磚混結構高延性混凝土抗震加固技術研究

胡鑫

【摘要】在我國部分老舊建筑都是屬于一種磚混結構，即使在大型的高層建筑中依舊存在大量的磚混附屬建筑，但是由于上述建筑結構中自身的原因，這些建筑存在抗震性差，使得建筑在面對地震時容易出現安全事故，因此在當前的建筑安全建設中，提升磚混建筑結構的抗震性能是一大重要任務，使得磚混結構建筑抗震加固形式嚴峻。因此作為當前一種較為有效的新型抗震加固材料，高延性混凝土具有施工簡單成本低、施工周期短的特點，所以在當前的磚混結構建筑中具有很強的適用性。本文結合磚混結構建筑結構特征，采用高延性混凝土進行抗震加固，闡述應用相關技術進行施工，具體講述了該技術的特點及優勢。結果證實高延性混凝土在提高磚混結構建筑中能夠有效提升磚混結構建筑的安全性，在具體實施該項措施時操作簡單，效果顯著，對于類似的磚混結構建筑抗震加固具有一定的指導意義。

【關鍵詞】磚混結構;高延性混凝土;抗震加固;結構安全;建筑施工? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.070

1、前言

隨著時間的推移，人們對于居住環境的要求日益提升，要求建筑能夠維持較好的建筑安全性，但是以往由于建筑水準及建筑材料技術的限制，很多的磚混結構建筑在抗震方面不具備較為有效的能力，因此人們對于上述的磚混結構建筑要求提升其抗震性能。尤其是很多的老舊磚混結構居民樓，更是需要進行房屋改造，從而避免開展大規模的拆除和重建。由于很多早期的磚混建筑難以有效滿足人們對于抗震能力的需求，因此當前主要應用抗震加固技術進行房屋的改造，從而有效提升建筑物的使用效力。上述加固改造技術，相比較重新建造和拆除方式，具有投資資金少，項目周期短的優勢。能夠在短期內恢復磚混結構建筑的使用，且同時提升其抗震性能，從而有效延長建筑使用周期。

高延性混凝土是一種由多種材料按照一定比例加水混合而成，主要成分包括膠凝材料、細骨料、外添加劑和人工合成纖維等，該混合物具有高抗裂性和高韌性，在耐損傷能力方面表現優異，屬于當前較為有效的特種混凝土。使用了高延性混凝土后，能夠增加磚混結構建筑的主要抗側向力構件的延性，承載力，從而從結構整體上能夠提高磚混結構建筑的側向剛度，從而增強建筑物的抗震性效果。本文以某地區的磚混結構住宅樓抗震加固施工為例，展開了高延性混凝土應用技術研究，從而預期對類似磚混結構建筑高延性混凝土抗震加固工程起到借鑒作用。

2、磚混結構建筑抗震性能分析

（1）年代特征。在我國，大規模和大面積開展磚混結構建筑建設時期，主要在兩個年代較為盛行。第一個時代是20實際50年代往后20年，由于建筑標準的原因，使得當時很多的磚混結構建筑對于抗震規范約束不夠，同時建筑行業也缺少抗震標準條款，使得當時磚混結構建筑抗震性較差，上述情況直至唐山大地震的出現。第二個時代是改革開放中90年代中期，整個社會上建筑行業呈現爆發式發展，但是由于相關管理制度不完善，建筑施工人員對于建筑知識的缺乏，導致該時期中的磚混結構建筑在抗震性方面較差，多地都出現了磚混結構建筑倒塌事件。

（2）本體特征。由于磚混結構建筑自身的特征，很多建筑在物理力學性質方面表現出離散體特性，具有很強的脆性。對于磚混結構建筑而言，離散體主要表現為砂漿方面不夠，使得強度較低，使得砂漿和磚塊墻體之間粘結度較差，和磚塊墻體之間難以組成剛性連接體。且由于整體上不具有高強度連接體性質，樓板和墻體之間也存在上述特點。脆性特質的出現，使得墻體和整體結構之間應對結構變形時表現為較差的能力，特別是砂漿和磚材料在延性和韌性方面更是難以有效發揮出效果。

3、常見的抗震加固技術介紹

在當前的建筑施工中，常見的建筑加固技術主要是鋼筋混凝土加固技術，鋼筋網水泥砂漿面層加固技術，近些年出現了碳纖維布加固和高延性混凝土加固技術。

（1）鋼筋混凝土板墻加固。該項加固技術主要就是在墻體一側或者兩側重新涂抹并澆筑鋼筋混凝土層，與原始墻體結合后形成復合墻體，是當前磚混結構建筑中最為常見的加固技術。在具體技術方面具有加固效果明顯，操作簡單的特點。該項技術主要是能夠提高建筑墻體的承載力和抗剪切能力，具有增加結構截面，加固建筑基礎的作用。但是由于是在原有基礎和墻體上開展加固，勢必會占據室內的空間，造成使用面積的減小。同時在打孔植筋方面也會對墻體帶來一定的損壞，對室內管網的布設也會造成影響，在原有加固的造價上也會增添不少的額外負擔。施工是需要考慮事項如下：1.施工角度問題。對于該項加固技術，具有施工項目個性強的特點，對于那些空間狹窄的磚混結構建筑，很難進行噴射混凝土，同時存在用量不大的特點，而采用商品混凝土則其容易帶來浪費，增加額外的成本。同時在開展板墻加固中，將會采取很多的施工環節，使得工程量遠超預期，工期長度也難以預估，使得勞動成本巨大。2.力學性質。在設計施工方面，鋼筋混凝土的板墻加固力學模型存在很多的不合理性，尤其在和實際情況相匹配過程中，模型依舊存在較大的優化空間，對于模型而言，需要從噴射強度方面繼續持續優化，例如在設計中如果不考慮石子的掉落率，極有可能使得上墻的混凝土的強度下降從而不符合設計要求。與此同時，在部分狹小空間噴射混凝土是，需要考慮施工人員水平和噴射角度等對于混凝土的厚度和強度的影響。

