多層砌體結構加固技術和方法研究

黃欣玲 黃 瓏 歐陽宗洲 林振南 趙騁超

（福建江夏學院 工程學院，福建 福州 350108）

0 引言

解放以來我國磚的產量逐年增長，砌體結構由于其容易就地取材、價格低廉、耐火性能好等優(yōu)點，得到了大力的發(fā)展和廣泛應用，早期建設的辦公、住宅、中小學教學樓和宿舍樓等常采用砌體結構。我國是地震頻發(fā)的國家，在四川汶川地震中，許多砌體結構的建筑都受到了嚴重破壞，其原因大部分是建筑未按照規(guī)范要求采取抗震構造措施。因此，對已有砌體結構建筑的加固技術研究勢在必行。

本文結合實際工程項目，針對不同加固技術的適用性和可行性進行分析，通過技術研究和調研整理，總結和確定了切實可行的加固方法，為砌體結構加固設計和施工提供了參考。

1 砌體結構的主要加固技術

砌體的加固結構屬于二次受力的結構，在加固前原有的結構已經受到過荷載力，尤其在結構因為承載的能力不足夠時而進行加固，截面所要求的應力以及應變水平都非常高。加固后的結構屬于二次組合的結構，新舊兩部分結構存在一定的磨合，也就是工作時共同受力的問題。這個問題的關鍵取決于新舊結構的結合面的構造處理和施工的方法。加固的材料在一定程度上也影響著加固的好壞，加固材料的利用程度與加固前的應力水平有關，水平越高，新加的材料強度的利用率越低。以下將從外加鋼筋混凝土面層加固法、外加鋼筋網片水泥砂漿面層加固法、增設柱加固法三種方法進行分析。

1.1 外加鋼筋混凝土面層加固法

外加鋼筋混凝土面層加固法是先在做面層前，應將等待加固的墻體鏟除掉粉刷層面，來確保加固面層與墻體的粘結。加固構件的界面不能有塵埃，污垢等污染，更不能通過降低其承載能力的方法來考慮其污染帶來的影響。如果墻體表面有腐蝕以及松散現(xiàn)象，則要先鏟除掉這些部分。然后在墻體的單面或者兩面鋪放設置鋼筋網，最后再向墻面噴射混凝土。

但應該注意的是這個方法主要是針對開裂裂縫的寬度大于1mm，原來的砂漿的強度等級高于M2.5 的墻體。由于混凝土和磚砌體的彈性模量相差比較大，因此為了確保鋼筋混凝土的有效加固強度，混凝土的強度等級應該高于C20，而且鋼筋混凝土的外加面層的截面厚度應該高于60mm，當用混凝土噴射施工時，應該大于50mm。

一般規(guī)定采用鋼筋混凝土外加面層加固砌體構件，對柱子適宜采用圍套加固的形式。對帶壁柱墻與承重墻，適宜采用有拉結的兩側加固的形式。采用外加鋼筋混凝土面層加固法加固砌體件時，其加固后力的計算，應該要遵守現(xiàn)行國家標準的有關規(guī)定。

其優(yōu)點是可以提高墻體的抗剪承載能力與抗壓承載能力，并且還可以大幅度地提高墻體的抗彎剛度和抗震性能。而且在實際應用中，其操作方法簡單方便，適應性強，成本也很低，是目前比較先進的澆筑方法。

但是其缺點也是顯而易見的，所使用的鋼筋和水泥都是易于被腐蝕的，尤其是位于多雨地區(qū)的建筑，雨水會侵蝕墻體表面導致加固后的墻體損壞的速度更快。因此這個方法不適用于那些位于易受到大量降雨等南方地區(qū)的建筑。在采用外加鋼筋混凝土面層加固法前，應該要結合當地的環(huán)境和氣候等條件考慮。

1.2 外加鋼筋網片水泥砂漿面層加固法

外加鋼筋網片水泥砂漿面層加固法可應用于各種砌體墻、柱的后期加固。在新增外加面層前，應先將墻面抹灰、瓷磚、油漆等清除干凈，以保證外加面層與原先墻體的黏結效果。在進行鋼筋網片的固定時，建議采用穿過墻面的的S 型鋼筋或者不穿墻的U 型拉筋構成夾板，還可根據施工情況使用圍套形式或在墻內側加以異形銷釘或者使用尼龍錨栓拉結筋網面的做法。

