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多层砌体结构加固技术和方法研究

2019-02-17黄欣玲欧阳宗洲林振南赵骋超

四川水泥 2019年4期
关键词:网片水泥砂浆砌体

黄欣玲 黄 珑 欧阳宗洲 林振南 赵骋超

(福建江夏学院 工程学院,福建 福州 350108)

0 引言

解放以来我国砖的产量逐年增长,砌体结构由于其容易就地取材、价格低廉、耐火性能好等优点,得到了大力的发展和广泛应用,早期建设的办公、住宅、中小学教学楼和宿舍楼等常采用砌体结构。我国是地震频发的国家,在四川汶川地震中,许多砌体结构的建筑都受到了严重破坏,其原因大部分是建筑未按照规范要求采取抗震构造措施。因此,对已有砌体结构建筑的加固技术研究势在必行。

本文结合实际工程项目,针对不同加固技术的适用性和可行性进行分析,通过技术研究和调研整理,总结和确定了切实可行的加固方法,为砌体结构加固设计和施工提供了参考。

1 砌体结构的主要加固技术

砌体的加固结构属于二次受力的结构,在加固前原有的结构已经受到过荷载力,尤其在结构因为承载的能力不足够时而进行加固,截面所要求的应力以及应变水平都非常高。加固后的结构属于二次组合的结构,新旧两部分结构存在一定的磨合,也就是工作时共同受力的问题。这个问题的关键取决于新旧结构的结合面的构造处理和施工的方法。加固的材料在一定程度上也影响着加固的好坏,加固材料的利用程度与加固前的应力水平有关,水平越高,新加的材料强度的利用率越低。以下将从外加钢筋混凝土面层加固法、外加钢筋网片水泥砂浆面层加固法、增设柱加固法三种方法进行分析。

1.1 外加钢筋混凝土面层加固法

外加钢筋混凝土面层加固法是先在做面层前,应将等待加固的墙体铲除掉粉刷层面,来确保加固面层与墙体的粘结。加固构件的界面不能有尘埃,污垢等污染,更不能通过降低其承载能力的方法来考虑其污染带来的影响。如果墙体表面有腐蚀以及松散现象,则要先铲除掉这些部分。然后在墙体的单面或者两面铺放设置钢筋网,最后再向墙面喷射混凝土。

但应该注意的是这个方法主要是针对开裂裂缝的宽度大于1mm,原来的砂浆的强度等级高于M2.5 的墙体。由于混凝土和砖砌体的弹性模量相差比较大,因此为了确保钢筋混凝土的有效加固强度,混凝土的强度等级应该高于C20,而且钢筋混凝土的外加面层的截面厚度应该高于60mm,当用混凝土喷射施工时,应该大于50mm。

一般规定采用钢筋混凝土外加面层加固砌体构件,对柱子适宜采用围套加固的形式。对带壁柱墙与承重墙,适宜采用有拉结的两侧加固的形式。采用外加钢筋混凝土面层加固法加固砌体件时,其加固后力的计算,应该要遵守现行国家标准的有关规定。

其优点是可以提高墙体的抗剪承载能力与抗压承载能力,并且还可以大幅度地提高墙体的抗弯刚度和抗震性能。而且在实际应用中,其操作方法简单方便,适应性强,成本也很低,是目前比较先进的浇筑方法。

但是其缺点也是显而易见的,所使用的钢筋和水泥都是易于被腐蚀的,尤其是位于多雨地区的建筑,雨水会侵蚀墙体表面导致加固后的墙体损坏的速度更快。因此这个方法不适用于那些位于易受到大量降雨等南方地区的建筑。在采用外加钢筋混凝土面层加固法前,应该要结合当地的环境和气候等条件考虑。

1.2 外加钢筋网片水泥砂浆面层加固法

外加钢筋网片水泥砂浆面层加固法可应用于各种砌体墙、柱的后期加固。在新增外加面层前,应先将墙面抹灰、瓷砖、油漆等清除干净,以保证外加面层与原先墙体的黏结效果。在进行钢筋网片的固定时,建议采用穿过墙面的的S 型钢筋或者不穿墙的U 型拉筋构成夹板,还可根据施工情况使用围套形式或在墙内侧加以异形销钉或者使用尼龙锚栓拉结筋网面的做法。

外加钢筋网片水泥砂浆面层加固法的构造在不同条件下有相应的规定:

