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        多層磚混結(jié)構(gòu)改造加固方案探究

        2023-01-07 02:43:16
        居業(yè) 2022年1期
        關(guān)鍵詞:磚混砌體墻體

        侯 森

        (菏澤市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司,山東 菏澤 274000)

        引言

        針對(duì)老舊磚混結(jié)構(gòu)的建筑,可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際狀況,采取相應(yīng)的加固補(bǔ)強(qiáng)措施,延長(zhǎng)使用壽命,而并非一味進(jìn)行拆除。通常而言,磚混結(jié)構(gòu)建筑加固方式較多,不僅包含地基基礎(chǔ)加固、墻體加固,而且涉及磚柱加固、混凝土梁加固等。制定結(jié)構(gòu)改造及加固方案時(shí),應(yīng)嚴(yán)格依照項(xiàng)目實(shí)際狀況,保證改造及加固方案具有針對(duì)性及可行性。

        1 磚混結(jié)構(gòu)房屋加固基本原則

        磚混結(jié)構(gòu)房屋加固若想獲取良好的成效,需充分結(jié)合實(shí)際狀況,遵循相應(yīng)的基本原則,保證整個(gè)加固全生命周期更具規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,提高最終加固成效。第一,加固程序。應(yīng)交由專業(yè)化結(jié)構(gòu)鑒定,嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)程開(kāi)展鑒定工作,以最終鑒定結(jié)果為核心,合理化選取加固方案;開(kāi)展加固設(shè)計(jì)工作,積極做好施工和驗(yàn)收。第二,加固目的。常規(guī)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(jié)構(gòu)自身承載力,優(yōu)化改善房屋結(jié)構(gòu)整體應(yīng)用功能;另一種是抗震加固是提高結(jié)構(gòu)自身延性,增強(qiáng)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(guān),應(yīng)以初期結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)果為核心,明晰結(jié)構(gòu)特征及施工條件,遵循現(xiàn)場(chǎng)安全、經(jīng)濟(jì)原則選取。第四,加固設(shè)計(jì)。最大限度保證概念明晰化,技術(shù)選用先進(jìn)、可靠,施工工藝簡(jiǎn)單易操作,包含加固簡(jiǎn)圖、前后結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析及承載力計(jì)算、截面設(shè)計(jì)、構(gòu)造措施。第五,加固施工。應(yīng)交由專業(yè)化隊(duì)伍實(shí)施,且嚴(yán)禁損傷原有結(jié)構(gòu),應(yīng)按加固設(shè)計(jì)圖紙及當(dāng)下規(guī)范驗(yàn)收[1]。

        2 磚混結(jié)構(gòu)房屋加固方法

        2.1 地基基礎(chǔ)加固方法

        此種方式又包含多種類型:加大基礎(chǔ)底面積法,適用于既有建筑物荷載增加、地基承載力或基礎(chǔ)底面積不滿足設(shè)計(jì)要求,且基礎(chǔ)埋置較淺具有擴(kuò)大條件建筑加固。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)原有建筑實(shí)際狀況,采取有效措施,保證新、舊基礎(chǔ)連接牢固性和變形協(xié)調(diào);基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)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(chǔ)裂損的建筑加固。實(shí)際加固前,地基應(yīng)保持穩(wěn)定或已進(jìn)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(wǎng)水泥砂漿面層加固法、鋼絞線網(wǎng)-聚合物砂漿面層加固法、粘貼纖維復(fù)合材加固法、砌體壓力灌漿補(bǔ)強(qiáng)加固法。其中,鋼筋混凝土面層加固法屬于復(fù)合截面加固法,在原墻體側(cè)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(wǎng)水泥砂漿面層加固法是在墻體側(cè)面涂抹一定厚度的水泥砂漿,并與鋼筋網(wǎng)形成組合墻體,達(dá)成加固目標(biāo)的方式。粘貼纖維復(fù)合材加固法,采用結(jié)構(gòu)膠粘劑將纖維復(fù)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(shè)砌體扶壁柱加固法、增設(shè)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(cè)面增設(shè)砌體柱,形成整體、共同受力的加固方法,其應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深應(yīng)與原墻基礎(chǔ)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(gòu)件的墻體不符合抗震要求時(shí),也可在懸挑構(gòu)件端部增設(shè)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(jiǎn)支梁正截面碳纖維片材加固,上述方法均用于增強(qiáng)截面實(shí)際承載力,成效較佳。

