淺析砌體結(jié)構(gòu)房屋加固與改造技術(shù)

劉月平

摘 要：砌體結(jié)構(gòu)（masonry structure） 是由塊材和砂漿砌筑而成的墻，柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。它包括磚結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)和其它材料的砌塊結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)分為無筋砌體結(jié)構(gòu)和配筋砌體結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)在我國應(yīng)用很廣泛，這是因?yàn)樗梢跃偷厝〔?，具有很好的耐久性及較好的化學(xué)穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性，有較好的保溫隔熱性能。砌體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是自重大、體積大，砌筑工作繁重。由于磚、石、砌塊和砂漿間粘結(jié)力較弱，因此無筋砌體的抗拉、抗彎及抗剪強(qiáng)度都很低。由于其組成的基本材料和連接方式，決定了它的脆性性質(zhì)，從而使其遭受地震時(shí)破壞較重，抗震性能很差，因此對(duì)多層砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)需要采用構(gòu)造柱、圈梁及其它拉結(jié)等構(gòu)造措施以提高其延性和抗倒塌能力。

關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)；工業(yè)建筑；延性；抗倒塌能力；加固與改造

用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結(jié)構(gòu)，又稱磚石結(jié)構(gòu)。由于砌體的抗壓強(qiáng)度較高而抗拉強(qiáng)度很低，因此，砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要承受軸心或小偏心壓力，而很少受拉或受彎，一般民用和工業(yè)建筑的墻、柱和基礎(chǔ)都可采用砌體結(jié)構(gòu)。建筑裂縫有很多種類型，其中砌體裂縫是最常見的一種裂縫類型。建筑裂縫形成的原因是多樣的。本文對(duì)產(chǎn)生裂縫的類型及成因進(jìn)行了分析，并提出了加固與改造的技術(shù)。

1 砌體房屋結(jié)構(gòu)抗震的加固準(zhǔn)則

1.1加固的建筑必須具有完整的抗震性能，不影響建筑以前的構(gòu)造強(qiáng)度。

所謂的抗震整體性能就是所有零件一起承受重力，并且將地震對(duì)荷載的作用恰當(dāng)?shù)膫鬏?。假若房屋的整體抗震性能良好，當(dāng)房屋因?yàn)槭艿酵獠康臎_擊，一些區(qū)域被損壞，如果房屋的整體抗震性能良好，就不容易發(fā)生倒塌。

1.2 建筑物的結(jié)構(gòu)與零件強(qiáng)度級(jí)別符合抗震需求。磚砌體的抗彎強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度一般是抗壓強(qiáng)度的十分之一，當(dāng)磚砌體組織對(duì)水平地震作用承受的過程中，抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度往往與需求不符，導(dǎo)致要對(duì)很多的磚砌體零件進(jìn)行加固，才能與抗震需求保持一致，亦或是增加建筑物中具有抗震能力的零件數(shù)量來提升房屋抗震能力。

1.3 謹(jǐn)慎選擇針對(duì)性的抗震加固方法。假若房屋的結(jié)構(gòu)體系是非剛性的，需要尤其謹(jǐn)慎挑選抗震加固方式。當(dāng)加固運(yùn)用了加固柱、墻垛、支撐架等原材料的時(shí)候，應(yīng)該格外注意層間位移，抵御變形的強(qiáng)度需要相應(yīng)增強(qiáng)。

2 產(chǎn)生裂縫的類型及成因

2.1 溫度裂縫熱脹冷縮是物質(zhì)的同有特性，由于溫差的作用會(huì)產(chǎn)生不勻稱的伸張縮減，從而導(dǎo)致砌體構(gòu)造形成罅隙。①因?yàn)殇摻罨炷撩姘寮叭α号c磚墻伸縮大小的差異形成罅隙。我們居住的砼平屋蓋房中，常常會(huì)在最頂層的兩側(cè)墻體上看到一些罅隙。房屋周邊的罅隙最普遍的形狀是正“八”字斜裂縫，而平房屋頂下或者屋頂圈梁下沿磚（塊）灰縫形成罅隙形狀一般是水平狀的。當(dāng)建筑物頂板的熱度明顯比下部分的墻體溫度高，或者是砼頂板的線脹系數(shù)明顯大于磚砌體是平屋頂出現(xiàn)溫度裂縫的關(guān)鍵原因，因此頂板與墻體之間的變形會(huì)存在差異，對(duì)墻體形成的拉/剪力數(shù)值超大。②磚砌體本身發(fā)生的伸出縮進(jìn)而構(gòu)成的罅隙。磚砌體的伸出縮進(jìn)與其工作環(huán)境聯(lián)系密切，在土下埋藏的砌體具有恒定的地基，但是外部裸露區(qū)域，例如上部結(jié)構(gòu)，溫差轉(zhuǎn)變大、伸縮力度大，在砌體的內(nèi)部就會(huì)形成拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。罅隙就是由于拉裂與剪裂的作用而形成的。罅隙的詳細(xì)位置因?yàn)槭桥c建筑物的建造形式與具體的架構(gòu)狀況息息相關(guān)，裂縫的級(jí)別是工程實(shí)施的季節(jié)相關(guān)，裂縫越寬，氣溫也就越高。

2.2 干縮裂縫。

絕大部分的制造材料都有著干縮濕脹的特性。每種制造材料使用的材質(zhì)與內(nèi)部架構(gòu)都是獨(dú)一無二的，干濕變形數(shù)值也會(huì)存在差異，這就是干縮濕脹的特性表現(xiàn)。例如各式各樣的燒結(jié)制品，這種產(chǎn)品的干縮變形能力相對(duì)較小，即使是發(fā)生了變形，持續(xù)的時(shí)間也很短暫。

