砖混结构加固施工技术在工程中的运用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 25 日 作者简介：刘昕辰（1992），男，汉族，北京航空航天大学北海学院，建筑学，工程师，赣州昕宇工程造价咨询有限公司。-112-砖混结构加固施工技术在工程中的运用 刘昕辰 赣州昕宇工程造价咨询有限公司，江西 赣州 341000 摘要：摘要：目前，在全国范围内，由于历史原因，受限于当时的条件，存量的砖混结构房屋仍然较多。但由于建筑材料及节点构造等原因，使其延展性不强、变形能力低，导致其抗震性能不佳，在过去的几次大地震中，损失惨重。如何有效地解决已建砖混结构的加固问题，以及如何提高其抗震能力，保障人们的生命与财产安全，一直是建筑工程界关注的热点问题。关键词：关键词：砖混结构；加固施工；工程应用 中图分类号：中图分类号：TU746.3 1 砖混结构加固施工的重要性 现在，在我国现有的住宅建设中，砖混结构占了相当大的比例，尤其是在 20 世纪建造的，因为那时的设计水平不高，缺少对工程建设质量的有效监管，相当一部分工程已不能满足现行安全规范的要求，存在一定的安全隐患。然而，由于拆迁成本过高，且对居民日常生活造成了极大的干扰，因此，对既有房屋进行修缮、加固与更新改造成为了一个重要的研究方向。在原有的建筑物基础上采用该技术，既保证了建筑物的安全，也保证了室内各种设备的使用要求。与新建房屋相比较，对旧房屋进行加固和改建，具有工期短、投资省、效益高等特点，经济效益显著，同时，其社会价值也是显著的。2 砖混结构加固设计的基本原则 在对已建砖混结构进行加固时，除了要充分发挥原有结构的功能外，还要兼顾施工条件、使用要求和加固费用等。为取得较好的加固效果，必须遵循以下几个基本原则。2.1 在加固前进行评估 在用房屋结构在设计加固之前，需要通过测试和可靠度评估，全面掌握结构的材料特性、结构的布局与结构体系、结构的破坏程度。对该工程的现状进行详细的了解，并对其承载能力进行详细的分析，以指导以后的加固方案的选取。所以，在对其进行加固之前，应对其进行评估，以确保其在以后的使用过程中不会有任何的安全隐患。2.2 充分发挥原有结构的承载能力 待加固的原有结构通常还有一定的承载力，所以在对原有结构进行加固时，应尽可能地利用原有结构构件，充分发挥其作用，以减少非必要的拆卸与替换。对低承载能力的构件，应充分考虑其对结构整体性能的影响。最大限度地减小加固对结构的不利影响。2.3 各种加固方案的优选方法 一般情况下，在某一构件的承载力不够时，可通过增加支承来加强，或增加其截面，也可以将钢板等从部件的表面上进行粘接。所以在选择加固方案时，要综合考虑各种因素，一般要遵循经济合理，方便施工，加固效果好的原则。在确定加固方案时，除了要考虑其与原有结构之间的传递、承载能力等因素外，还应充分考虑原有环境因素。2.4 解决新老材料协同作用及应变迟滞的问题 在加固过程中加入的新材料，必须与原结构密切配合，协同工作，才能使其功能得到最大程度的发挥。因为原来的结构受力较大，而新的结构在初始阶段基本是无受力的，所以在进行结构加固时，要确保新老结构能够协同工作，并对新老结构的安装顺序进行合理的安排。为使其更好地发挥其功能，采用了一种行之有效的方法来减少应力迟滞。2.5 强化施工期间的结构检测 尽管在加固前已做了检验和鉴定，但在拆除、安装和加固时，仍不可避免地会受到损伤。所以，在施工期间，必须对结构进行定期的应力检测，如有与评估结果不符的结构缺陷或损坏，要及时处理，以消除隐患，坚决制止危害结构安全或使其工作表现下降的中国科技期刊数据库 工业 A-113-行为。2.6 与防震防灾有机地结合起来 中国东部地处太平洋大震源区，西部及西南为欧亚大震源区，6 度以上抗震设防烈度区域约占国土总面积的 60%。但是，90 年代以前的住宅大都未作抗震设计或抗震设防水平不高。因此，在对已建建筑物进行加固时，应将其与抗震加固措施有机地结合起来，以保证其在地震作用下具有一定的安全储备。3 砖混结构的加固思路 3.1 房屋抗震承载力不足时（1）如果各层的整体抗震性能指标与预定值相差不大，则可采取在一面或两面使用水泥砂浆面层，钢筋水泥砂浆面层对其进行加固。如果某一层的整体抗震性能指标偏离预定值较大，则可采取在某一层或全部一层加一层钢板墙的方法。