顧夏英 馮軍艇 喻志方 馬 松

蘇州中固建筑科技股份有限公司 江蘇 蘇州 215152

隨著建筑科技水平的進步，建筑行業(yè)技術(shù)不斷革新，人們對美好生活的追求也推動著建筑規(guī)范不斷更新，但如今很多建筑都已不再滿足現(xiàn)有規(guī)范及使用要求。老舊建筑中磚混結(jié)構(gòu)具有一定的數(shù)量。磚混結(jié)構(gòu)加固技術(shù)雖較為成熟，但預(yù)制板加固以及懸挑梁的端部錨固措施還不成熟，圖集、規(guī)范等都未提出明確規(guī)定[1-2]。

1 工程概況

蘇州某教學(xué)樓，結(jié)構(gòu)體系為3層磚混結(jié)構(gòu)，地基基礎(chǔ)評定為Au級，墻體承重厚度為240 mm，屋面梁及屋面板均為混凝土，樓面板為預(yù)制樓板，樓梯間為現(xiàn)澆混凝土。砌塊強度均為MU10.0，砌筑砂漿強度均大于M2.0，混凝土強度等級均在C25左右。鋼筋分布不均勻，保護層厚度有偏差。建筑整體抗震性能差，樓面層均未設(shè)置圈梁，整樓均未設(shè)置構(gòu)造柱，南側(cè)還有1條外走廊。數(shù)據(jù)顯示該教學(xué)樓已呈現(xiàn)疲態(tài)，且建筑抗震整體性能差，亟需加固補強。

2 改造加固方案

教學(xué)樓為磚混結(jié)構(gòu)，根據(jù)鑒定結(jié)果，對建筑從整體到構(gòu)件進行加固設(shè)計，在建筑四角、大開間縱橫墻交接處以及樓梯四角設(shè)置構(gòu)造柱，對墻體進行鋼筋混凝土面層加固，平面布置如圖1所示。對預(yù)制樓板采用整體加固并采取延長擱置長度的措施，對挑梁采用梁底增大截面、梁頂粘貼鋼板加固的方法。

圖1 平面布置示意

3 施工過程

新增構(gòu)造柱以及墻體加固均為常規(guī)工藝，但是對于預(yù)制板的加固以及挑梁的處理，應(yīng)提出更加安全可靠、施工便利的新方法。

3.1 預(yù)制板加固

預(yù)制板在檢測鑒定中并未給出結(jié)論，但是其擱置長度不足、本身老化等缺陷確實存在，亟需提出解決辦法。

3.1.1 預(yù)制板板塊加固

預(yù)制板樓板的加固方法通常是在樓板底部粘貼碳纖維布、鋼板等。這些方法可以增加樓板的整體性，但是由于使用的是膠黏劑，易發(fā)生結(jié)構(gòu)膠老化等問題，從而導(dǎo)致加固結(jié)構(gòu)失效。還有一種方法是沿預(yù)制板孔洞方向開設(shè)槽口，放入配筋，再向預(yù)制板孔洞中澆筑高流動性細(xì)石混凝土。該方法通過增加配筋和澆筑混凝土，增加了預(yù)制板的強度，提高了樓面承載力。但是，在預(yù)制板內(nèi)增加配筋操作難度大，在預(yù)制板孔洞內(nèi)澆筑混凝土使預(yù)制板整體質(zhì)量增加50%以上，由于舊建筑中配合預(yù)制板的承重墻體強度不足，該方案在加固樓板的同時對墻體產(chǎn)生了較大影響。

通過研究，提出一種新的預(yù)制板樓板加固方法（圖2），既能保證樓板的加固性能，又能盡量減輕對墻體的影響。具體操作為：先在預(yù)制板板底粘貼碳纖維布，再于碳纖維布下方交叉布置2根槽鋼，槽鋼的上翼緣緊鄰碳纖維布層布置，槽鋼兩端分別通過牛腿與墻體固定連接；交叉布置的槽鋼中一根貫通布置，另一根在交叉處截斷形成A、B段，A、B段與第1根槽鋼焊接固定，如圖3所示。為保證槽鋼與預(yù)制板之間頂緊協(xié)同受力，交叉槽鋼的上翼緣板和碳纖維布之間的縫隙中卡設(shè)有多個鋼楔，如圖4所示。

