砌體結(jié)構(gòu)加固方法探討

摘 要:砌體結(jié)構(gòu)是一種很常用的建筑結(jié)構(gòu)，但砌體結(jié)構(gòu)由于延性差，剛度大，在外界作用力之下極容易發(fā)生各種裂損甚至破壞，就其加固方法而言，有很多種，每一種的適用范圍也不一樣，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的方法。

關(guān)鍵詞:砌體結(jié)構(gòu) 加固原理 加固方法

中圖分類(lèi)號(hào):TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2011)03(c)-0060-01

砌體結(jié)構(gòu)是一種歷史非常悠久，具有很強(qiáng)生命力的建筑結(jié)構(gòu)，至今在我國(guó)的建筑工程中應(yīng)用還是非常廣泛，建筑物中約有90%以上的墻體采用的是砌體結(jié)構(gòu)，且其中多為磚砌體。但砌體結(jié)構(gòu)延性差，剛度大，材料本身的抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度低，這樣在地震、火災(zāi)、洪澇、溫度變化、地基的不均勻沉降等自然或者人為的意外作用下，砌體結(jié)構(gòu)各種裂損破壞情況，需要采取一定的工程措施進(jìn)行加固后方能繼續(xù)使用。

1 砌體結(jié)構(gòu)加固原理

加固結(jié)構(gòu)屬于特殊結(jié)構(gòu)，其受力狀況與普通結(jié)構(gòu)存在著較大差異。由于砌體結(jié)構(gòu)在加固前本身已經(jīng)承受了一定的荷載，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)因承載力不足而需要加固時(shí)，截面會(huì)出現(xiàn)拉、壓、彎、剪等復(fù)雜應(yīng)力，并且其應(yīng)力和應(yīng)變水平都比較高，因此，加固結(jié)構(gòu)就其本身而言屬于二次受力結(jié)構(gòu)，并且，新加部分并不是馬上就能分擔(dān)原有結(jié)構(gòu)所承受的荷載，而是在第二次加載時(shí)才開(kāi)始受力，也就是說(shuō)，加固結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變滯后于原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變，而加固部分的潛力能否得到充分的發(fā)揮，則取決于加固部分和原結(jié)構(gòu)組合是否合理，是否能夠構(gòu)成有機(jī)整體，讓結(jié)合面能夠有效地向加固部分傳遞應(yīng)力，使得加固部分和原結(jié)構(gòu)共同受力，而這又取決于結(jié)合面的構(gòu)造處理和施工方法。然而無(wú)論采用何種構(gòu)造處理和施工方法，在總體承載力上，這種二次組合結(jié)構(gòu)比一次整澆結(jié)構(gòu)要低，因?yàn)榻Y(jié)合面混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)低于混凝土本身強(qiáng)度。因?yàn)榧庸探Y(jié)構(gòu)存在著這些特點(diǎn)，使得各類(lèi)結(jié)構(gòu)加固計(jì)算分析和構(gòu)造處理，不能完全沿用普通結(jié)構(gòu)概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 砌體結(jié)構(gòu)加固方法及其適用范圍

2.1 鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法

它是把需要加固的磚墻表面除去粉刷層后，兩面附設(shè)Ф4～Ф8的鋼筋網(wǎng)片，然后抹水泥砂漿的加固方法。由于通常對(duì)墻體作雙面加固，故俗稱(chēng)夾板墻。其構(gòu)造方面要滿(mǎn)足如下要求。

首先，面層使用的材料有鋼絲網(wǎng)水泥砂漿和鋼筋網(wǎng)水泥砂漿，前者的厚度宜為20～30mm，后者的厚度宜為30～45mm，當(dāng)厚度超過(guò)45mm，要采用鋼筋網(wǎng)細(xì)石混凝土材料，采用的水泥砂漿強(qiáng)度宜為宜為M7.5～M15，混凝土強(qiáng)度宜為C15。

其次，用機(jī)械鉆在墻體鉆“S”筋孔洞，用“S”筋將鋼筋網(wǎng)與墻體固定。為保證固定質(zhì)量，“S”筋標(biāo)號(hào)Φ4～Φ6，間距小于500mm，必要時(shí)增設(shè)Φ4的“U”形鐵釘釘入墻體磚縫內(nèi)。

再次，受力鋼筋要采用I級(jí)鋼筋，直徑要大于8mm。受壓鋼筋的配筋率，如采用砂漿面層，至少0.1％，如采用混凝土面層至少0.2％。受拉鋼筋的配筋率至少0.1％。箍筋的直徑，宜在4～6mm之間，箍筋的間距要在120～500mm之間。

為了使得保護(hù)層與原墻面粘結(jié)牢固，施工時(shí)必須首先要做好原墻面的清理工作，拆除損壞部位，鏟除強(qiáng)度低的粉刷層并濕潤(rùn)墻面，水泥砂漿要分層抹，每層厚度在15mm以?xún)?nèi)，只有這樣才能保證施工質(zhì)量。目前，這種方法常用于解決因施工質(zhì)量差或房屋加層超載等原因造成的墻體承載力不足問(wèn)題，但是對(duì)于孔徑大于15mm的空心磚墻或墻體有大量不易消除的油污則不能采用這種方法加固。

