淺析砌體結構房屋加固與改造技術

劉月平

摘 要：砌體結構（masonry structure） 是由塊材和砂漿砌筑而成的墻，柱作為建筑物主要受力構件的結構。它包括磚結構、石結構和其它材料的砌塊結構。砌體結構分為無筋砌體結構和配筋砌體結構。砌體結構在我國應用很廣泛，這是因為它可以就地取材，具有很好的耐久性及較好的化學穩定性和大氣穩定性，有較好的保溫隔熱性能。砌體結構的缺點是自重大、體積大，砌筑工作繁重。由于磚、石、砌塊和砂漿間粘結力較弱，因此無筋砌體的抗拉、抗彎及抗剪強度都很低。由于其組成的基本材料和連接方式，決定了它的脆性性質，從而使其遭受地震時破壞較重，抗震性能很差，因此對多層砌體結構抗震設計需要采用構造柱、圈梁及其它拉結等構造措施以提高其延性和抗倒塌能力。

關鍵詞：砌體結構；工業建筑；延性；抗倒塌能力；加固與改造

用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結構，又稱磚石結構。由于砌體的抗壓強度較高而抗拉強度很低，因此，砌體結構構件主要承受軸心或小偏心壓力，而很少受拉或受彎，一般民用和工業建筑的墻、柱和基礎都可采用砌體結構。建筑裂縫有很多種類型，其中砌體裂縫是最常見的一種裂縫類型。建筑裂縫形成的原因是多樣的。本文對產生裂縫的類型及成因進行了分析，并提出了加固與改造的技術。

1 砌體房屋結構抗震的加固準則

1.1加固的建筑必須具有完整的抗震性能，不影響建筑以前的構造強度。

所謂的抗震整體性能就是所有零件一起承受重力，并且將地震對荷載的作用恰當的傳輸。假若房屋的整體抗震性能良好，當房屋因為受到外部的沖擊，一些區域被損壞，如果房屋的整體抗震性能良好，就不容易發生倒塌。

1.2 建筑物的結構與零件強度級別符合抗震需求。磚砌體的抗彎強度與抗剪強度一般是抗壓強度的十分之一，當磚砌體組織對水平地震作用承受的過程中，抗彎強度和抗剪強度往往與需求不符，導致要對很多的磚砌體零件進行加固，才能與抗震需求保持一致，亦或是增加建筑物中具有抗震能力的零件數量來提升房屋抗震能力。

1.3 謹慎選擇針對性的抗震加固方法。假若房屋的結構體系是非剛性的，需要尤其謹慎挑選抗震加固方式。當加固運用了加固柱、墻垛、支撐架等原材料的時候，應該格外注意層間位移，抵御變形的強度需要相應增強。

2 產生裂縫的類型及成因

2.1 溫度裂縫熱脹冷縮是物質的同有特性，由于溫差的作用會產生不勻稱的伸張縮減，從而導致砌體構造形成罅隙。①因為鋼筋混凝土面板及圈梁與磚墻伸縮大小的差異形成罅隙。我們居住的砼平屋蓋房中，常常會在最頂層的兩側墻體上看到一些罅隙。房屋周邊的罅隙最普遍的形狀是正“八”字斜裂縫，而平房屋頂下或者屋頂圈梁下沿磚（塊）灰縫形成罅隙形狀一般是水平狀的。當建筑物頂板的熱度明顯比下部分的墻體溫度高，或者是砼頂板的線脹系數明顯大于磚砌體是平屋頂出現溫度裂縫的關鍵原因，因此頂板與墻體之間的變形會存在差異，對墻體形成的拉/剪力數值超大。②磚砌體本身發生的伸出縮進而構成的罅隙。磚砌體的伸出縮進與其工作環境聯系密切，在土下埋藏的砌體具有恒定的地基，但是外部裸露區域，例如上部結構，溫差轉變大、伸縮力度大，在砌體的內部就會形成拉應力和剪應力。罅隙就是由于拉裂與剪裂的作用而形成的。罅隙的詳細位置因為是與建筑物的建造形式與具體的架構狀況息息相關，裂縫的級別是工程實施的季節相關，裂縫越寬，氣溫也就越高。

2.2 干縮裂縫。

絕大部分的制造材料都有著干縮濕脹的特性。每種制造材料使用的材質與內部架構都是獨一無二的，干濕變形數值也會存在差異，這就是干縮濕脹的特性表現。例如各式各樣的燒結制品，這種產品的干縮變形能力相對較小，即使是發生了變形，持續的時間也很短暫。