外加鋼筋網片水泥砂漿面層加固法的構造在不同條件下有相應的規(guī)定：

面層厚度在室內正常濕度條件時，厚度為35～45mm；在露天或潮濕條件下，厚度應為45～55mm。軸心受壓構件的水泥砂漿強度等級不應低于M10，偏心受壓構件水泥砂漿強度等級不應低于M15。加固使用的鋼筋建議采用HPB235 級鋼筋或HRB335 級鋼筋。在加固柱、墻的壁柱時，其中豎向受力鋼筋的直徑宜取12mm，且凈間距不小于30mm。箍筋與豎向筋的連接應使用焊接。

在加固墻體作業(yè)時，建議采用點焊方格式鋼筋網片，其中豎向受力筋直徑不小于8mm；水平分布鋼筋直徑建議為6mm，網格的尺寸不宜大于500mm。鋼筋網片水泥砂漿面層使用夾板形式時，需在網格的結點處設穿墻的拉結筋，可取拉結筋直徑為8mm，并于鋼筋網片焊接牢固，且拉結筋呈梅花狀布置。當墻體有裂縫時，應當先對裂縫處使用壓力灌漿法填充內部空隙，之后再植入鋼筋。

外加鋼筋網片水泥砂漿面層加固法的適用范圍較廣，且能根據加固部位的不同調整合適的加固方式，能有效提高墻體的承載能力、抗震性能，常用于因施工質量、夾層超載、地質變化引起的部分墻體承載力或剛度不足的情況。需要注意的是，對于嚴重風化或污損不易清除的墻體，不適宜采用該方法加固。

1.3 增設柱加固法

在直接加固法中增設扶壁柱加固技術本質就是通過加大截面起到加固的作用，該方法的優(yōu)點就是使施工簡易，具有較強的適應性，加固后承載力有很大的提高，它成熟的設計和施工經驗也是一大優(yōu)點，與圈梁共同作用，大大提高了墻體的變形能力以及整體性，對于墻體的突發(fā)性倒塌起到顯著的預防作用，但是它的承載力提高存在上限，在我國這樣的地震多發(fā)地區(qū)，較難滿足抗震要求，因此一般用于非地震區(qū)。

在對于有圈梁的無構造建筑物，可以用豎向配筋帶于鋼筋網的砂漿面層中配置，用于代替外加構造柱，同時要在未封口的墻段和轉角墻分別增設邊框柱以及外加的構造柱，使其上下貫通。

在增設扶壁柱加固墻體時，他的高厚比和承載力的驗算要按現(xiàn)在實行的國家標準的《砌體結構設計規(guī)范》GB50003 的規(guī)定進行驗算。當與原墻的連接和扶壁柱的構造連接符合該規(guī)范的規(guī)定時，可以按照整體的截面進行計算。

構造規(guī)定新增設的扶壁柱截面的寬度要大于或者等于240mm，它的厚度要大于或者等于120mm。如果用到角鋼--螺栓拉結時，應該沿著墻的內外的周邊以及全高，增設細石混凝土防護層或者水泥砂漿。若是用以提高受壓構件承載力時，應沿著墻的兩側增設柱。加固使用的塊材，它的強度等級要比原本結構的設計出來的塊材強度等級的基礎上再提高一個等級，而且要大于或者等于MU15，同時選用整磚（砌塊）用于砌筑。加固使用的砂漿的強度等級應高于或者等于原本結構設計的砂漿的強度等級，而且應大于或者等于M5。在增設扶壁柱的地方，要沿著墻體的高度設置2φ12 的鋼筋（帶有螺紋、螺帽）和雙角鋼組合成的套箍，將它們進行拉結；套箍的間距應不大于500mm。

在墻體需要增設扶壁柱的位置，每300mm 鑿去一層磚塊，使其形成水平槽口。在砌筑扶壁柱的時侯，水平槽口的墻體與扶壁柱之間，要使它們上下錯縫以及內外搭砌。磚砌體與墻體接頭時，必須將接頭處的表面部位清理干凈，用水澆濕潤，將灰縫用干捻砂漿填實。最后在增設扶壁柱的時候應設基礎，它的埋置深度應和墻體的基礎一致。

2 結語

多層砌體結構有容易就地取材、價格低廉、耐火性能好等優(yōu)點，因此在我國早期建筑工程中有廣泛應用。但它抗震性能差、自重大等缺點也在地震災害中顯得尤為突出。本文總結了砌體結構加固的常用方法：外加鋼筋混凝土面層加固法、外加鋼筋網片水泥砂漿面層加固法、增設柱加固法，這些方法都有著施工方便、經濟實用的優(yōu)點，并且在實際工程中有著廣泛的應用和良好的效果，具有針對性強的工程實際意義，可供今后多層砌體結構加固工程提供參考。