磚混結構加固改造淺談

李淼

摘要：隨著城市化進程加快發(fā)展，傳統(tǒng)磚混建筑已經(jīng)逐漸被現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑取代，然而一些具有歷史代表性和建設時間不長的磚混建筑依然留存下來，通過改造加固賦予新的使用功能，本文以一座磚混建筑通過加固改造改變使用功能為例簡單闡述加固改造技術在磚混結構中的應用。

關鍵詞：磚混結構;面層加固;構造性加固

本工程項目位于東北某地，原樓因閑置一直未被使用，后經(jīng)相關協(xié)調(diào)重新啟用作為醫(yī)院病房及康復功能用途，本項目有兩座因功能改變需進行改造加固磚混建筑，為B區(qū)和C區(qū)：B區(qū)于上世紀80年代設計建造，主體六層，磚混結構，基礎為毛石和混凝土條形基礎，層高分別為3.6mX5，3.9m，總高度為21.9m。承重墻體由實心紅磚砌筑，一層、二層縱橫墻均為370mm厚，其上各層外墻及樓梯間墻為370 mm厚，其他內(nèi)墻為240mm 厚;樓板為預制空心板，其上有90mm厚配筋疊合層，承重墻交點設置構造柱，縱橫墻每層都設置有圈梁。C區(qū)同為上世紀80年代設計建造，主體五層，磚混結構，基礎為毛石和混凝土條形基礎;層高分別為3.6mX4，3.9m，室內(nèi)外高差0.6m，總高度18.900m。承重墻體由實心紅磚砌筑，一層縱橫墻均為370mm厚，其上各層外墻及樓梯間墻為370 mm厚，其他內(nèi)墻為240mm 厚;樓板為預制空心板，其上有90mm厚配筋疊合層，構造柱僅樓梯間跨承重墻交點處設置，圈梁外縱墻及樓梯間跨縱橫墻每層都設置，內(nèi)縱墻一、三、五層設置，橫墻一、三、五層隔跨設置。B區(qū)改建后，層數(shù)及層高不變，樓梯位置調(diào)整，增加兩部醫(yī)用電梯;C區(qū)改建后層數(shù)及高度不變，個別區(qū)域增設縱橫墻。兩棟建筑抗震設防類別因功能改變均由丙級調(diào)整為乙級，其中B區(qū)建筑高度超過規(guī)范要求，為超限建筑。

因建筑長時間閑置經(jīng)重新啟用并改變使用功能，故業(yè)主委托符合資質(zhì)的檢測單位對其主體結構進行檢測。經(jīng)過現(xiàn)場勘察及檢測：未發(fā)現(xiàn)工程結構受力構件存在結構性裂縫、變形等情況;混凝土構件未發(fā)現(xiàn)存在蜂窩、麻面、孔洞、露筋等外觀質(zhì)量缺陷;墻下條形毛石塊材組砌方法正確、塊石間咬槎較好;部分砂漿灰縫砌筑不飽滿，砌筑砂漿現(xiàn)有抗壓強度較低，小于2MPa;現(xiàn)場對工程承重墻體砌筑砂漿現(xiàn)有抗壓強度采用回彈法檢測基本達到M5水平強度，承重墻體燒結普通磚現(xiàn)有抗壓強度均達到MU7.5強度等級，混凝土梁強度設計等級推定為C20，混凝土梁尺寸，配筋，保護層厚度等滿足原設計及規(guī)范要求;現(xiàn)場抽取預制混凝土空心板進行靜載試驗，結果表明在規(guī)定試驗荷載作用下，空心板難度為0.1 mm，板下未發(fā)現(xiàn)結構性裂縫。

經(jīng)過鑒定檢測，原建筑主體結構保存比較完整，各強度指標具備改造加固繼續(xù)使用的條件。結合建筑結構主體現(xiàn)狀，鑒定檢測結果及后續(xù)使用功能，按現(xiàn)行規(guī)范確定改造建筑抗震設防類別為乙類，后續(xù)使用年限為30年（A類建筑），按現(xiàn)有使用功能對現(xiàn)有主體結構條件建模計算，并按現(xiàn)行規(guī)范要求進行分析：B區(qū)改建后層數(shù)高度均不變，但是按乙類設防根據(jù)規(guī)范要求建筑高度超限，個別墻體在改變功能荷載作用下有承載力不夠的情況;C區(qū)改建后未出現(xiàn)承載力不足的情況，但無法能滿足現(xiàn)行規(guī)范構造措施要求;改變使用功能后通過計算樓板仍能滿足病房及康復中心樓面荷載需要并且原設計樓板的設計有較多安全儲備，除個別樓板拆除新增加樓板均采用現(xiàn)澆方式處理，對個別正常使用極限狀態(tài)下無法滿足撓度設計的樓板采用粘貼碳纖維布方式進行加固處理;兩棟樓均有需要拆改洞口及增加墻體的部位，對B區(qū)擬對一層、二層所有墻體設置單面鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層，對承載力計算不足的墻體采用鋼筋混凝土面層加固，針對高度超限，采用增設鋼筋混凝土抗震墻，利用建筑新增加墻體需要的同時借助后澆剪力墻來承擔結構地震作用，現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻相對原承重墻具備更大的剛度，尤其在剛性體系中能夠承擔更多的地震剪力，從而減輕原始承重墻的負擔，使其依然承擔主要的豎向荷載作用。對C區(qū)需按現(xiàn)行規(guī)范增設構造柱，圈梁等構造措施來滿足磚混結構在地震作用下墻體被圈梁和構造柱形成的框架體系約束的抗震概念設計的要求，因此采用設置鋼筋混凝土砌體組合構造柱與以鋼拉桿代替圈梁組成整體封閉體系達到約束砌體的作用。