圖2 預(yù)制板板底加固示意

圖3 鋼梁交叉處連接做法

圖4 剖面示意

槽鋼兩端與墻體之間的連接方式分為2種情況。當(dāng)墻體有混凝土梁時，在槽鋼的端部焊接固定錨板，錨板設(shè)置的方向與圈梁表面平行，錨板經(jīng)多個錨栓與混凝土梁固定，如圖5所示；當(dāng)墻體沒有混凝土梁時，在槽鋼端部的下翼緣板下方焊接固定鋼牛腿，在磚墻對應(yīng)位置掏洞并用灌漿料填實構(gòu)成定位塊，所述鋼牛腿經(jīng)多個錨栓與定位塊固定，其背板與磚墻表面平行設(shè)置，如圖6所示。

圖5 有梁做法

圖6 無梁做法

槽鋼分為2根，交叉點連接方式為：通長槽鋼背部直接與一根槽鋼A段腹板焊接固定；通長槽鋼的凹槽一側(cè)直接與另一根槽鋼B段通過腹板焊接，B段槽鋼設(shè)有避讓通長槽鋼2個翼緣板的缺口，B段腹板伸入通長槽鋼的凹槽內(nèi)并與第1根槽鋼的腹板內(nèi)側(cè)焊接固定。

3.1.2 延長預(yù)制板擱置長度措施

磚砌體支承墻寬一般為240 mm或370 mm，預(yù)制樓板與墻面的擱置連接過程中，通常將預(yù)制板外露受拉鋼絲相互交叉彎折澆入板頭接縫混凝土中，預(yù)制板端擱置長度一般為80～100 mm，受拉鋼筋短、細(xì)且板端錨固質(zhì)量差，在地震襲來后容易引發(fā)預(yù)制板滑落，造成連續(xù)性倒塌，給人們的生命和財產(chǎn)安全造成威脅。

如今的樓板支承加固技術(shù)主要有加寬墻體端支座、角鋼或槽鋼加固等[3-4]，主要是在砌體墻與預(yù)制空心樓板交接處設(shè)置通長的角鋼，每根角鋼的2個邊長上以角鋼角部交線為中心對稱設(shè)置若干個螺栓孔，每塊角鋼分別通過若干個對穿螺栓與預(yù)制空心樓板和砌體墻固定連接。這種加固技術(shù)需對承重墻與樓板連接區(qū)進行大量鉆孔或鑿除工序，存在破壞連接區(qū)的穩(wěn)定和失衡隱患，雖然表面實施了加固技術(shù)，但核心區(qū)內(nèi)卻是疏松或被破壞的，建筑物加固效果未達到穩(wěn)妥和理想狀態(tài)。

通過研究，提出了一種新的用于磚砌體結(jié)構(gòu)預(yù)制板增加端部擱置長度的結(jié)構(gòu)，既能減少對原有結(jié)構(gòu)的破壞，又能解決既有樓板擱置長度不滿足要求和現(xiàn)有加固技術(shù)缺陷等問題。

通過在墻體與預(yù)制樓板結(jié)合處設(shè)置角鋼支托結(jié)構(gòu)，在墻體表面結(jié)合有噴射混凝土層，多個新增結(jié)構(gòu)柱，在對應(yīng)的每個新增結(jié)構(gòu)柱位置靠近預(yù)制樓板處設(shè)有預(yù)埋鋼板，預(yù)埋鋼板固定在新增結(jié)構(gòu)柱所在位置的原墻體上，預(yù)埋鋼板上固定連接有與預(yù)埋鋼板垂直布置的連接側(cè)板；角鋼支托結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在墻體噴射混凝土層和上方預(yù)制樓板交接處的通長角鋼，每個角鋼兩端分別與對應(yīng)的連接側(cè)板固定連接；每個角鋼的上側(cè)邊分別通過多個縱向?qū)菟ㄅc預(yù)制樓板固定連接。相對位置關(guān)系如圖7～圖9所示。此方法不僅避免了對原結(jié)構(gòu)進行大量鑿除、鉆孔等損傷操作，結(jié)合墻體的加固也提高了加固的整體性，使支撐長度得到極大的保障。