2.3 溫度與材料干縮相互影響下形成的裂縫。

在很多情況下，溫度和干縮裂縫的形成是受到多種要素的相互影響，但是在建筑物上面展現出來的裂縫形態往往偏向于某一種。燒結制品產生裂縫的最主要是溫度原因導致的，非燒結制品形成的裂縫的形態主要是溫度與干縮兩種要素互相作用的結果，這類制品有砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等縫，這種相互結合的裂縫形態主要表現在房屋的墻面上，抑或是由于所處區域環境的差異使得裂縫出現差異，這樣的裂縫相對于簡單由一種要素導致的裂縫來說，損壞更為嚴重。

2.4 設計缺陷形成的裂縫。

大部分已經完工的農房，在建造之前都缺乏認真的設計，設計圖紙簡單、精確度不高，有很大部分的項目都是沿用以往的設計圖紙，在運用的時候，并未嚴加考核；一些適當的借鑒了設計方案，但是并沒有經過精確的計算，毫無根據的增加荷載。還有一下即使實現統計了荷載的數值，但是統計的過程不夠認真細致，導致荷載的不足，最終使得砌體的承載力還是不滿足要求，加入施工過程出現質量問題，建筑物開裂與倒塌的危險系數非常大。

3 砌體結構裂縫加固改造技術

3.1 溫差形成的裂縫一般的處置方式

3.1.1 覆貼鋼板網片法。首先順著裂縫的方面，將在墻體上殘留的抹灰層清理徹底，并且留下的寬度要超過30cm，將其清理干凈。首先將縫隙用水泥漿填滿，然后開始第一次的抹灰工作（用水泥砂漿），隨后鋪平釘牢鋼板網，用第一次抹灰面層過程中使用的材料與經過科學配比的砂漿在不同的層面涂抹平實。

3.1.2 皮磚縫將砂嵌錨拉鋼筋法。順著裂縫的水平方向，相隔5皮磚縫的距離將砂漿去除成長度、深度分別為1000mm、50mm，并且把一根6鋼筋（鋼筋端部加直鉤，直鉤伸人磚墻豎縫中）埋入其中，運用比例是1：2.5，的水泥砂漿將其填嵌密實。不可忽略的是要避免因為過度的施工，會使得墻體安全度下降。

3.1.3 運用壓力灌漿法。聚合物水泥漿液、化學漿液是壓力灌漿法之中最常使用的漿液，需要與專業的設備、機械相結合，達到漿液灌入縫隙的目的。在灌注之前，要用水泥砂漿對裂縫的內外都進行修補，并且在上部與下部都要開一個小洞，將漿液從上部的小洞中灌入，直到下部的小洞流出了漿液，密封小孔。

3.1.4 假若環境許可，拆磚重砌法是最好的修復方法，也就是在產生裂縫的區域，拆除一些磚塊（約長500mm～1000mm），徹底的清除黏附的砂漿，并展開清洗，徹底清除殘留，重新砌筑比原有設計強度等級高一級的砂漿，新修筑的砌體與以往修筑的要緊密的聯系。

3.2 針對地基沉降的情況應采用的應對策略

3.2.1 密切關注建筑物下降的幅度，假若地基每天不平均沉降的幅度大于0.5mm，意味著地基此刻還處于下降的狀態之中。假若產生的縫隙大于1.5mm-2mm，并且縫隙的長度是建筑物整體高度的一半，或者超過三分之一且裂縫比較多時，就視之為危險建筑，這時一定要全部撤出，不能再次使用此建筑物，必須要及時分析，尋找補救方式。

3.2.2 假若因為一部分土層軟弱而造成沉降的情況，就要與建筑的構造情態與軟土的位置與大小等相結合，設計恰當的加固策略。

3.2.3 在策劃磚混建筑過程中，要集合地基綜合分析房屋的體積、荷載、基本類型。簡單是對房屋平面的基本要求，盡量防止出現曲折變化的情況；內墻與外墻要相互貫通，縱橫墻要進行恰當的布置，橫墻之間的距離比建筑物寬度的1.5 倍還小。房屋的長度與高度之間的比例最好小于3：1 的比例。沉降縫要設置在恰當的區域，對圈梁進行恰當的布置，與具體的情況相結合。挑選優質的基礎類別，使得強度與剛度都能夠得到強化。

參考文獻：

[1]趙宏海，張皤.淺談砌體結構裂縫的形成原因及其控制方法[J].科技促進發展，2016，（3）.