1.鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固：鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法適應于各類砌體墻、柱的加固。砂漿面層加固可提高砌體正截面承載力及受剪承載力，鑒于面層砂漿加固對正截面承載提高有限，因此本項目僅作為一種提高安全儲備的手段對底部兩層計算滿足承載力設計要求的墻體進行處理。

砂漿面層水平豎向分布鋼筋均采用三級鋼直徑8的鋼筋，面層采用40 mm厚M10強度砂漿，水平鋼筋及豎向鋼筋分別參與提高正截面承載力及抗剪承載力，交叉位置點焊，采用直徑不小于10，間距不小于600的L形錨筋及S形拉筋使面層和原結構共同受力，錨筋及拉筋孔洞需采用結構膠灌注填實，樓板穿筋處需采用高強無收縮灌漿料填實。

2.鋼筋混凝土面層加固：鋼筋混凝土面層加固方法與砂漿面層加固方法原理相同，由于混凝土強度較高，其對正截面承載力及抗剪承載力的提高更為有效，因此對承載力不足墻體采用混凝土面層加固，并且可以采用噴射混凝土進行施工，提高施工效率和施工質(zhì)量?；炷撩鎸蛹庸特Q向鋼筋需根據(jù)計算確定直徑大小及鋼筋間距，面層采用70mm厚C25強度混凝土。

3.新增鋼筋混凝土墻體（板）：針對承載力不足及關鍵部位，利用建筑功能需要增加墻體位置增設鋼筋混凝土墻，借此提高整體結構剛度及承載力，采取措施使其與原結構墻體協(xié)調(diào)變形來承擔更多的剪力。此方法實現(xiàn)的關鍵在于需要墻板與原結構協(xié)調(diào)變形，新增加的混凝土墻體與原結構緊密錨固使其能夠順利分擔地震剪力，借鑒構造柱與砌體結合的做法，采取馬牙槎交錯咬合的機制。

4.構造加固：通過近些年對實際震害調(diào)查及反復試驗，已經(jīng)證明砌體結構在構造柱及圈梁所形成的框架體系下抵抗地震作用具有明顯的提高，構造柱及圈梁的設置有助于提高了砌體結構的整體性，抗震性和抗倒塌性。C區(qū)原設計對五層砌體結構依據(jù)規(guī)范隔層設置了圈梁及構造柱，改變功能用途后設防類別提高，構造措施也需隨之提高，因此對C區(qū)未設置圈梁及構造柱的樓層進行圈梁及構造柱加固以提高房屋的整體抗震性能;在盡可能不破壞原有建筑主體的條件下進砌體外加固形式，圈梁采用鋼拉桿代替并錨固于墻體端部構造柱位置，與構造柱連接成整體。

此外針對一些在施工期間墻體局部破裂，取消的門窗洞口以及破損影響觀感的墻體進行局部拆除，并按提高一級砂漿強度用整磚進行填砌，對于新開設門窗洞口在計算墻體滿足承載力及穩(wěn)定性的條件下洞口周邊設置加強筋并在角部設置鋼板網(wǎng)進行加固處理。

5.基礎加固：由于建筑功能的改變以及墻體的增減導致建筑平面荷載分布發(fā)生變化，在復核計算基礎的前提下，對局部不再滿足承載力強度的基礎進行加固處理。鑒于基礎加固的施工可操作性及隱蔽性，基礎加固采用增加截面法，直接有效并且能控制基礎沉降不致過大產(chǎn)生不均勻沉降。

結語：

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，磚混結構的實際應用越來越少，僅具有歷史保存價值以及建造年限較短時間的建筑仍然擔負使用功能，具有加固的空間和價值，但我國幅員遼闊，大的整體基數(shù)之下此類建筑仍不在少數(shù)，因此針對磚混結構的加固依然有必要被設計人員所掌握，并堅持在復核計算分析以保證其堅固安全耐久性的基礎之上充分發(fā)揮其在后續(xù)設計年限中的使用功能，砌體結構相對于其他形式的結構在結構計算分析，加固措施等方面已經(jīng)具有很成熟的經(jīng)驗和實踐操作性，伴隨著新材料新技術的發(fā)展，可能會出現(xiàn)更多經(jīng)濟有效，便于施工的加固方法，使砌體結構能夠成為保留傳統(tǒng)文化的一種建筑形式得以留存。