摘要:随着市场经济发展,片面追求经济效益,导致工程质量事故常有发生。怎样减少损失,加固有质量隐患的工程,让加固的工程能安全使用,是非常重要的。就砌体结构谈谈其加固方法和技术,并以实例阐述砌体结构加固技术的应用。
关键词:砌体,加固,方法
1结构加固的基本原理
加固结构的受力性能与一般未经加固的普通结构的受力性能有较大差异。其特点主要体现:
1.1加固结构属二次受力结构,加固前原结构已经载荷受力(即第一次受力),尤其是当
结构因承载能力不足而进行加固时,截面应力、应变水平一般都很高。然而,新加部分在加固后并不立即分担荷载,而是在新增荷载,即第二次加载时,才开始受力。这样,整个加固结构在其后的第二次载荷受力过程中,新加部分的应力、应变始终滞后于原结构的累计应力、应变,原结构的累计应力、应变值始终高于新加部分的应力、应变值,原结构达极限状态时,新加部分的应力应变可能还很低,破坏时,新加部分可能达不到自身的极限状态,其潜力得不到充分发挥。其次,加固结构属二次组合结构,新、旧两部分结构存在整体工作共同受力问题。整体工作的关键,主要取决于结合厩的构造处理及施工作法。由于结合面混凝土的粘结强度一般远远低于混凝土本身强度,因此,在总体承载力上二次组合结构一般比一次整浇结构要低。加固结构受力特征的上述差异,决定了各类结构加固计算分析和构造处理,不能完全沿用普通结构概念进行设计。
2砌体房屋结构改造与加固方法
目前已颁布的《混凝土结构加固技术规范》总结了我国成熟的加固技术,适用于多种原因造成的结构、构件损坏的加固处理,对推动加固技术的发展起到很大作用。补强加固的目的主要是:
① 提高结构、构件的强度:②提高结构、构件的稳定性:③提高结构、构件的刚度:④提高结构、构件的耐久性。由于结构、构件的损坏程度不同,补强加固的要求和目的也不尽相同,应针对不同情况,选用不同的加固方法,采取不同的补强加固处理。常用的加固方法有:
2.1增设墙体加固技术
在满足使用用途的前提下,当原有结构不能满足承载力要求时,可考虑增设墙体作为支撑。如果是提高抗震性能,其数量由抗震横墙面积率计算确定。墙体厚度应不小于240mm,墙下面做基础,墙顶要用细石混凝土与大梁顶紧,并与原纵墙妥善拉结。增设抗震墙是提高建筑抗震能力的有效措施,特别对于原建筑的抗震墙较少,抗震墙间距超过抗震鉴定标准要求时更为合适。
2.2 水泥砂浆或钢筋网水泥砂浆面层加固技术
该法属于复合截面加固法的一种。当砖墙的承载力不足时,可采用水泥砂浆抹面或配有钢筋网片的水泥砂浆抹面层进行加固,这种方法通常称为夹板墙加固法。
2.3钢筋混凝土面层加固法
其优点是可以较大幅度提高砖墙的承载能力、抗弯刚度及墙体延性,改变其自振频率,使正常使用阶段的性能得到一定的改善;施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于原墙没有裂缝并以剪切为主的实心砖墙、多孔(孔径不大于15ram)空心砖墙和240ram厚的空斗砖墙。
2.4加大截面加固法
主要用于砌体承载能力不足,但砌体尚未压裂,或仅有轻微裂缝,而且要求扩大截面面积情况。一般的独立砖柱、砖壁柱、窗问墙和其他承重墙的承载能力不足时,均可采用此法加固。
2.5外部粘钢加固法
该法属于传统加固方法,是一种用胶粘剂把钢板粘贴在墙体开裂部分的加固方法。常用的胶粘剂以环氧树脂为主。这种加固方法优点是施工简便快速、现场工作量和湿作业少,对生产和生活影响小,几乎不改变构件的外形和内部使用空间,却能大大提高墙体的抗剪承载力和正常使用阶段的性能.受力较为可靠:适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体的加固。
2.6预应力加固法
该法是一种采用外加预应力钢拉杆份水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆或撑杆)对结构进行加固的方法。这种方法能降低被加固构件的应力水平,能较大幅度地提高墙体的正截面和斜截面承载力。预应力能够消除或减缓后加杆件的应力滞后现象,使后加杆件有效地参加工作。预应力产生的负弯矩可以消除部分荷载弯矩.减少墙体的外倾量,缩小墙体的裂缝宽度,甚至可以完全闭合墙体中的裂缝。其优点是能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠,适用于处于高应力、高应变状态的砌体结构的加固。
2.7辅助结构加固法
辅助结构加固法是一种体外加固方法。它是直接用设置在被加固构件位置处的型钢、钢构架或其他预制构件(如桩等)分担作用在被加固构件上的荷载。辅助结构与原构件形成组合结构,原有结构通过变形把荷载转嫁给后加辅助结构,使两者共同抗力,以达到提高结构承载力的目的。辅助结构加固法避免拆除工作,施工简单,结构自重增加较小,能够大幅度提高结构承载能力,但是,该方法一般占用空间较大,连接构造比较复杂。该方法适用于原有构件损伤严重,又需要大幅度提高承载力和刚度的构件的加固,一也可以用于地基基础的加固。