圖7 支撐邊仰視

圖8 支撐邊俯視

圖9 支撐剖面示意

3.2 挑梁加固

辦公樓及教學(xué)樓多為懸挑式外走廊，經(jīng)過較長時間的使用，材料老化、規(guī)范更新，導(dǎo)致走廊懸挑梁不滿足要求等問題，因此懸挑梁需要加固增強。懸挑梁上部無法進行加高或加大截面施工，磚混結(jié)構(gòu)上部加大截面時新增鋼筋無處生根，不易對懸挑梁進行有效加固；而且磚混結(jié)構(gòu)的磚墻植筋或固定化學(xué)錨栓的效果較差，挑梁加固效果不佳。

通過研究，提出一種用于磚混結(jié)構(gòu)的挑梁加固結(jié)構(gòu)，對挑梁上部進行粘貼鋼板加固，對挑梁下部進行增大截面加固。

區(qū)別于以往，懸挑梁下部加大截面，縱筋彎折提前錨入墻體外新增箍筋內(nèi)側(cè)；上部梁頂通過粘鋼，鋼板彎折提前錨入墻體新增箍筋內(nèi)側(cè)，通過預(yù)埋螺栓對穿墻體，一端錨固粘鋼鋼板。對懸挑梁連接處的墻體增加豎向鋼筋及箍筋加固，形成磚墻外包混凝土柱；最后完成混凝土整體澆筑，待澆筑完成并達到強度后，柱外側(cè)增加鋼板與預(yù)埋螺栓緊固；梁頂進行粘鋼鋼板防銹保護和地面保護層施工，如圖10～圖12所示。

圖10 挑梁加固鋼筋錨固節(jié)點

圖11 挑梁加固鋼板錨固節(jié)點

圖12 挑梁加固現(xiàn)場

通過設(shè)置穿過樓板的豎向鋼筋，解決了磚混結(jié)構(gòu)上部加大截面時新增鋼筋無處生根的問題，當(dāng)對墻體加固時，墻體加固的鋼筋層在此處保持連續(xù)，既提高了挑梁的錨固效果，又保證了墻體的穩(wěn)定性；將梁頂粘鋼的彎折面錨入墻體新增箍筋內(nèi)側(cè)，并通過對拉螺栓固定，實現(xiàn)了粘鋼的有效固定；在挑梁底部設(shè)置加大截面結(jié)構(gòu)，并將其主筋彎折錨入磚墻新增水平箍筋的內(nèi)側(cè)，進一步增大了挑梁的強度；通過多個結(jié)構(gòu)的配合，有效解決了磚混結(jié)構(gòu)走廊過道懸挑梁承載不滿足新功能或新規(guī)范要求且無法有效加固的問題，實現(xiàn)了磚混結(jié)構(gòu)懸挑梁加固且可以滿足結(jié)構(gòu)承載及應(yīng)用要求。

4 結(jié)語

1）對于建筑的加固要重視整體配合，在預(yù)制板的加固、墻體的加固、構(gòu)造柱的設(shè)置上進行了整體配合，簡化了加固施工步驟，并減少了對墻體的破壞，達到了更好的加固效果，大大增加了支撐長度。

2）挑梁的加固也考慮了整體加固，錨固時多利用墻體加固，并采取組合加固方式，不僅保證了計算要求，還保證了錨固等構(gòu)造要求，大大提高了加固效果。

3）加固盡量要避免增加自重等方式，選擇輕便可靠且不損傷原結(jié)構(gòu)的辦法。