多层砖混结构改造加固方案探究

2023-01-07侯森

居业 2022年1期

侯森

(菏泽市规划建筑设计研究院有限公司，山东菏泽 274000)

引言

针对老旧砖混结构的建筑，可根据项目实际状况，采取相应的加固补强措施，延长使用寿命，而并非一味进行拆除。通常而言，砖混结构建筑加固方式较多，不仅包含地基基础加固、墙体加固，而且涉及砖柱加固、混凝土梁加固等。制定结构改造及加固方案时，应严格依照项目实际状况，保证改造及加固方案具有针对性及可行性。

1 砖混结构房屋加固基本原则

砖混结构房屋加固若想获取良好的成效，需充分结合实际状况，遵循相应的基本原则，保证整个加固全生命周期更具规范化、标准化，提高最终加固成效。第一，加固程序。应交由专业化结构鉴定，严格依照相关规程开展鉴定工作，以最终鉴定结果为核心，合理化选取加固方案；开展加固设计工作，积极做好施工和验收。第二，加固目的。常规下依照加固核心目的可将其划分为两种类型，一种是精力加固主要为提高结构自身承载力，优化改善房屋结构整体应用功能；另一种是抗震加固是提高结构自身延性，增强房屋自身整体性。第三，加固方法。加固方法合理性与最终加固成效密切相关，应以初期结构鉴定结果为核心，明晰结构特征及施工条件，遵循现场安全、经济原则选取。第四，加固设计。最大限度保证概念明晰化，技术选用先进、可靠，施工工艺简单易操作，包含加固简图、前后结构内力分析及承载力计算、截面设计、构造措施。第五，加固施工。应交由专业化队伍实施，且严禁损伤原有结构，应按加固设计图纸及当下规范验收[1]。

2 砖混结构房屋加固方法

2.1 地基基础加固方法

此种方式又包含多种类型：加大基础底面积法，适用于既有建筑物荷载增加、地基承载力或基础底面积不满足设计要求，且基础埋置较浅具有扩大条件建筑加固。设计时应根据原有建筑实际状况，采取有效措施，保证新、旧基础连接牢固性和变形协调；基础补强注浆加固法，适用于因不均匀沉降、冻胀或其他原因引起的基础裂损的建筑加固。实际加固前，地基应保持稳定或已进行加固处理。

2.2 墙体加固方法

通常墙体加固包含钢筋混凝土面层加固法、钢筋网水泥砂浆面层加固法、钢绞线网-聚合物砂浆面层加固法、粘贴纤维复合材加固法、砌体压力灌浆补强加固法。其中，钢筋混凝土面层加固法属于复合截面加固法，在原墙体侧面增配钢筋混凝土面层以此提高受压、受剪承载力，可选用支模浇筑或喷射混凝土工艺。钢筋网水泥砂浆面层加固法是在墙体侧面涂抹一定厚度的水泥砂浆，并与钢筋网形成组合墙体，达成加固目标的方式。粘贴纤维复合材加固法，采用结构胶粘剂将纤维复合材料粘贴于墙体表面，形成两者共同受力，以提高受剪承载力。

2.3 砖柱加固方法

包括增设砌体扶壁柱加固法、增设混凝土壁柱或面层组合柱加固法。第一种方法是在砌体墙侧面增设砌体柱，形成整体、共同受力的加固方法，其应设置基础，基础埋深应与原墙基础保持相同；第二种方法适用于支承大梁的墙段的抗震加固。支承悬挑构件的墙体不符合抗震要求时，也可在悬挑构件端部增设钢筋混凝土壁柱或面层组合柱予以加固[2]。

2.4 混凝土梁常用加固方法

混凝土梁正截面粘钢加固、加筋法加固、简支梁正截面碳纤维片材加固，上述方法均用于增强截面实际承载力，成效较佳。

2.5 混凝土楼板加固方法

楼板受拉区域内选取粘钢、贴炭纤维片材加固，可进一步提高截面自身受弯承载力；楼板新开洞加固，建议选取粘钢加固、贴碳纤维片材加固，从本质层面变更力传递路径，提高实际承载力。洞口边存在集中性载荷，亦或洞口宽度或自身直径超过1 000mm，需结合实际状况增设相应的边梁。楼板裂缝修补：裂缝存在稳定、非稳定性状态，需积极明晰裂缝形成因素、修补目的等，选取合理的加固方法，一般选取加固方法为灌浆法、填充法等，裂缝进行修补核心目的在于进一步增强防水性能，提高实际承载力[3]。

3 砖混结构房屋加固质量控制措施

为从本质消除质量安全隐患，需进一步控制加固过程中质量，核心控制点为钢材和混凝土质量控制，以及选取合理的加固方法，方可形成合力，控制加固质量可靠性，体现在以下三个方面。

3.1 钢材质量把控

需充分严格把关钢筋自身规格、种类及质量，严格依照我国相关规程进行控制，严禁将质量不达标的材料用于施工中。钢材存放需积极做好防水控制，避免受雨水侵蚀，正式使用之前需积极做好除锈工作，要保证质量达标后使用。正式施工中充分以施工图纸为核心，开展钢筋绑扎等工作，确保实际位置及质量可靠性，下料之前需精准性计算钢筋绑扎合理部位。

3.2 混凝土质量控制

混凝土作为施工核心材料，需从初期选材至后续施工全过程积极做好质量控制，保证加固质量可靠性。砖混结构房屋加固过程中，混凝土质量可靠性直接决定最终加固质量，需积极选取质量达标的水泥、骨料，现场做好材料性能检测，保证其满足相关规程。施工中受多方面因素影响，易出现强度不足、密实度不足、麻面等质量缺陷，需严格依照相关规程开展混凝土操作，采取专项解决措施，减少质量缺陷，保证其振捣、浇筑、养护等环节质量达标[4]。

