老舊建筑物的加固處理分析

□□ 馮武女 (山西省煤炭建設(shè)監(jiān)理有限公司，山西 太原 030001)

引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，在新建建筑物不斷增加的同時，對舊有建筑及歷史文化建筑等的保護與加固逐步引起了土木工程界的廣泛關(guān)注。由于設(shè)計、施工及使用和管理的問題，或是遭受不可避免地自然災(zāi)害侵襲導(dǎo)致建筑物的耐久性和安全性下降。所以對舊有建筑物的保護及加固具有明顯的社會和經(jīng)濟效益。

1 工程概況

1.1 概述

花橋幼兒園位于湖北省武漢市江岸區(qū)花橋街道竹葉山村155號華僑小區(qū)內(nèi)，北臨發(fā)展大道，東臨欣竹小路。該園區(qū)共有2棟房屋，平面近L形。1號樓為1棟單層的混合結(jié)構(gòu)房屋，240 mm厚的石灰砂漿砌筑燒結(jié)普通磚墻體，鋼屋架坡屋蓋，木檁條屋面鋪設(shè)紅機瓦，該房屋建成于1990年，原設(shè)計為玻璃廠車間。2號樓為1棟2層的混合結(jié)構(gòu)房屋，240 mm厚的石灰砂漿砌筑燒結(jié)普通磚墻體，鋼筋混凝土預(yù)制板樓蓋，木檁條坡屋蓋，屋面鋪設(shè)紅機瓦，該房屋建成于1985年，原設(shè)計為玻璃廠車間。園區(qū)鄰近周邊為3～8層建筑物，其中緊鄰房屋北側(cè)為1棟7層磚混結(jié)構(gòu)房屋，建于2008年，外墻間距約為0.8 m；緊鄰1號樓西側(cè)為1棟6層的住宅房屋(推測其為條形基礎(chǔ)，埋深為2.0 m左右)，外墻間距約為0.8 m；周邊房屋多采用磚混結(jié)構(gòu)。

經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)當前園區(qū)房屋主要問題是：1號樓地坪輕微沉降和開裂、部分磚墻開裂、傾斜、木檁條腐朽開裂等；2號樓房屋整體傾斜，單片墻開裂、木檁條腐朽等。已經(jīng)嚴重影響了幼兒園師生安全和正常教學(xué)，因此，對該園區(qū)房屋進行維修加固是十分迫切和必要的。

1.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

由于該房屋建造年代較早，相關(guān)地勘資料缺失，僅通過查閱相關(guān)地質(zhì)資料進行初步推測。該場地地貌上屬于長江一級階地，場地未處于武漢市碳酸鹽巖分布條帶區(qū)域，未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)情況，地質(zhì)條件相對較穩(wěn)定。

推測影響房屋的場地地下水類型主要為上層滯水，賦存于上部填土中，主要接受大氣降水補給，無統(tǒng)一自由水面，水量與周邊排泄條件關(guān)系密切。該場地環(huán)境類型為Ⅱ類；據(jù)調(diào)查該場地處于居民區(qū)，無歷史污染，場地地下水對混凝土具有微腐蝕性，對鋼筋具有微腐蝕性?？赡艽嬖诔袎核?，與長江存在水力聯(lián)系，但對該房屋影響較小。

1.3 工程基本特征分析

根據(jù)現(xiàn)場查勘和前期掌握的相關(guān)資料分析，認為武漢市花橋幼兒園房屋出現(xiàn)開裂變形的原因較為復(fù)雜，是由多方面因素綜合導(dǎo)致。

(1)房屋建造年代較早，建造要求偏低。地基土體可能存在填土等軟弱土層；基礎(chǔ)可能存在老化變形，上部結(jié)構(gòu)耐變形能力減弱。

(2)鑒于該房屋建造時間迄今30多年，地基土的自身固結(jié)應(yīng)基本完成。無外在因素的擾動下，房屋沉降基本穩(wěn)定。從周邊環(huán)境來看，該房屋處于建筑密集的舊居民區(qū)，排水系統(tǒng)混亂、老化、排水不暢等問題普遍存在。地下水可能是建筑物出現(xiàn)開裂的主要誘因。

(3)場區(qū)周邊建筑密集，建筑物之間的相互影響客觀存在。同時，空間受限給施工造成困難及其施工對鄰近建筑的影響也是工程處理方案選擇時應(yīng)考慮的重要問題。

(4)2號房屋主要問題是房屋墻體傾斜，砌體結(jié)構(gòu)建筑糾偏工程復(fù)雜、風險高、費用大、周期長，應(yīng)綜合考慮采取專項方案。

總體而言，該工程影響因素較復(fù)雜，治理要求高、工期緊、場地條件有限，是典型地基不均勻沉降引起上部結(jié)構(gòu)變形的控制治理問題。因此，合理有效地進行地基加固是解決問題的根本，也是該項目的難點。

