某砌體結構住宅受撞擊后加固設計實例

郭星 強露晴 忻曉鵬

1.河北省建筑科學研究院有限公司 河北石家莊 050021

2.河北建研科技有限公司 河北石家莊 050021

1 工程概況

某山區地區住宅樓建于2009年，為地上七層砌體結構，樓、屋面板均為現澆板，基礎形式為筏板基礎，建筑面積約2200m2，層高均為2.9m。2020年8月某日下午兩點左右，由于該山區當日出現暴雨天氣，位于該住宅樓西側的土體壩體在受到暴雨沖刷過后發生滑坡，壩體的鋼筋混凝土擋土墻發生突然倒塌并對該住宅樓西側山墻（1×A-L軸墻體）強烈撞擊，造成西山墻和部分相近墻體出現墻體凹凸變形、墻體多處開裂或斷裂等現象，致使該住宅樓立即停止使用。

為盡快恢復后續使用并保證該建筑結構的安全，首先對該建筑進行了檢測鑒定工作，根據檢測鑒定結論對該住宅樓進行了加固設計，其中包括對受損嚴重的承重砌體墻置換施工所需采取的支護措施設計。

圖1 結構平面布置及墻體受撞擊位置平面示意圖

2 檢測數據及結論

（1）鋼筋混凝土擋土墻基礎基本完好，部分基礎裸露，并向住宅樓方向傾斜，最大傾斜值約為500mm。

（2）住宅樓西側山墻部分墻體（1×A-C軸墻體）在一層至二層高度范圍內（標高范圍5.750m-11.550m）外保溫層脫落，且承重墻體有明顯的向內凸起的變形，最大向內凸出值約為100mm（位于二層墻體距離樓板高約0.8m處）。

（3）1-2×C軸墻體、1-3×G軸墻體、1-3×G軸墻體、1×C-G軸墻體、1×G-K軸墻體在一層至四層高度范圍內（標高范圍為5.750m-17.350m）存在不同程度的裂縫，其中最大裂縫寬度約為0.3mm。

（4）住宅樓基礎完好無損，地基和基礎均未發生不均勻沉降現象，故該主體結構墻體變形及開裂現象非地基基礎原因所致，屬于受到外界較大偶然沖擊力所致。

3 加固措施及分析

3.1 受撞擊變形顯著的墻體

住宅樓西側山墻部分墻體（1×A-C軸墻體）在一層至二層高度范圍內（標高范圍5.750m-11.550m）受損嚴重，已經產生明顯的向內凸起變形，顯著影響承重墻體的承載力性能，對主體結構的安全性造成一定的影響。針對這部分墻體，采取將整片墻體置換的方法進行修復處理，置換所采用的砌體材料及其性能均應與原設計保持一致。砌體承重墻的置換技術常見為制作具有一定強度和剛度的抬墻梁[1]，或者參照墻體拆除施工中的“拆墻換梁”、砌體組合托梁開洞[2]等思路。本項目中置換墻體施工采用的支護措施為砌筑臨時承重墻體并利用工字型鋼梁將需要置換的墻體上部結構全部進行臨時支托。臨時砌筑墻體應從筏板基礎頂開始砌筑，砌筑至二層需置換墻體的上部圈梁底部高度，使鋼托梁頂與二層墻體上圈梁底位于同一標高位置。該支護措施的傳力路徑為：上部結構荷載以多個集中力的形式傳遞給短向鋼托梁；短向鋼托梁可簡化為受跨中集中力的簡支梁，一端支撐在砌筑臨時承重墻上，一端支撐在外部封邊鋼梁上；封邊鋼梁可簡化為受多個均勻分布集中荷載的簡支梁，兩邊均支撐在鋼挑梁上；鋼挑梁一端受集中外力，另一側支撐在臨時砌筑墻體且上部也砌筑有一層高度的承重墻體。最終將需置換墻體上部的荷載均通過臨時砌筑承重墻體傳遞到筏板基礎上。置換墻體應分段按順序進行，不應整片墻體同時拆除置換，也不應同時對兩片墻體上的部分墻體進行拆除置換。

3.2 存在裂縫的墻體

1-2×C軸墻體、1-3×G軸墻體、1-3×G軸墻體、1×C-G軸墻體、1×G-K軸墻體在一層至四層高度范圍內（標高范圍為5.750m-17.350m）存在的裂縫雖然寬度不均，但是這類裂縫最大的裂縫寬度為0.3mm，總體來說，屬于寬度較小的裂縫。這些墻體是距此次事件受到撞擊的墻體（1×C-G軸墻體）位置較近的墻體，也受到了這次偶然外荷載的影響，但是并沒有發生顯著變形，因此對這些墻體采用壓力注漿的加固方法對裂縫進行修補。

3.3 西側山墻（1×A-L 軸墻體）整體

由于西側山墻部分墻體進行了置換墻體加固，部分墻體進行了裂縫壓力注漿修復，同時考慮到作為外部墻體受外界環境影響較大，因此為了提高西側山墻的耐久性和增強主體結構的整體性，在置換墻體和修補裂縫施工完成后，應對西側山墻（1×A-L軸墻體）整體進行單面鋼筋混凝土面層加固[3]。

4 結語

通過對該山區地區某住宅樓遭遇偶然撞擊荷載受損后的檢測鑒定及加固方案的分析，對多層砌體結構在受到外界撞擊荷載產生較大變形需要置換墻體的情況下所采取的加固方法做了闡述，尤其是對于加固施工過程中所采取的墻體支護措施作了重點介紹，通過本文介紹可以看出此項目中所采取的置換墻體支護措施具有計算簡單、傳力路徑清晰、施工過程易操作、施工工期較短等優點。這對以后類似情況下的砌體結構的加固設計及加固施工支護措施起到了一定的參考作用。