3.3 施工加固方法选取合理性

施工作为一个持续性过程，对施工质量控制需以施工工艺为核心，严格控制各工序质量，方可保证最终实体质量。科学加固方法十分关键，正式选取之前应对各加固方法论证，择优选取加固方法。

4 多层砖混结构改造加固实践方案研究

4.1 项目概况

4.1.1 房屋建筑、结构现状

某工程项目属于多层办公楼，于20世纪70年代建造完毕，原设计中西侧部分包含三层，东侧包含4层。该房屋首层西侧、东侧层高分别是4.9m、3.5m，2～4层层高均为3.5m,西侧部分房屋高度为12.05m、东侧部分房屋高度是14.15m。该项目房屋建筑上部选用砌体结构，基础为条形。

4.1.2 改造内容

通过对该项目进行实地勘察调研，最终明确其项目改造内容，在原有建筑基础上局部扩展1个开间；东侧部分西北角布设一部电梯；东侧走廊内将其纵墙予以拆除；整体室内进行局部拆除承重墙，重新进行室内规划设计[5]。

4.1.3 结构抗震鉴定结论

根据实际检测该项目一层使用的混凝土强度为C18，1、2层砖强度是MU10，砂浆强度是M10，3层以上砖强度是MU7.5、砂浆强度是M5，4层砂浆强度是M2.5。该项目进行改造及局部扩建，均需严格依照我国《现有建筑抗震鉴定与加固规程》(DGJ 08-81-2015)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(2016版)中相关要求及准则，系统性采取抗震措施以及准确计算抗震承载力，即按后续使用年限为50年标准进行抗震鉴定。根据相关建筑改造后抗震鉴定，最终结果显示改造后砌体与内框架混合承重结构体系，超出相关要求，该项目中首层层高为4.9m，不符合相关层高限制要求；东西两侧错层1.4m,且并未严格依照要求，布设相应的防震缝。构造柱、圈梁布设均未满足该地区相关准则，需对其结构实施加固措施予以加固；1-3层墙体受压及抗震承载力不足，应进行抗震承载力加固[6]。

4.2 加固方案分析

4.2.1 抗震受力分析

本项目存在的不足包含多个方面，主要体现在底层内框、错层、墙体承载力不足、层高超限，以及抗震构造措施未达到规范要求等。首先，针对底层内框缺陷，框架和砌体两种材料存在一定差异性，可有效改善结构的整体性及延展性，通过采取混凝土构造柱与圈梁等加固措施，确保结构整体受力处于合理范围内；其次，针对多层砌体房屋建筑，内部传力路径较为复杂，缺乏一定的整体性，不利于增强房屋建筑整体抗震性能。由于此种房屋在地震条件下受力复杂，未经过精准计算，所以抗震设计应予以严控，房屋建筑5轴两侧是传力的重点部位，应对其着重进行加固；最后，房屋建筑西侧层高较高，根据上述内框等问题，首层薄弱部位可选用混凝土板墙加固方式。

4.2.2 加固方案

结合该项目实际状况，以及上述抗震受力系统性分析，将改善结构受力和整体抗震性能为切入点，建议选用以下加固措施：(1)底层内框架改造加固措施，应按照建筑整体平面布设规划要求，及时补充相应的横、纵墙体，将其整体性结构改造成砌体结构。(2)东西侧错层及首层层高超限问题，在交界区域内墙体利用双面夹板墙予以加固，有效增强墙体抗震性。(3)墙体受力和抗震承载力不足问题，所有的抗震墙体均采用双面钢筋网水泥砂浆面完成加固。(4)项目部分区域内未布设相应的构造柱、圈梁等问题，严格依照相关标准增设相应设施，同时应保证新旧结构衔接的可靠性。

4.3 加固具体做法

一是所有竖向的钢筋应通长布设，将其下端穿过基础顶面、楼面所需加固层直至楼板面。穿板过程中，楼板钻孔禁止将其板内钢筋折断；二是混凝土与墙体结合过程中，应将其表面异物清除干净，墙体钻孔应注意尽可能减少对墙体大面积损伤。

一方面，根据实际抗震计算结果表明，该项目1-3层墙体受压和抗震承载力无法满足相关要求，需增强结构承载力。项目中所有抗震墙均选用双面钢筋网水泥砂浆面进行加固，采取此种加固措施，不仅有效解决原有结构承载力不足，而且消除抗震措施缺乏合理性瓶颈，由于加固之后结构抗震措施，与相关要求仍存在一定的差距，所以应适当提高承载力的冗余度；另一方面，针对东西侧错层交接处的墙体，选用厚度为60mm的双面夹板墙，并配备双向配筋。双面夹板墙技术主要是基于原有砌体墙，适当加入相应的钢筋混凝土，构成新型墙体，其不仅拥有良好的力学性能，而且施工操作便捷、经济性优良。墙体加固过程中应注意以下方面：(1)将墙体抹灰层去除，灰缝剔除深度约5mm～10mm，并将残留灰清除；(2)当墙体存在裂缝时，应压力灌浆处理裂缝。

5 技术要求

由于该项目建造时间长，整体结构构造缺乏一定的合理性，存在一定的错层，且部分区域内层高超出限定，改造方案及施工技术要求较高，需进行改造加固区域较多，各环节施工条件复杂。设计单位应以抗震最终数据为依据，开展系统性加固设计；施工单位应全面分析项目施工条件及特点，制定完善的改造加固方案，正式改造之前，全面审核原结构是否与建设单位提供设计图纸相吻合，若存在异常状况，应对其进行审核处理。要求参与改造单位建立良好的沟通，在施工过程中做好协作，根据相关要求进行操作，确保其操作更具规范化。