500 mm，空置時間不多于24 h；d.采用靜力切割法對托梁位置墻體進行拆除，盡量沿著灰縫切割，托梁兩端超過洞口不少于200 mm，切割完畢清理灰塵及破碎物，進行托梁鋼筋的擺放及支模，鋼撐直接埋入托梁內不必取出；e.澆筑托梁混凝土，最好采用細石混凝土或者灌漿料，待強度到達設計強度70%再進行拆模，并檢查澆筑質量，若存在澆筑問題，應考慮重新澆筑，不可二次修補澆筑；f.靜力拆除洞口位置墻體，并采用水泥砂漿封閉洞口周邊墻體，有必要時可在洞口兩側也按此法加固洞邊，要保證托梁鋼筋植筋錨入樓板或梁內。這類型洞口屬于抗震規范明確的大洞口，必須進行承載力及抗震驗算，若出現抗震及承載力不足的情況，應考慮增加墻體剛度的方法，比如開洞墻體進行面層加固法或增設構造柱壁柱的方式。

4)超大洞口(>2 000)。這類型洞口基本屬于正面墻體的拆除，一般建議在房屋頂層考慮，若在底層則不建議開洞。開洞方式同上述大洞口開洞方式，只是托梁必須計算荷載及代換折減。這類型洞口必然對抗震產生極大的影響，加固不當容易引起結構的安全問題，故慎重。

2.2 框架填充砌塊墻開洞

框架結構的特性就是空間劃分隨意性大，由于填充砌塊的輕質性，可以對已砌筑的墻體進行隨意空間分割，開洞原則也是盡量在洞口周邊設置鋼筋混凝土圈梁和構造柱，以防止剩余砌體墻的失穩，構造柱鋼筋應上下端植入框架梁內，圈梁必須與構造柱封閉。

2.3 鋼筋混凝土剪力墻開洞

主要參照國標圖集06SG311—1混凝土結構加固構造和相關規范。根據洞口大小可以分為小洞口(<300)、較小洞口(300～500)、一般洞口(500～1 000)、大洞口(1 000～3 000)和超大洞口(>3 000)。下面分別表述：

1)小洞口(<300)。這類型洞口主要是用于設備管道開洞，可不做加固處理。

2)較小洞口(300～500)。這種類型的洞口一般是大型設備管道門洞，是較常遇到的情況。采用洞口周邊雙面粘貼扁鋼的方式加固。

3)一般大洞口(500～1000)。這種類型的洞口一般是門洞或通道之類，是為了使彼此封閉的空間聯通，也是最常遇到的情況。應在洞周邊外包型鋼邊框的方式加固，開洞數量較多的時候應驗算承載力和抗震。

4)大洞口(1 000～3 000)。這類型的洞口一般是為了聯通兩個封閉的房間形成較開闊視野的大空間。也采用一般大洞口的加固方式，型鋼邊框尚應延伸門洞長度的1/3。這類型開洞必須進行承載力和抗震驗算。

5)超大洞口(>3 000)。這類型洞口基本屬于正面墻體的拆除，一般建議在房屋頂層考慮，若在底層則不建議開洞。增設托梁的方式應采用托梁拆墻法，再此不多表述。

3 結語

隨著墻體洞口的增設，使一些房屋具備了更好的使用價值和商業價值，當然對于建筑物本身也帶來了很大的傷害。原則上不提倡對既有結構進行開洞，尤其是大洞口及超大洞口，很多工程事故都是因為隨意對老舊建筑開洞造成的整棟建筑塌毀，所以需要設計人員遇到此類問題時要慎重；另外，計算時一定要考慮折減和安全儲備，切不可按照新建建筑考慮。