3加固方法在某工程中的实际应用
3.1工程概况
本工程为某单位住宅楼,该房屋为六层,六层砖混结构,建筑面积5000多平方米,在主体工程施工到第六层时,底层和二层相继在承重横墙出现竖向裂缝。底层的承重横墙80%以上的墙体开裂,竖向裂缝的间距约800-1200ram,裂缝的长度约60(O1000mm,不仅沿灰缝,还将块体压裂而贯通,裂缝的宽度约1-2mm;二层的承重横墙60%以上的墙体开裂,竖向裂缝的间距1000~1500ram,亦沿灰缝和块体贯通,裂缝宽度0.5一lmm,底层并不时传来块体开裂的声音,底层房屋即将倒塌。幸亏施工队紧急抢救,用100多根杉条贴横墙将楼面空心板撑住,支撑以后裂缝得到控制,在采取抢救措施后,裂缝没有发展。建设单位立即报告市建筑工程质量监督站,并相继报市建设委员会、省建设委员会。经调查查明,该建筑结构出现严重危险现象的直接原因是施工中严重偷工减料引起,该砌体结构原设计底层为M5混合砂浆砌MU7.5小型混凝土空心砌块。经抽样检测该层的砂浆强度等级为Ml,砌块的强度等级为MU5.0,大大低于设计要求。经计算复核M5砂浆、MU7.5砌块的砌体抗压强度正好满足安全的要求,而M1砂浆、MU5.0砌块的砌体抗压强度只能达到需要值的65%一70%。
3.2加固的方案和主要计算:
在进行加固设计前先审核了整套图纸,并对砌体及砌体以外的混凝土梁柱均进行了检测和计算复核,以防承重横墙虽加固获得安全但其他构件仍存在安全隐患。对发现的问题同时作加固处理,处理方案如下:
①减层卸荷,主楼由原来的七层减为六层;
②一、二层墙体采用两面加钢筋混凝土层加固;
③空心砌块局部承压不够,采用在梁端设垫块或采用压力灌浆的办法填实梁端砌块孔洞;
④外墙转角处采用加设构造柱加固墙体的稳定性;
⑤现浇钢筋混凝土板采用减小板跨增加次粱且面层加厚40mm的办法加固;5.6在承载力不够的梁下增设承重墙。这里重点介绍承重横墙的加固方案,底层墙由于濒临破坏,采取混凝土组合砌体的方案,即在原240mm宽的墙体两侧每侧现浇60mm厚的钢筋混凝土墙,配筋竖向为书8,间距为150mm,水平向配筋为书6,间距为200ram,混凝土采用C20细石混凝土,墙体两侧的混凝土用由6的穿墙钢筋拉结,位置设在砖缝的部位,其间距双向均为900ram。一层墙体由于破坏严重,在加固计算时略去墙体的承载能力,即荷载全部由两侧的混凝土墙承受;二层墙体因出现的裂缝较轻,采用在二侧用钢筋网水泥砂浆面层进行加固,在加固计算时考虑原墙体的承载能力,水泥砂浆为MIO每面3mm厚,钢筋网配筋同底层。
3.3加固施工
已有建筑物加周改造施工是一项专业性很强的技术,所以应该选择有良好素质的施工单位。施工之前还应进行详细的施工组织设计,制定完善的操作规程和技术方案,应尽可能地满足现有的规程规范要求。加固改造施工是最危险的工作,应速战速决,以减少给用户带来的不便和避免意外事故发生。施工的过程中,前期拆除原有建筑废旧构件或清理原有构件时,应特别注意观察有无与原检测情况不相符合的地方,工程技术人员应该及时亲临现场,随时观察有无意外发生。一有意外,应立即停止施工并采取妥善的处理措施。加固时,应注意新旧构件结合部位的粘结或连接质量。在施工期间及加固完成后,还应对原结构变形进行观测,并由专门人员进行记录。
4施工注意事项及其他
①砖墙加固施工前必须先把原有墙面抹灰铲除,砖缝剔深10 mm,用钢丝刷将墙面浮渣刷净,并浇水湿润墙面;
② 原砖墙面碱蚀严重时,应先清除松散部分,并用1:3水泥砂浆抹面,已松动的勾缝砂浆应剔除;
③ 在砖墙面钻孔时,应按设计要求先标出锚筋(或穿墙筋)位置,并用电钻打孔。穿墙孔直径要比“S”型筋大2n瑚,锚筋孔直径应为锚筋直径的2倍~2.5倍。钻孔内的粉末碎块必须清除干净,并用水清洗,先在孔内注满砂浆,插入锚筋(或穿墙筋),再将孔内砂浆挤压补实,达到一定的强度后,再绑钢筋网;
④ 砖墙加固施工铺设钢筋网时,竖向钢筋应靠墙面并采用钢筋头支起;
⑤ 钢筋网片水泥砂浆面层加固法抹水泥砂浆时,应先在墙面刷水泥浆一道,再分层抹灰,每层厚度不得超过15n瓶;
⑥ 钢筋网片细石混凝土现浇层施工前先把原有面层做法铲除,剔除预制板板缝间的砂浆(板缝问钢筋保留),凿毛地面,喷涂素水泥浆一道,方可浇筑;
⑦ 所有需植筋的位置,植入深度不得小于15d,并须做抗拔实验,满足要求;
⑧ 施工完后应浇水养护,防止阳光曝晒,冬季应采取防冻措施。
5结束语
在用建筑物的现代化改造是一项对己有建筑物进行改造、扩充、挖潜和加固等的综合性活动,是在原有建筑的基础上进行新的建筑创作,在安全,可靠,经济合理的前提下满足新的功能和标准要求。与新建不同,由于涉及已有建筑和新建建筑两部分.结构体系复杂,影响因素多,技术难度大。因而在对原有建筑物进行全面科学的鉴定基础上,采取合理、可靠的加固措施是对在用建筑物的现代化改造的关键。
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