        2.5 混凝土樓板加固方法

        樓板受拉區(qū)域內(nèi)選取粘鋼、貼炭纖維片材加固,可進(jìn)一步提高截面自身受彎承載力;樓板新開(kāi)洞加固,建議選取粘鋼加固、貼碳纖維片材加固,從本質(zhì)層面變更力傳遞路徑,提高實(shí)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(guò)1 000mm,需結(jié)合實(shí)際狀況增設(shè)相應(yīng)的邊梁。樓板裂縫修補(bǔ):裂縫存在穩(wěn)定、非穩(wěn)定性狀態(tài),需積極明晰裂縫形成因素、修補(bǔ)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(jìn)行修補(bǔ)核心目的在于進(jìn)一步增強(qiáng)防水性能,提高實(shí)際承載力[3]。

        3 磚混結(jié)構(gòu)房屋加固質(zhì)量控制措施

        為從本質(zhì)消除質(zhì)量安全隱患,需進(jìn)一步控制加固過(guò)程中質(zhì)量,核心控制點(diǎn)為鋼材和混凝土質(zhì)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(zhì)量可靠性,體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

        3.1 鋼材質(zhì)量把控

        需充分嚴(yán)格把關(guān)鋼筋自身規(guī)格、種類及質(zhì)量,嚴(yán)格依照我國(guó)相關(guān)規(guī)程進(jìn)行控制,嚴(yán)禁將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)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(zhì)量達(dá)標(biāo)后使用。正式施工中充分以施工圖紙為核心,開(kāi)展鋼筋綁扎等工作,確保實(shí)際位置及質(zhì)量可靠性,下料之前需精準(zhǔn)性計(jì)算鋼筋綁扎合理部位。

        3.2 混凝土質(zhì)量控制

        混凝土作為施工核心材料,需從初期選材至后續(xù)施工全過(guò)程積極做好質(zhì)量控制,保證加固質(zhì)量可靠性。磚混結(jié)構(gòu)房屋加固過(guò)程中,混凝土質(zhì)量可靠性直接決定最終加固質(zhì)量,需積極選取質(zhì)量達(dá)標(biāo)的水泥、骨料,現(xiàn)場(chǎng)做好材料性能檢測(cè),保證其滿足相關(guān)規(guī)程。施工中受多方面因素影響,易出現(xiàn)強(qiáng)度不足、密實(shí)度不足、麻面等質(zhì)量缺陷,需嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)程開(kāi)展混凝土操作,采取專項(xiàng)解決措施,減少質(zhì)量缺陷,保證其振搗、澆筑、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)質(zhì)量達(dá)標(biāo)[4]。

        3.3 施工加固方法選取合理性

        施工作為一個(gè)持續(xù)性過(guò)程,對(duì)施工質(zhì)量控制需以施工工藝為核心,嚴(yán)格控制各工序質(zhì)量,方可保證最終實(shí)體質(zhì)量??茖W(xué)加固方法十分關(guān)鍵,正式選取之前應(yīng)對(duì)各加固方法論證,擇優(yōu)選取加固方法。