（2）鋼筋網水泥砂漿面層加固技術。鋼筋網水泥砂漿加固是在原始墻體一側或者兩側布置與原始墻體相接的鋼筋網，并在其上澆筑水泥混凝土形成水泥砂漿面層，從而期望通過新澆筑的混凝土墻體提升原始磚混墻體的受剪承載力。在磚混結構墻體兩側增加鋼筋砂漿面能夠有效加固原始磚混墻體，主要用于進行農宅加固維修的結構性裂縫。在開展施工時，主要考慮方式如下：1.施工角度問題。運用該種技術進行加固主要需要開展以下流程，主要涉及剔鑿，鋼筋網布設，砂漿噴射等工序。對于水泥砂漿層而言，需要布設厚度較厚的砂漿層，但是由于鋼筋網自身的限制，使得開展砂漿涂抹較為困難，使得砂漿和鋼筋網之間握裹力度較低，從而限制鋼筋的效力。同時不同操作工人由于自身條件的差異，使得不同的區域的砂漿也容易出現不同厚度和均勻度的砂漿，從而降低砂漿的強度標準。2.力學性質。由于抹灰操作人員在開展施工時，由于壓實力度的不同，將導致同一面墻體山的砂漿出現差異性，尤其在砂漿密度和均勻度方面，更是難以得到保障。而鋼筋網主要是起到抗剪切作用，對于砂漿的作用考慮不夠周全，因此要想提升墻體的韌性，則需要從構造角度來實施加固，通過鋼筋網抹灰和鋼筋混凝土墻體來實現原始磚混結構建筑的加固。

（3）碳纖維布加固技術。該項技術主要是應用結構膠粘劑將碳纖維布和需要加固的磚混墻體進行粘結，從而起到加固原始墻體的作用。碳纖維材料具有質量輕，厚度小的特點，因此在開展加固墻體中，對于墻體自身結構影響不大，尤其是墻體的負荷方面更是不會增加額外的負擔，除此之外對于空間占據也小，因此對于建筑內部的管線影響小，對于排水和電路管路不需要重新布設。對于該項技術實施墻體加固技術，我國主要從2011年左右才開始推出相關施工規范，但是依舊不夠成熟完善，需要經過多年的不斷摸索。同時由于其中的碳纖維布以專用膠等材料的高昂價格，也是該項技術在我國應用程度不高的原因之一。

（4）高延性混凝土加固技術。高延混凝土主要是由多種材料按照一定比例加水混合而成，主要成分包括膠凝材料、細骨料、外添加劑和人工合成纖維等，該混合物具有高抗裂性和高韌性，在耐損傷能力方面表現優異，屬于當前較為有效的特種混凝土。將該混凝土涂抹在磚混結構建筑的表面，能夠加固原始墻體的抗震性，從墻體的抗震結構和抗沖擊結構方面給予很大程度的提升。不同地區已經將該項技術應用到實際工程中取得很好的效果，并以此編組適用于不同地區的相關施工標準。高延性混凝土在施工時，土面層厚度一般為10-25mm即可，在開展室外相關設施施工時不同拆裝，能夠節省相關費用。在實際施工時需要考慮以下問題。1.施工角度：對于高延性混凝土而言，其墻體加固流程主要包括開槽，混凝土制作及抹壓，和以往施工工藝相比基本一致，且對墻體要求低，造價和鋼筋混凝土板墻持平。2.力學性質：為采用數據證實該項技術的力學性質，主要對試驗墻體進行開裂并執行墻體的破壞，然后對比后發現，進行高延性混凝土加固的墻體能起到延緩開裂時間，墻體的承載力和延性能力得到有效提升。同鋼筋網水泥砂漿板墻加固方式相比，加固后墻體的開裂荷載提升明顯，墻體在承載力方面下降緩慢。但是對于厚度超過30mm的高延性混凝土，需要額外加設鋼筋網片，從而形成鋼筋-高延性混凝土組合加固模式。

4、高延性砂漿混凝土加固新技術

常規高延性混凝土加固方式，主要是將高延性混凝土直接抹壓在磚混結構建筑墻體的內外側，從而起到加固墻體的作用，但是該項技術在提升墻體強度方面作用有限，因此有必要采用全新的技術進行提升。目前較為先進的方式是通碳纖維網格布進行組合，即采用高延性砂漿夾碳纖維網格布加固方式，也就是在磚混結構墻體的表面，采用分層涂抹或者抹壓高延性砂漿層，中間添加一定程度的碳纖維網格布，從而能夠形成具有較強延性以及抗剪切能力的砂漿層，從而提高原始墻體的延性和抗壓能力。在具體施工中，高延性砂漿的間隔厚度不超過5mm，起到分隔作用的碳纖維布絲的間距可根據實際墻體面積進行計算設計。同以往常規的碳纖維布加固技術相比較，能夠有效減少碳纖維布的使用，避免由于交叉重疊造成的材料浪費，省去了專用膠水粘劑等材料的使用，降低成本。

結論：

通過分析磚混結構建筑抗震性能的影響因素，討論了目前較為常見的集中加固技術，介紹了不同加固技術在具體使用時應該注意的事項，具體分析了高延性混凝土在使用中的相關方式，結合實際情況，提出了高延性混凝土加固磚混結構建筑的新方式，能夠對于當前的磚混結構建筑加固行業起到一定的借鑒作用。

參考文獻：

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