（2）在房屋的抗震水平墙间距太大时，可以通过增设抗震墙来加强，对于某些部分强度不足的旧墙要拆掉重新砌筑，新砌或新建的抗震墙所用的材质应该和原来的结构一样，现场浇筑的钢筋混凝土也是可行的。（3）在承载梁的砖柱承载力不够的情况下，可通过设置外墙柱或内墙柱来加强，也可以用现浇混凝土套来加强。（4）在墙体出现裂缝时，可用压力注浆进行修复，对于粉化率较高或强度较差的墙体，可进行全壁注浆。3.2 房屋的整体性得不到满足时（1）在平面上设置的墙没有封闭时，可以在开口处增加一段墙来封闭它。如果纵横墙的连接不好，可以用钢拉杆，长锚杆，外加柱，或者外加的环梁来加强。（2）在结构柱、核心柱不符合规定的情况下，可采用加强墙的方式来增加整体抗震性能指标，同时还可以增加附加柱等。（3）圈梁的设置不符合规范的情况下，需增加外配混凝土圈梁，内环梁可用钢拉杆或在进深处加锚固件替代。在使用双面钢筋网或钢筋混凝墙板的情况下，在楼面的上、下两端均加筋的情况下，不需要单独设置圈梁（4）在高层建筑（房屋）结构不能达到设计要求的情况下，可以增加框架结构，或采用加强结构整体性的方法。3.3 局部易倒塌部位未达到要求时（1）窗墙间距太小，或墙体的抗震承载力不能满足要求，可以通过增加钢筋混凝土窗或配以钢筋网砂浆面层、板墙等方法对其进行加固。（2）当墙体承受能力如支承梁的部分不能满足要求时，可以增加砌体柱和钢筋混凝土柱，或者用钢筋网水泥砂浆面层和板墙进行加固。（3）间壁没有拉接或拉接不牢固时，可通过镶边、埋设钢夹套、锚固钢筋等方法对隔间壁进行加强，对于较高的部位，可用钢筋网砂浆层进行加固。（4）当烟囱、女儿墙和门脸超过规范的高度时，应将其高度移除，或用型钢或钢拉杆加以加强。（5）当楼梯井、升降机井和水槽间不能满足需要时，可以使用表面或附加柱子进行加强，使其上、下部分与主体结构进行牢固的连接。（6）对悬挑件不能达到规定的锚定长，可在悬挑段上增设拉条，或减小悬挑段。3.4 对多层砖混房屋抗扭影响显著时的抗震性能不足时（1）在较弱的部位，应先增加砖墙，或在原有的墙体上增加一层。（2）采用划分平面单元的方法，减小扭振影响；3.5 墙体厚度不足时 在已建住宅中，若墙体厚度不超过 180 毫米，则需用两面钢筋网砂浆层或配筋混凝土墙板进行加固。4 常用的砖混结构加固方案 在确定砖混结构房屋的加固方案时，要结合房屋的具体条件，以提高结构整体性、改善原有结构构件的受力状态、提升薄弱部位的抗震能力等为依据，并结合具体工程的具体情况，确定加固方案。以增强结构的综合抗震性能及建筑的整体性等原则，对其进行全面分析。4.1 放大截面法 加大截面加固法，又称“外包混凝土加固”。其主要方法是增加构件的截面尺寸，增强构件的强度，刚度，稳定性及抗裂性。因为它的施工方法简便，而且相对经济，所以它的用途十分广泛，被广泛应用于梁，中国科技期刊数据库 工业 A-114-板，柱，对混凝土构件如墙体和基础进行加固。其技术特征在于：在结构设计时，要处理好新增构件与原构件的共同受力问题。钢筋混凝土结构在受力时，界面将产生拉-弯-剪等复杂的受力状态，而拉、剪是最重要的受力状态。在胶结作用的弹性阶段，胶结界面的剪切应力和正应力由胶结两侧新老混凝土的粘结强度共同承担。从裂缝开始到失效，裂缝的发展主要是由锚固筋或错钉在界面上形成的被动剪摩擦来实现的。4.2 外贴钢板加固 这是一种将钢筋混凝土梁和柱包裹起来的一种加强方式，其优点是没有增加太多的体积，但由于外包型钢对混凝土具有一定的约束作用，所以可以大大提高其承载力。从而提高了结构的刚度，提高了结构的韧性。该方法具有施工简便、工期短等优点，现已广泛应用于混凝土柱、梁屋架及砖砌窗间墙等部位。4.3 换填混凝土法 此法可应用于受压区混凝土强度相对较低，或由于施工等方面的原因，局部存在严重缺陷的情况。新老混凝土粘结面的处理是否满足有关规范规定，决定了其在以后的使用中是否能够起到应有的作用。本发明的优势是，对于未达到质量要求的新旧混凝土，可以重新施工。还可对因局部腐蚀、冻害、火灾等不利因素而导致既有混凝土承重结构部分损坏的部分替代。4.4 附加预应力法 它是一种采用预应力钢筋来加强建筑物的梁、板、柱等构件的方法该方法在基本不增加原有构件的截面的情况下，可以改善构件的承载力。