2 工程處理方案

2.1 基本思路

該工程處理基本思路如下：

(1)上部結(jié)構(gòu)。采取有效措施對開裂墻體進行加固為主，提高抵抗變形的能力。1號樓10×(D-F)軸墻體砌筑質(zhì)量差、垂直度偏差過大，應(yīng)拆除后重新砌筑；更換木檁條等構(gòu)件。

(2)地基基礎(chǔ)。1號樓房屋墻體開裂是局部地基沉降不均所導(dǎo)致。如不對地基進行妥善處理，上部墻體仍有可能出現(xiàn)開裂。在保證上部結(jié)構(gòu)安全的情況下，盡量減少對上部結(jié)構(gòu)的擾動影響，且考慮施工的可操作性，優(yōu)先采用靜壓注漿方法進行加固處理。

(3)2號樓二層D×(2～6)、F×(2～7)軸墻體傾斜嚴重，上部墻體削切、減薄，下部墻體加厚，掛鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹面修正。

(4)對房屋周邊的排水系統(tǒng)進行排查、修整，減少其影響。

(5)對房屋進行必要地持續(xù)沉降變形和裂縫觀測。

2.2 地基靜壓注漿處理

1號樓(4～9)×(D～F)軸間局部墻體，沿基礎(chǔ)周邊交叉設(shè)置55°斜向注漿孔，孔深為3.0～5.0 m，孔口距房屋墻為500 mm，孔間距為1 500 mm，主要起加強條形基礎(chǔ)以下土體作用；室內(nèi)范圍根據(jù)施工條件布置垂直孔，孔深為2.0～3.0 m，孔間距為2 000 mm。注漿孔孔徑為Φ100 mm，中間插入注漿鋼管，上部采用速凝水泥封孔，封孔深度為0.5 m，封孔24 h后注漿。注漿終止條件為壓力達到0.3～0.5 MPa或外圍冒漿，漿液初凝時間以5～20 min為宜。注漿完成后，將Φ30 mm注漿鋼管保留在孔中形成微型鋼管樁。每排注漿孔施工均按照跳孔間隔注漿的方法進行，鉆孔過程中遇障礙物時可根據(jù)現(xiàn)場情況對位置及孔深進行調(diào)整。

注漿主要材料為強度等級為32.5的水泥、膨潤土，加適量速凝劑(CaCl2及水玻璃)，水泥漿液水灰比為(0.4～1)∶1。先注入水灰比較小的漿液，間隔跳注下一個孔之后，采用較大水灰比漿液復(fù)注前一個孔。

地基注漿加固前，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗以調(diào)整鉆孔角度、灌漿段長度、灌漿孔距、水灰比、灌漿壓力等有關(guān)技術(shù)參數(shù)。

2.3 開裂墻體維修加固

開裂墻體維修加固方法如下：

(1)采用壓力灌漿補強對裂縫進行封堵。灌漿液采用水泥聚合物漿液，主要材料為P·O 42.5水泥、粒徑<0.5 mm的細砂、潔凈水、108結(jié)構(gòu)膠(聚乙烯醇)，漿液設(shè)計配合比水泥∶砂∶108膠溶液=1∶1∶1.2。108膠溶液為2%的水溶液，即108結(jié)構(gòu)膠∶水=2∶98。具體配合比根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。

(2)墻體采用雙面鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層，達到提高墻體承載力和抵抗變形能力。主要材料為強度等級M10水泥砂漿、GW1.0×15×40鋼板網(wǎng)。水泥砂漿面層厚為35 mm，宜采用噴射法施工，砂漿用砂應(yīng)為中砂，細度模數(shù)宜>2.5，含水率宜為5%～7%；鋼板網(wǎng)與墻體固定，采用S形直徑為6 mm的HPB300鋼筋以鉆孔窗墻對拉，間距為900 mm，按梅花形布置。

2.4 其他加固處理

其他加固處理如下：

(1)清查房屋周邊排水設(shè)施，重新設(shè)置、修整排水系統(tǒng)，采取有組織排水。

(2)更換1×D-F軸腐朽的木檁條、瓦條等，屋面滲漏維修，更換輕質(zhì)瓦材。

(3)對8×D軸磚柱采用外包∟75×6角鋼加固處理。

(4)房屋結(jié)構(gòu)維修后，按照原有標準抹灰、粉刷等恢復(fù)墻面原狀。

(5)施工完成后，清場運渣。

(6)按照JGJ 8—2016《建筑變形測量規(guī)范》的相關(guān)要求，布設(shè)房屋沉降位移及傾斜觀測點，進行持續(xù)監(jiān)測。

(7)根據(jù)此次加固工程的治理方案和工程量，初步擬定本工程工期為25～30 d。

3 結(jié)語

關(guān)于舊有建筑物的維修及加固，業(yè)界還有很多方法，不同的方法有不同的適用范圍，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工人員，應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的不同形式及破壞程度，在保證結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下選擇最經(jīng)濟合理的加固方案。