2.3 溫度與材料干縮相互影響下形成的裂縫。

在很多情況下，溫度和干縮裂縫的形成是受到多種要素的相互影響，但是在建筑物上面展現(xiàn)出來的裂縫形態(tài)往往偏向于某一種。燒結(jié)制品產(chǎn)生裂縫的最主要是溫度原因?qū)е碌?，非燒結(jié)制品形成的裂縫的形態(tài)主要是溫度與干縮兩種要素互相作用的結(jié)果，這類制品有砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等縫，這種相互結(jié)合的裂縫形態(tài)主要表現(xiàn)在房屋的墻面上，抑或是由于所處區(qū)域環(huán)境的差異使得裂縫出現(xiàn)差異，這樣的裂縫相對(duì)于簡單由一種要素導(dǎo)致的裂縫來說，損壞更為嚴(yán)重。

2.4 設(shè)計(jì)缺陷形成的裂縫。

大部分已經(jīng)完工的農(nóng)房，在建造之前都缺乏認(rèn)真的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)圖紙簡單、精確度不高，有很大部分的項(xiàng)目都是沿用以往的設(shè)計(jì)圖紙，在運(yùn)用的時(shí)候，并未嚴(yán)加考核；一些適當(dāng)?shù)慕梃b了設(shè)計(jì)方案，但是并沒有經(jīng)過精確的計(jì)算，毫無根據(jù)的增加荷載。還有一下即使實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)了荷載的數(shù)值，但是統(tǒng)計(jì)的過程不夠認(rèn)真細(xì)致，導(dǎo)致荷載的不足，最終使得砌體的承載力還是不滿足要求，加入施工過程出現(xiàn)質(zhì)量問題，建筑物開裂與倒塌的危險(xiǎn)系數(shù)非常大。

3 砌體結(jié)構(gòu)裂縫加固改造技術(shù)

3.1 溫差形成的裂縫一般的處置方式

3.1.1 覆貼鋼板網(wǎng)片法。首先順著裂縫的方面，將在墻體上殘留的抹灰層清理徹底，并且留下的寬度要超過30cm，將其清理干凈。首先將縫隙用水泥漿填滿，然后開始第一次的抹灰工作（用水泥砂漿），隨后鋪平釘牢鋼板網(wǎng)，用第一次抹灰面層過程中使用的材料與經(jīng)過科學(xué)配比的砂漿在不同的層面涂抹平實(shí)。

3.1.2 皮磚縫將砂嵌錨拉鋼筋法。順著裂縫的水平方向，相隔5皮磚縫的距離將砂漿去除成長度、深度分別為1000mm、50mm，并且把一根6鋼筋（鋼筋端部加直鉤，直鉤伸人磚墻豎縫中）埋入其中，運(yùn)用比例是1：2.5，的水泥砂漿將其填嵌密實(shí)。不可忽略的是要避免因?yàn)檫^度的施工，會(huì)使得墻體安全度下降。

3.1.3 運(yùn)用壓力灌漿法。聚合物水泥漿液、化學(xué)漿液是壓力灌漿法之中最常使用的漿液，需要與專業(yè)的設(shè)備、機(jī)械相結(jié)合，達(dá)到漿液灌入縫隙的目的。在灌注之前，要用水泥砂漿對(duì)裂縫的內(nèi)外都進(jìn)行修補(bǔ)，并且在上部與下部都要開一個(gè)小洞，將漿液從上部的小洞中灌入，直到下部的小洞流出了漿液，密封小孔。

3.1.4 假若環(huán)境許可，拆磚重砌法是最好的修復(fù)方法，也就是在產(chǎn)生裂縫的區(qū)域，拆除一些磚塊（約長500mm～1000mm），徹底的清除黏附的砂漿，并展開清洗，徹底清除殘留，重新砌筑比原有設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的砂漿，新修筑的砌體與以往修筑的要緊密的聯(lián)系。

3.2 針對(duì)地基沉降的情況應(yīng)采用的應(yīng)對(duì)策略

3.2.1 密切關(guān)注建筑物下降的幅度，假若地基每天不平均沉降的幅度大于0.5mm，意味著地基此刻還處于下降的狀態(tài)之中。假若產(chǎn)生的縫隙大于1.5mm-2mm，并且縫隙的長度是建筑物整體高度的一半，或者超過三分之一且裂縫比較多時(shí)，就視之為危險(xiǎn)建筑，這時(shí)一定要全部撤出，不能再次使用此建筑物，必須要及時(shí)分析，尋找補(bǔ)救方式。

3.2.2 假若因?yàn)橐徊糠滞翆榆浫醵斐沙两档那闆r，就要與建筑的構(gòu)造情態(tài)與軟土的位置與大小等相結(jié)合，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)募庸滩呗浴?/p>

3.2.3 在策劃磚混建筑過程中，要集合地基綜合分析房屋的體積、荷載、基本類型。簡單是對(duì)房屋平面的基本要求，盡量防止出現(xiàn)曲折變化的情況；內(nèi)墻與外墻要相互貫通，縱橫墻要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)牟贾?，橫墻之間的距離比建筑物寬度的1.5 倍還小。房屋的長度與高度之間的比例最好小于3：1 的比例。沉降縫要設(shè)置在恰當(dāng)?shù)膮^(qū)域，對(duì)圈梁進(jìn)行恰當(dāng)?shù)牟贾?，與具體的情況相結(jié)合。挑選優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)類別，使得強(qiáng)度與剛度都能夠得到強(qiáng)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙宏海，張皤.淺談砌體結(jié)構(gòu)裂縫的形成原因及其控制方法[J].科技促進(jìn)發(fā)展，2016，（3）.