多層磚混結構改造加固方案探究

侯 森

(菏澤市規劃建筑設計研究院有限公司，山東 菏澤 274000)

引言

針對老舊磚混結構的建筑，可根據項目實際狀況，采取相應的加固補強措施，延長使用壽命，而并非一味進行拆除。通常而言，磚混結構建筑加固方式較多，不僅包含地基基礎加固、墻體加固，而且涉及磚柱加固、混凝土梁加固等。制定結構改造及加固方案時，應嚴格依照項目實際狀況，保證改造及加固方案具有針對性及可行性。

1 磚混結構房屋加固基本原則

磚混結構房屋加固若想獲取良好的成效，需充分結合實際狀況，遵循相應的基本原則，保證整個加固全生命周期更具規范化、標準化，提高最終加固成效。第一，加固程序。應交由專業化結構鑒定，嚴格依照相關規程開展鑒定工作，以最終鑒定結果為核心，合理化選取加固方案；開展加固設計工作，積極做好施工和驗收。第二，加固目的。常規下依照加固核心目的可將其劃分為兩種類型，一種是精力加固主要為提高結構自身承載力，優化改善房屋結構整體應用功能；另一種是抗震加固是提高結構自身延性，增強房屋自身整體性。第三，加固方法。加固方法合理性與最終加固成效密切相關，應以初期結構鑒定結果為核心，明晰結構特征及施工條件，遵循現場安全、經濟原則選取。第四，加固設計。最大限度保證概念明晰化，技術選用先進、可靠，施工工藝簡單易操作，包含加固簡圖、前后結構內力分析及承載力計算、截面設計、構造措施。第五，加固施工。應交由專業化隊伍實施，且嚴禁損傷原有結構，應按加固設計圖紙及當下規范驗收[1]。

2 磚混結構房屋加固方法

2.1 地基基礎加固方法

此種方式又包含多種類型：加大基礎底面積法，適用于既有建筑物荷載增加、地基承載力或基礎底面積不滿足設計要求，且基礎埋置較淺具有擴大條件建筑加固。設計時應根據原有建筑實際狀況，采取有效措施，保證新、舊基礎連接牢固性和變形協調；基礎補強注漿加固法，適用于因不均勻沉降、凍脹或其他原因引起的基礎裂損的建筑加固。實際加固前，地基應保持穩定或已進行加固處理。

2.2 墻體加固方法

通常墻體加固包含鋼筋混凝土面層加固法、鋼筋網水泥砂漿面層加固法、鋼絞線網-聚合物砂漿面層加固法、粘貼纖維復合材加固法、砌體壓力灌漿補強加固法。其中，鋼筋混凝土面層加固法屬于復合截面加固法，在原墻體側面增配鋼筋混凝土面層以此提高受壓、受剪承載力，可選用支模澆筑或噴射混凝土工藝。鋼筋網水泥砂漿面層加固法是在墻體側面涂抹一定厚度的水泥砂漿，并與鋼筋網形成組合墻體，達成加固目標的方式。粘貼纖維復合材加固法，采用結構膠粘劑將纖維復合材料粘貼于墻體表面，形成兩者共同受力，以提高受剪承載力。

2.3 磚柱加固方法

包括增設砌體扶壁柱加固法、增設混凝土壁柱或面層組合柱加固法。第一種方法是在砌體墻側面增設砌體柱，形成整體、共同受力的加固方法，其應設置基礎，基礎埋深應與原墻基礎保持相同；第二種方法適用于支承大梁的墻段的抗震加固。支承懸挑構件的墻體不符合抗震要求時，也可在懸挑構件端部增設鋼筋混凝土壁柱或面層組合柱予以加固[2]。

