李玲嬌， 夏孝軍， 陳 華

(1.四川省建筑新技術(shù)工程公司， 四川成都 610081； 2.中國十九冶集團(tuán)有限公司，四川成都 610031)

[定稿日期]2017-08-31

近年來，雖然我國城鎮(zhèn)化建設(shè)取得了重大發(fā)展，但是在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中也出現(xiàn)了許多問題，其中以老舊房屋的安全性問題尤為突出。此類建筑主要修建于20世紀(jì)50年代到90年代，經(jīng)過幾十年的風(fēng)雨、地震等自然災(zāi)害和人為的作用，其結(jié)構(gòu)老化嚴(yán)重，承載能力下降，抗震性能不足，極易遭受破壞，急需對其進(jìn)行加固處理[1-2]。因此研究城鎮(zhèn)老舊房屋的結(jié)構(gòu)加固具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)存的城鎮(zhèn)老舊房屋以磚混結(jié)構(gòu)最多，磚木結(jié)構(gòu)次之，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、純木結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)較少。因此本文以磚混結(jié)構(gòu)為主要研究對象探討城鎮(zhèn)老舊房屋的結(jié)構(gòu)加固，以期為其相關(guān)研究提供借鑒。

1 城鎮(zhèn)老舊房屋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

現(xiàn)存的城鎮(zhèn)老舊房屋以2～3層居多，屋面主要為瓦坡屋面和鋼筋混凝土平屋面，其施工簡易，地基基礎(chǔ)處理也相對簡單[3]。由于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件的限制，城鎮(zhèn)老舊房屋主要具有以下問題：

1.1 相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低

在20世紀(jì)70年代以前，我國的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范大都采用蘇聯(lián)的舊制，安全儲備很低，也未考慮抗震設(shè)防，使得結(jié)構(gòu)的安全性和抗震性嚴(yán)重不足[3]。直到1978年TJ11-78《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]的頒布，才使得我國建筑抗震正式進(jìn)入設(shè)計(jì)要求之中。20世紀(jì)90年代以后，隨著眾多標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，設(shè)計(jì)要求的不斷提高和設(shè)計(jì)體系的不斷完善，我國建筑結(jié)構(gòu)的安全性和抗震性得到了大幅度提高。

1.2 材料強(qiáng)度不高

調(diào)查表明，老舊房屋使用的混凝土和砌筑砂漿的強(qiáng)度普遍偏低。其中混凝土的強(qiáng)度一般在C20左右，砌、筑、砂漿的強(qiáng)度一般為M0.4～M1.5，遠(yuǎn)低于燒結(jié)磚的強(qiáng)度[3]。而老舊房屋在使用過程中也未進(jìn)行定期維護(hù)和修繕，使得其材料強(qiáng)度退化嚴(yán)重，承載能力下降。

1.3 整體性能不足

現(xiàn)存的老舊房屋整體性普遍不足，主要表現(xiàn)為：(1)樓(屋)面板和混凝土梁普遍采用預(yù)制構(gòu)件；(2)樓(屋)面板直接放置在兩端的墻體或梁上，缺乏與下部承重構(gòu)件的有效連接；(3)部分房屋未設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱等構(gòu)造措施，或構(gòu)造柱、圈梁設(shè)置不全；(4)懸挑構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)錨固不足，女兒墻、雨篷等與承重構(gòu)件無可靠連接[6]。

1.4 建造方式混亂、布局不合理

現(xiàn)存的老舊房屋大多修建于我國建筑行業(yè)的發(fā)展初期，期間出現(xiàn)了許多未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì)、全憑經(jīng)驗(yàn)施工的建筑[5]。在老舊房屋的使用過程中，使用者往往對其進(jìn)行隨意搭建、加層，造成承重構(gòu)件布局極不合理。一些搭建部分的承重墻體甚至直接放置在下部無梁的樓(屋)面板上，導(dǎo)致搭建部分與原有房屋缺乏可靠的連接[6]。

1.5 相關(guān)資料不全、房屋密度高

現(xiàn)存的老舊房屋在使用過程中大多經(jīng)過多次改造，其使用功能變化。又由于年代久遠(yuǎn)，原始圖紙、改造方案等資料遺失嚴(yán)重。另外，老舊房屋的間距普遍偏小、房屋密集度高，道路和樓梯寬度很難滿足消防和人員疏散的要求[6]。這些都增加了后續(xù)鑒定及加固處理的難度。

2 城鎮(zhèn)老舊房屋的結(jié)構(gòu)受損特征及加固處理方法

2.1 地基基礎(chǔ)

地基基礎(chǔ)的受損特征主要表現(xiàn)為地基不均勻沉降、變形和基礎(chǔ)開裂等。對于地基的加固處理主要采用灌漿加固法和高壓噴射注漿法，將漿液直接注入到地基的裂縫或空隙中，使之成為整體，從而提高地基自身的強(qiáng)度和變形能力[7]。對于基礎(chǔ)的加固處理則主要采用增大截面加固法。

2.2 上部結(jié)構(gòu)