2.2 扶壁柱加固法

這種方法是目前最常用的加固方法，它能夠有效提高砌體的承載力和穩(wěn)定性，根據(jù)使用材料的不同，又分為磚扶和混凝土兩種方法。兩種方法基本原理類(lèi)似，都注重于新舊柱或者扶壁柱與原磚墻的鏈接。以磚扶壁柱法為例，其與原磚墻的鏈接，可采用插筋法和挖鑲法，插筋法是在磚墻的灰縫中，按照水平間距＜120mm、豎向間距大于240mm，小于300mm的標(biāo)準(zhǔn)打入Φb4或Φb6的連接插筋，然后按照寬度≥240mm，厚度≥125mm的標(biāo)準(zhǔn)砌扶壁柱，將鏈接插筋砌入，當(dāng)砌至樓板或梁底時(shí)，用膨脹水泥砂漿填塞，從而保證扶壁柱充分發(fā)揮作用。挖鑲法與此類(lèi)似，只不過(guò)新墻和舊墻之間的鏈接不適用連接筋，而是用“鑲磚”鏈接。混凝土扶壁柱也是插筋法類(lèi)似，只不過(guò)扶壁柱不是采用磚砌的方式，而是采用混凝土澆筑的方式。目前，這方面的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)也比較成熟，常用于原墻沒(méi)有裂縫并以剪切為主的實(shí)心磚墻、多孔空心磚墻和240mm厚的空斗磚墻。

2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)造性加固法

砌體承載力裂縫是砌體的承載力不足而導(dǎo)致的裂縫。在砌體承載力不足時(shí)，砌體在荷載作用下，這些裂縫就會(huì)碎裂很?chē)?yán)重，導(dǎo)致砌體承載力進(jìn)一步降低，由此而形成惡性循環(huán)，久而久之便導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效，砌體隨時(shí)都可能發(fā)生倒塌，這樣，上述各種方法都不能起到加固作用，只能采用構(gòu)造性加固方法如下。

(1)增加橫墻。對(duì)于比較空曠的房屋，當(dāng)其部分墻體出現(xiàn)承載力下降的情況，可以采用增加橫墻的方法，它是通過(guò)增加足夠剛度的橫墻將房屋的計(jì)算方案由彈性改為剛性，橫墻的間距不超過(guò)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003—2001)的規(guī)定的最大間距。

(2)托梁換柱或加柱。托梁換柱或加柱就是將梁臨時(shí)支撐，然后重新砌筑柱子或加設(shè)柱子，與磚柱改為磚墻類(lèi)似，也可用于獨(dú)立柱承載力嚴(yán)重不足時(shí)。二者所不同的是，對(duì)于大開(kāi)間的建筑物，采用托梁換柱仍然可以保持建筑物大開(kāi)間不變，有利于保障建筑物功能，具體做法是先加設(shè)臨時(shí)支撐，卸除磚柱荷載，然后，根據(jù)計(jì)算確定新砌磚柱的材料強(qiáng)度和截面尺寸，并在柱梁下增設(shè)梁墊。

砌體結(jié)構(gòu)的加固方法除了上面介紹的幾種外，還有加大截面加固法、外部粘鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法等多種方法，每一種方法都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，有其適用范圍，在實(shí)際工程中，我們必須研究計(jì)算原來(lái)砌體結(jié)構(gòu)的承載力狀況并綜合考慮房屋的功能需求，選擇適合的加固方法。

2.4 需要注意的問(wèn)題

由于砌體加固方法有許多種，而每一種的適用范圍又不一樣，因此在工程實(shí)踐中必須要注意如下兩方面問(wèn)題:首先，加固前必須要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性分析，對(duì)結(jié)構(gòu)的受力狀況、安全性、后續(xù)年限等方面做出全面的評(píng)價(jià)，以此為依據(jù)，制定合理的加固方案；其次，加固方案的制定必須遵循安全第一，功能第二的原則，要盡可能避免損壞建筑的結(jié)構(gòu)原件，不能為了功能的合理而較大程度的改變?cè)ㄖ墓δ芊指?，這樣不僅增加了投資，也會(huì)給結(jié)構(gòu)增加不安全因素。并且加固方案更要進(jìn)行多方案比較，從技術(shù)的可行性、施工的可操作性以及經(jīng)濟(jì)型等方面對(duì)方案做出全面的評(píng)判，避免加固的無(wú)效和資金浪費(fèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)的快速發(fā)展，房屋的各種破壞或損壞也越來(lái)越受到人們重視。對(duì)于砌體房屋來(lái)說(shuō)，作為工程技術(shù)人員應(yīng)以“預(yù)防為主”作為首要原則，確保建筑產(chǎn)品的質(zhì)量，能夠經(jīng)受起各種破壞因素的考驗(yàn)，但砌體結(jié)構(gòu)畢竟容易產(chǎn)生這樣或那樣的破壞，對(duì)此，應(yīng)針對(duì)其破壞機(jī)理、破壞程度以及房屋的功能需要采用合適的加固方法，從而使得砌體房屋的使用質(zhì)量得以保障。