2.4 混凝土梁常用加固方法

混凝土梁正截面粘鋼加固、加筋法加固、簡支梁正截面碳纖維片材加固，上述方法均用于增強截面實際承載力，成效較佳。

2.5 混凝土樓板加固方法

樓板受拉區域內選取粘鋼、貼炭纖維片材加固，可進一步提高截面自身受彎承載力；樓板新開洞加固，建議選取粘鋼加固、貼碳纖維片材加固，從本質層面變更力傳遞路徑，提高實際承載力。洞口邊存在集中性載荷，亦或洞口寬度或自身直徑超過1 000mm，需結合實際狀況增設相應的邊梁。樓板裂縫修補：裂縫存在穩定、非穩定性狀態，需積極明晰裂縫形成因素、修補目的等，選取合理的加固方法，一般選取加固方法為灌漿法、填充法等，裂縫進行修補核心目的在于進一步增強防水性能，提高實際承載力[3]。

3 磚混結構房屋加固質量控制措施

為從本質消除質量安全隱患，需進一步控制加固過程中質量，核心控制點為鋼材和混凝土質量控制，以及選取合理的加固方法，方可形成合力，控制加固質量可靠性，體現在以下三個方面。

3.1 鋼材質量把控

需充分嚴格把關鋼筋自身規格、種類及質量，嚴格依照我國相關規程進行控制，嚴禁將質量不達標的材料用于施工中。鋼材存放需積極做好防水控制，避免受雨水侵蝕，正式使用之前需積極做好除銹工作，要保證質量達標后使用。正式施工中充分以施工圖紙為核心，開展鋼筋綁扎等工作，確保實際位置及質量可靠性，下料之前需精準性計算鋼筋綁扎合理部位。

3.2 混凝土質量控制

混凝土作為施工核心材料，需從初期選材至后續施工全過程積極做好質量控制，保證加固質量可靠性。磚混結構房屋加固過程中，混凝土質量可靠性直接決定最終加固質量，需積極選取質量達標的水泥、骨料，現場做好材料性能檢測，保證其滿足相關規程。施工中受多方面因素影響，易出現強度不足、密實度不足、麻面等質量缺陷，需嚴格依照相關規程開展混凝土操作，采取專項解決措施，減少質量缺陷，保證其振搗、澆筑、養護等環節質量達標[4]。

3.3 施工加固方法選取合理性

施工作為一個持續性過程，對施工質量控制需以施工工藝為核心，嚴格控制各工序質量，方可保證最終實體質量。科學加固方法十分關鍵，正式選取之前應對各加固方法論證，擇優選取加固方法。

4 多層磚混結構改造加固實踐方案研究

4.1 項目概況

4.1.1 房屋建筑、結構現狀

某工程項目屬于多層辦公樓，于20世紀70年代建造完畢，原設計中西側部分包含三層，東側包含4層。該房屋首層西側、東側層高分別是4.9m、3.5m，2～4層層高均為3.5m,西側部分房屋高度為12.05m、東側部分房屋高度是14.15m。該項目房屋建筑上部選用砌體結構，基礎為條形。

4.1.2 改造內容

通過對該項目進行實地勘察調研，最終明確其項目改造內容，在原有建筑基礎上局部擴展1個開間；東側部分西北角布設一部電梯；東側走廊內將其縱墻予以拆除；整體室內進行局部拆除承重墻，重新進行室內規劃設計[5]。

4.1.3 結構抗震鑒定結論

根據實際檢測該項目一層使用的混凝土強度為C18，1、2層磚強度是MU10，砂漿強度是M10，3層以上磚強度是MU7.5、砂漿強度是M5，4層砂漿強度是M2.5。該項目進行改造及局部擴建，均需嚴格依照我國《現有建筑抗震鑒定與加固規程》(DGJ 08-81-2015)和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)(2016版)中相關要求及準則，系統性采取抗震措施以及準確計算抗震承載力，即按后續使用年限為50年標準進行抗震鑒定。根據相關建筑改造后抗震鑒定，最終結果顯示改造后砌體與內框架混合承重結構體系，超出相關要求，該項目中首層層高為4.9m，不符合相關層高限制要求；東西兩側錯層1.4m,且并未嚴格依照要求，布設相應的防震縫。構造柱、圈梁布設均未滿足該地區相關準則，需對其結構實施加固措施予以加固；1-3層墻體受壓及抗震承載力不足，應進行抗震承載力加固[6]。