这是由于在荷载作用下，由于在荷载作用下形成的负弯矩会抵销荷载作用下的部分弯矩，使其具有较高的承载力。对于有特定用途的住宅，可采用此种方法。4.5 碳纤维粘贴法 碳纤维粘贴法是近年来发展起来的一种新型的加固方式，其原理是通过在构件表面粘贴一层高性能的粘合剂，使得二者可以协同工作，增强构件的承载力。其主要特点是：材料强度高、重量轻、施工简便、无需大型施工机械、具有较高的综合效益。因而在混凝土结构中得到了广泛的应用。4.6 钢筋加固法 近年来，在混凝土行业中不断引入新技术和新材料，植筋技术也随之出现，即在待连接的原始混凝土构件上，依据构件受力特征，对钢筋直径、布置位置、计算钢筋数量等进行选择，对构件进行钻孔、清孔、灌注植筋胶，再将钢筋嵌入到原来的混凝土中，最后进行浇筑；这样就可以将新老混凝土结合在一起，增强结构的承载力。其最大的优势是：施工简便、作业面小、工效高、造价低；因而在已有建筑物中得到了广泛的应用。4.7 化学注浆加水泥注浆 这种加固方法是利用空压机等向构件的缝隙内灌注化学浆液或水泥浆，以提高构件的强度、刚度及整体性。化学注浆是一种化学加固技术，它具有良好的化学稳定性、较高的强度和较高的粘附性，已在工程中得到了证实。砖混结构的材料强度较小，且开裂后的宽度也相对较大，适合采用水泥注浆法进行修复，既能使结构的完整性得到修复，又具有较好的经济性，它的承载能力也可以得到修复。注浆方法施工简便，成本低，但对设备和设备要求较高，注浆时要注意防护，避免损伤。5 砖混结构加固与材料的基本要求 为保证结构物经加固后能够满足规范的使用要求，其施工和加固材料的质量是非常重要的。在选材及施工方面，主要体现在超强，复核，缺陷查找，防止损坏，防止倾倒等方面.所谓超强，就是在增强过程中，所使用的材料必须符合现有的国家标准，并且其强度不能比要被增强的部件的材料强度低，但也不能太高，否则会造成浪费。一般情况下，用于加固的砂浆级配，其混凝土强度应高于原有建筑材料 1 至 2 级所谓复核，就是在加固之前，对原有结构构件的实际尺寸进行检测、校核。因施工过程中出现的误差，导致构件的尺寸与设计尺寸有出入，特别是在缺乏原始数据或原始数据不完整的情况下，应在加固图纸上标明施工时按实际尺寸进行。查缺，就是在进行加固施工的时候，要随时对原结构部件和它有关的工程不容易发现的部分进行检查，一旦发现，就要进行检查；必须立即停工，并立即与加强设计者协商，以确保工程顺利进行。所谓防损，就是在原有零件上钻孔、钻孔等工程中，必须采取有效的防护措施；防止损伤原有的钢筋，砂浆的粘结力等。损坏的部件应及时修理。中国科技期刊数据库 工业 A-115-所谓防倒，是指在进行加固施工之前，要对施工中可能出现的由于施工、人为等原因导致的建筑物的局部或整体倾斜，一些部件出现裂缝等不利的情况进行评估，并将其扼杀在摇篮之中。6 结语 既有建筑物的检查、评估和加固是当前备受重视的一个产业，因经济发展水平的制约，部分砖混结构住宅无法拆除改建，且其构造不符合现行抗震规范。而加强筋的设计则成为了一把解决问题的利刃，应该得到进一步的推广与创新。参考文献 1张淑娟.砖混结构加固施工技术在工程中的运用分析J.中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023(9):149-152.2高亮,邵敬科.砖混结构加固施工技术在工程中的运用J.房地产世界,2021(23):50-51,54.3丁斯阳.老旧小区砖混结构抗震加固施工技术研究J.工程机械与维修,2023(5):98-100.4 顾 夏 英,冯 军 艇,喻 志 方,马 松.砖 混 结 构 预 制 板 及 悬 挑 梁 加 固 施 工 技 术 研 究 J.建 筑 施工,2021,43(8):1552-1554.5柴越.砖混结构加固工程施工技术的应用J.新材料新装饰,2020(21):145,147.6张丽娜.某多层砖混结构改造加固方案与施工实例分析J.上海建设科技,2020(2):23-26.7王佳伟.干式连接钢板刚架加固砖墙抗震性能试验研究D.江苏:东南大学.2021.8田少义.生土房屋可靠性评价和加固关键技术研究与应用D.河北:河北建筑工程学院.2019.9蔡正杰.江西农村危房加固改造技术的应用研究D.江西:南昌航空大学.2018.