2.2.1 墻體

墻體的受損特征主要表現(xiàn)為表面風(fēng)化、抹灰脫落、傾斜變形、開裂錯(cuò)位、局部倒塌、滲水以及節(jié)點(diǎn)連接脫離、失效等。對于墻體的加固處理方式很多，應(yīng)根據(jù)不同的情況采用相應(yīng)的方法。對于出現(xiàn)裂縫的墻體常采用水泥砂漿填縫法、配筋水泥砂漿填縫法等進(jìn)行加固處理；對于破壞嚴(yán)重或承載力不足的墻體以及磚柱可采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層法、鋼筋混凝土板墻加固法、外包型鋼加固法等進(jìn)行加固處理；對于局部受壓破壞的墻體，一般采用增設(shè)梁墊、扶壁柱和預(yù)應(yīng)力撐桿加固法等進(jìn)行加固處理。

2.2.2 鋼筋混凝土構(gòu)件

鋼筋混凝土構(gòu)件的受損特征主要表現(xiàn)為混凝土保護(hù)層剝落、開裂、鋼筋銹蝕以及端部混凝土酥碎等。對于出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝構(gòu)件常采用粘貼纖維復(fù)合材加固法進(jìn)行加固處理；對于受損嚴(yán)重或承載能力不足的鋼筋混凝土構(gòu)件常采用增大截面加固法、置換混凝土加固法、外包型鋼加固法、粘貼鋼板加固法、增設(shè)支點(diǎn)加固法等進(jìn)行加固處理。對于樓(屋)面板的加固常常采用疊合層加固法[8]。

2.3 整體性

現(xiàn)存的老舊房屋整體性普遍不足，地震時(shí)極易造成墻體變形、屋面塌落甚至房屋整體倒塌破壞。其主要的加固方法有直接增設(shè)抗震墻法和新增構(gòu)造柱、圈梁加固法[7]。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

圖1 二層結(jié)構(gòu)平面布置

3.2 現(xiàn)場檢測以及數(shù)值模擬分析

3.2.1 現(xiàn)場檢測結(jié)果

圖2 節(jié)點(diǎn)連接處混凝土脫落、鋼筋銹蝕

圖3 墻體錯(cuò)位

圖4 懸挑梁根部明顯拔出

3.2.2 數(shù)值模擬分析

采用中國建筑科學(xué)研究院PKPM(2010版)結(jié)構(gòu)軟件，并結(jié)合現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范對該房屋進(jìn)行驗(yàn)算分析。經(jīng)分析，該房屋主要存在以下問題：(1)部分懸挑梁和邊梁的抗彎承載力不足；(2)屋面層部分懸挑梁抗傾覆承載力不足。為了解決這些問題，需對其進(jìn)行加固處理。

3.3 加固處理方案

3.3.1 墻體處理

3.3.2 梁處理

對于抗彎承載能力不足的懸挑梁和邊梁，均采用加大截面法進(jìn)行加固處理。這樣既提高了梁自身的承載能力也方便節(jié)點(diǎn)的處理，施工簡便，其節(jié)點(diǎn)的加固處理方式見圖5(懸挑梁與兩個(gè)方向邊梁的節(jié)點(diǎn)加固圖)。對于抗傾覆承載力不足的懸挑梁，從減少工程造價(jià)和對原結(jié)構(gòu)影響小的方面考慮，采用加長埋入墻體長度，即增加錨固長度的方法進(jìn)行加固處理，其節(jié)點(diǎn)的加固處理方式見圖6。

圖5 懸挑梁與邊梁的節(jié)點(diǎn)加固

圖6 懸挑梁增加錨固長度的節(jié)點(diǎn)加固

3.3.3 樓梯甲

對于結(jié)構(gòu)布置極不合理的樓梯甲應(yīng)拆除重作。拆除后，采用鋼結(jié)構(gòu)樓梯重建。鋼結(jié)構(gòu)樓梯與圖書館連接，與辦公樓之間設(shè)變形縫。

3.3.4 整體性

對于房屋整體性不足的問題，采用外加構(gòu)造柱方法進(jìn)行加固處理。外加構(gòu)造柱與原有圈梁采用可靠連接，以提高房屋的整體性和抗震性。

4 結(jié)論

本文根據(jù)城鎮(zhèn)老舊房屋已有的加固研究成果，結(jié)合工程實(shí)例分析，得到了以下主要結(jié)論：(1)老舊房屋具有相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低、材料強(qiáng)度不高、整體性不足、建造方式混亂、布局不合理、相關(guān)資料不全、房屋密度高的特點(diǎn)，其鑒定及加固處理相對困難；(2)對于老舊房屋的鑒定，應(yīng)采用現(xiàn)場檢測和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合評價(jià)；(3)對老舊房屋的加固處理，應(yīng)綜合考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性、適用性等多方因素的影響，根據(jù)其不同的破壞形式采用相應(yīng)的加固方式；(4)對于結(jié)構(gòu)布局極不合理、嚴(yán)重破壞的部分，可根據(jù)需要拆除重建；(5)對于懸挑構(gòu)件的加固既要重視現(xiàn)場檢測，更要注意其承載能力的驗(yàn)算。

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