        4 多層磚混結(jié)構(gòu)改造加固實(shí)踐方案研究

        4.1 項(xiàng)目概況

        4.1.1 房屋建筑、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

        某工程項(xiàng)目屬于多層辦公樓,于20世紀(jì)70年代建造完畢,原設(shè)計(jì)中西側(cè)部分包含三層,東側(cè)包含4層。該房屋首層西側(cè)、東側(cè)層高分別是4.9m、3.5m,2~4層層高均為3.5m,西側(cè)部分房屋高度為12.05m、東側(cè)部分房屋高度是14.15m。該項(xiàng)目房屋建筑上部選用砌體結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)為條形。

        4.1.2 改造內(nèi)容

        通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地勘察調(diào)研,最終明確其項(xiàng)目改造內(nèi)容,在原有建筑基礎(chǔ)上局部擴(kuò)展1個(gè)開(kāi)間;東側(cè)部分西北角布設(shè)一部電梯;東側(cè)走廊內(nèi)將其縱墻予以拆除;整體室內(nèi)進(jìn)行局部拆除承重墻,重新進(jìn)行室內(nèi)規(guī)劃設(shè)計(jì)[5]。

        4.1.3 結(jié)構(gòu)抗震鑒定結(jié)論

        根據(jù)實(shí)際檢測(cè)該項(xiàng)目一層使用的混凝土強(qiáng)度為C18,1、2層磚強(qiáng)度是MU10,砂漿強(qiáng)度是M10,3層以上磚強(qiáng)度是MU7.5、砂漿強(qiáng)度是M5,4層砂漿強(qiáng)度是M2.5。該項(xiàng)目進(jìn)行改造及局部擴(kuò)建,均需嚴(yán)格依照我國(guó)《現(xiàn)有建筑抗震鑒定與加固規(guī)程》(DGJ 08-81-2015)和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)(2016版)中相關(guān)要求及準(zhǔn)則,系統(tǒng)性采取抗震措施以及準(zhǔn)確計(jì)算抗震承載力,即按后續(xù)使用年限為50年標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗震鑒定。根據(jù)相關(guān)建筑改造后抗震鑒定,最終結(jié)果顯示改造后砌體與內(nèi)框架混合承重結(jié)構(gòu)體系,超出相關(guān)要求,該項(xiàng)目中首層層高為4.9m,不符合相關(guān)層高限制要求;東西兩側(cè)錯(cuò)層1.4m,且并未嚴(yán)格依照要求,布設(shè)相應(yīng)的防震縫。構(gòu)造柱、圈梁布設(shè)均未滿足該地區(qū)相關(guān)準(zhǔn)則,需對(duì)其結(jié)構(gòu)實(shí)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(yīng)進(jìn)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(xiàng)目存在的不足包含多個(gè)方面,主要體現(xiàn)在底層內(nèi)框、錯(cuò)層、墻體承載力不足、層高超限,以及抗震構(gòu)造措施未達(dá)到規(guī)范要求等。首先,針對(duì)底層內(nèi)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(jié)構(gòu)的整體性及延展性,通過(guò)采取混凝土構(gòu)造柱與圈梁等加固措施,確保結(jié)構(gòu)整體受力處于合理范圍內(nèi);其次,針對(duì)多層砌體房屋建筑,內(nèi)部傳力路徑較為復(fù)雜,缺乏一定的整體性,不利于增強(qiáng)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(fù)雜,未經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)計(jì)算,所以抗震設(shè)計(jì)應(yīng)予以嚴(yán)控,房屋建筑5軸兩側(cè)是傳力的重點(diǎn)部位,應(yīng)對(duì)其著重進(jìn)行加固;最后,房屋建筑西側(cè)層高較高,根據(jù)上述內(nèi)框等問(wèn)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(jié)合該項(xiàng)目實(shí)際狀況,以及上述抗震受力系統(tǒng)性分析,將改善結(jié)構(gòu)受力和整體抗震性能為切入點(diǎn),建議選用以下加固措施:(1)底層內(nèi)框架改造加固措施,應(yīng)按照建筑整體平面布設(shè)規(guī)劃要求,及時(shí)補(bǔ)充相應(yīng)的橫、縱墻體,將其整體性結(jié)構(gòu)改造成砌體結(jié)構(gòu)。(2)東西側(cè)錯(cuò)層及首層層高超限問(wèn)題,在交界區(qū)域內(nèi)墻體利用雙面夾板墻予以加固,有效增強(qiáng)墻體抗震性。(3)墻體受力和抗震承載力不足問(wèn)題,所有的抗震墻體均采用雙面鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面完成加固。(4)項(xiàng)目部分區(qū)域內(nèi)未布設(shè)相應(yīng)的構(gòu)造柱、圈梁等問(wèn)題,嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)增設(shè)相應(yīng)設(shè)施,同時(shí)應(yīng)保證新舊結(jié)構(gòu)銜接的可靠性。