4.2 加固方案分析

4.2.1 抗震受力分析

本項目存在的不足包含多個方面，主要體現在底層內框、錯層、墻體承載力不足、層高超限，以及抗震構造措施未達到規范要求等。首先，針對底層內框缺陷，框架和砌體兩種材料存在一定差異性，可有效改善結構的整體性及延展性，通過采取混凝土構造柱與圈梁等加固措施，確保結構整體受力處于合理范圍內；其次，針對多層砌體房屋建筑，內部傳力路徑較為復雜，缺乏一定的整體性，不利于增強房屋建筑整體抗震性能。由于此種房屋在地震條件下受力復雜，未經過精準計算，所以抗震設計應予以嚴控，房屋建筑5軸兩側是傳力的重點部位，應對其著重進行加固；最后，房屋建筑西側層高較高，根據上述內框等問題，首層薄弱部位可選用混凝土板墻加固方式。

4.2.2 加固方案

結合該項目實際狀況，以及上述抗震受力系統性分析，將改善結構受力和整體抗震性能為切入點，建議選用以下加固措施：(1)底層內框架改造加固措施，應按照建筑整體平面布設規劃要求，及時補充相應的橫、縱墻體，將其整體性結構改造成砌體結構。(2)東西側錯層及首層層高超限問題，在交界區域內墻體利用雙面夾板墻予以加固，有效增強墻體抗震性。(3)墻體受力和抗震承載力不足問題，所有的抗震墻體均采用雙面鋼筋網水泥砂漿面完成加固。(4)項目部分區域內未布設相應的構造柱、圈梁等問題，嚴格依照相關標準增設相應設施，同時應保證新舊結構銜接的可靠性。

4.3 加固具體做法

一是所有豎向的鋼筋應通長布設，將其下端穿過基礎頂面、樓面所需加固層直至樓板面。穿板過程中，樓板鉆孔禁止將其板內鋼筋折斷；二是混凝土與墻體結合過程中，應將其表面異物清除干凈，墻體鉆孔應注意盡可能減少對墻體大面積損傷。

一方面，根據實際抗震計算結果表明，該項目1-3層墻體受壓和抗震承載力無法滿足相關要求，需增強結構承載力。項目中所有抗震墻均選用雙面鋼筋網水泥砂漿面進行加固，采取此種加固措施，不僅有效解決原有結構承載力不足，而且消除抗震措施缺乏合理性瓶頸，由于加固之后結構抗震措施，與相關要求仍存在一定的差距，所以應適當提高承載力的冗余度；另一方面，針對東西側錯層交接處的墻體，選用厚度為60mm的雙面夾板墻，并配備雙向配筋。雙面夾板墻技術主要是基于原有砌體墻，適當加入相應的鋼筋混凝土，構成新型墻體，其不僅擁有良好的力學性能，而且施工操作便捷、經濟性優良。墻體加固過程中應注意以下方面：(1)將墻體抹灰層去除，灰縫剔除深度約5mm～10mm，并將殘留灰清除；(2)當墻體存在裂縫時，應壓力灌漿處理裂縫。

5 技術要求

由于該項目建造時間長，整體結構構造缺乏一定的合理性，存在一定的錯層，且部分區域內層高超出限定，改造方案及施工技術要求較高，需進行改造加固區域較多，各環節施工條件復雜。設計單位應以抗震最終數據為依據，開展系統性加固設計；施工單位應全面分析項目施工條件及特點，制定完善的改造加固方案，正式改造之前，全面審核原結構是否與建設單位提供設計圖紙相吻合，若存在異常狀況，應對其進行審核處理。要求參與改造單位建立良好的溝通，在施工過程中做好協作，根據相關要求進行操作，確保其操作更具規范化。

6 結 語

磚混結構進行加固改造時，由于抗震設計及結構體系未滿足相關要求，應全面分析項目實際特征，采取針對性加固措施，以及對受力薄弱部位及構件進行重視，發揮其結構優越性。正式改造加固之前，應全面做好技術交底工作，掌握施工重難點，做好資源配置，制定完善的施工加固方案，保證最終改造加固質量。