面层厚度在室内正常湿度条件时,厚度为35~45mm;在露天或潮湿条件下,厚度应为45~55mm。轴心受压构件的水泥砂浆强度等级不应低于M10,偏心受压构件水泥砂浆强度等级不应低于M15。加固使用的钢筋建议采用HPB235 级钢筋或HRB335 级钢筋。在加固柱、墙的壁柱时,其中竖向受力钢筋的直径宜取12mm,且净间距不小于30mm。箍筋与竖向筋的连接应使用焊接。

在加固墙体作业时,建议采用点焊方格式钢筋网片,其中竖向受力筋直径不小于8mm;水平分布钢筋直径建议为6mm,网格的尺寸不宜大于500mm。钢筋网片水泥砂浆面层使用夹板形式时,需在网格的结点处设穿墙的拉结筋,可取拉结筋直径为8mm,并于钢筋网片焊接牢固,且拉结筋呈梅花状布置。当墙体有裂缝时,应当先对裂缝处使用压力灌浆法填充内部空隙,之后再植入钢筋。

外加钢筋网片水泥砂浆面层加固法的适用范围较广,且能根据加固部位的不同调整合适的加固方式,能有效提高墙体的承载能力、抗震性能,常用于因施工质量、夹层超载、地质变化引起的部分墙体承载力或刚度不足的情况。需要注意的是,对于严重风化或污损不易清除的墙体,不适宜采用该方法加固。

1.3 增设柱加固法

在直接加固法中增设扶壁柱加固技术本质就是通过加大截面起到加固的作用,该方法的优点就是使施工简易,具有较强的适应性,加固后承载力有很大的提高,它成熟的设计和施工经验也是一大优点,与圈梁共同作用,大大提高了墙体的变形能力以及整体性,对于墙体的突发性倒塌起到显著的预防作用,但是它的承载力提高存在上限,在我国这样的地震多发地区,较难满足抗震要求,因此一般用于非地震区。

在对于有圈梁的无构造建筑物,可以用竖向配筋带于钢筋网的砂浆面层中配置,用于代替外加构造柱,同时要在未封口的墙段和转角墙分别增设边框柱以及外加的构造柱,使其上下贯通。

在增设扶壁柱加固墙体时,他的高厚比和承载力的验算要按现在实行的国家标准的《砌体结构设计规范》GB50003 的规定进行验算。当与原墙的连接和扶壁柱的构造连接符合该规范的规定时,可以按照整体的截面进行计算。

构造规定新增设的扶壁柱截面的宽度要大于或者等于240mm,它的厚度要大于或者等于120mm。如果用到角钢--螺栓拉结时,应该沿着墙的内外的周边以及全高,增设细石混凝土防护层或者水泥砂浆。若是用以提高受压构件承载力时,应沿着墙的两侧增设柱。加固使用的块材,它的强度等级要比原本结构的设计出来的块材强度等级的基础上再提高一个等级,而且要大于或者等于MU15,同时选用整砖(砌块)用于砌筑。加固使用的砂浆的强度等级应高于或者等于原本结构设计的砂浆的强度等级,而且应大于或者等于M5。在增设扶壁柱的地方,要沿着墙体的高度设置2φ12 的钢筋(带有螺纹、螺帽)和双角钢组合成的套箍,将它们进行拉结;套箍的间距应不大于500mm。

在墙体需要增设扶壁柱的位置,每300mm 凿去一层砖块,使其形成水平槽口。在砌筑扶壁柱的时侯,水平槽口的墙体与扶壁柱之间,要使它们上下错缝以及内外搭砌。砖砌体与墙体接头时,必须将接头处的表面部位清理干净,用水浇湿润,将灰缝用干捻砂浆填实。最后在增设扶壁柱的时候应设基础,它的埋置深度应和墙体的基础一致。

2 结语

多层砌体结构有容易就地取材、价格低廉、耐火性能好等优点,因此在我国早期建筑工程中有广泛应用。但它抗震性能差、自重大等缺点也在地震灾害中显得尤为突出。本文总结了砌体结构加固的常用方法:外加钢筋混凝土面层加固法、外加钢筋网片水泥砂浆面层加固法、增设柱加固法,这些方法都有着施工方便、经济实用的优点,并且在实际工程中有着广泛的应用和良好的效果,具有针对性强的工程实际意义,可供今后多层砌体结构加固工程提供参考。

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