        4.3 加固具體做法

        一是所有豎向的鋼筋應(yīng)通長(zhǎng)布設(shè),將其下端穿過(guò)基礎(chǔ)頂面、樓面所需加固層直至樓板面。穿板過(guò)程中,樓板鉆孔禁止將其板內(nèi)鋼筋折斷;二是混凝土與墻體結(jié)合過(guò)程中,應(yīng)將其表面異物清除干凈,墻體鉆孔應(yīng)注意盡可能減少對(duì)墻體大面積損傷。

        一方面,根據(jù)實(shí)際抗震計(jì)算結(jié)果表明,該項(xiàng)目1-3層墻體受壓和抗震承載力無(wú)法滿足相關(guān)要求,需增強(qiáng)結(jié)構(gòu)承載力。項(xiàng)目中所有抗震墻均選用雙面鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面進(jìn)行加固,采取此種加固措施,不僅有效解決原有結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)抗震措施,與相關(guān)要求仍存在一定的差距,所以應(yīng)適當(dāng)提高承載力的冗余度;另一方面,針對(duì)東西側(cè)錯(cuò)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(shù)主要是基于原有砌體墻,適當(dāng)加入相應(yīng)的鋼筋混凝土,構(gòu)成新型墻體,其不僅擁有良好的力學(xué)性能,而且施工操作便捷、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良。墻體加固過(guò)程中應(yīng)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(dāng)墻體存在裂縫時(shí),應(yīng)壓力灌漿處理裂縫。

        5 技術(shù)要求

        由于該項(xiàng)目建造時(shí)間長(zhǎng),整體結(jié)構(gòu)構(gòu)造缺乏一定的合理性,存在一定的錯(cuò)層,且部分區(qū)域內(nèi)層高超出限定,改造方案及施工技術(shù)要求較高,需進(jìn)行改造加固區(qū)域較多,各環(huán)節(jié)施工條件復(fù)雜。設(shè)計(jì)單位應(yīng)以抗震最終數(shù)據(jù)為依據(jù),開(kāi)展系統(tǒng)性加固設(shè)計(jì);施工單位應(yīng)全面分析項(xiàng)目施工條件及特點(diǎn),制定完善的改造加固方案,正式改造之前,全面審核原結(jié)構(gòu)是否與建設(shè)單位提供設(shè)計(jì)圖紙相吻合,若存在異常狀況,應(yīng)對(duì)其進(jìn)行審核處理。要求參與改造單位建立良好的溝通,在施工過(guò)程中做好協(xié)作,根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行操作,確保其操作更具規(guī)范化。

        6 結(jié) 語(yǔ)

        磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固改造時(shí),由于抗震設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)體系未滿足相關(guān)要求,應(yīng)全面分析項(xiàng)目實(shí)際特征,采取針對(duì)性加固措施,以及對(duì)受力薄弱部位及構(gòu)件進(jìn)行重視,發(fā)揮其結(jié)構(gòu)優(yōu)越性。正式改造加固之前,應(yīng)全面做好技術(shù)交底工作,掌握施工重難點(diǎn),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(zhì)量。

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