如何做好砌体结构房屋加固方法的探析
关键词:砌体;结构;加固
前言
在我国，房屋砌体结构属于量大面广的建筑，而砌体结构房屋建筑中，墙体裂缝多有发生，裂缝出现的时间因不同的建筑物而异，有的出现早，有的出现晚，但多发生在新建房屋的1一3年内；缝宽不等，较宽者有3，二以上，严重者形成贯穿性裂缝。砌体结构房屋加固已经是一个普遍性的问题，它不仅影响了建筑物的正常使用，降低了建筑功能，缩短了使用年限，而且对抗震也是极为不利的，尤其是在住宅商品化的今天，这个问题已日益引起开发商和居民的普遍关注。
1砌体加固方法
我国在60—90年代建造了大量砌体结构的住宅,这些建筑绝大部分不满足目前的抗震鉴定标准的要求,但是,由于量大面广,短期内不可能全部拆除。为此,对这些房屋进行抗震加固,是提高其抗震能力的最有效的方法。目前,主要的加固的方法有:
灌浆法。包括压力灌浆、化学灌浆等方法,它是用空气压缩机或手持泵将粘合剂灌入墙体裂缝内,将开裂墙体重新粘合在一起。由于粘合剂的强度远大于砌筑砖墙的强度,所以对于开裂不很严重的砌体用灌浆法修补后,承载力可以恢复如初,且较为经济。
钢筋网水泥砂浆面层加固法。把需要加固的砖墙表面除去粉刷层后,两面附设Ф4～Ф8的钢筋网片,然后抹水泥砂浆的加固方法。由于通常对墙体作双面加固,故俗称夹板墙。其优点与钢筋混凝土面层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土面层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。
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15mm)空心砖墙和240mm厚的空斗砖墙。
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。
预应力加固法。该法是一种采用外加预应力钢拉杆(分水平拉杆、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加固方法中的施工要点分析
2.1水泥灌浆方法
水泥灌浆主要用于砌体裂缝的补强加固,常用的灌浆方法有重力灌浆和压力灌浆两种。
重力灌浆法。利用浆液自重灌入砌体裂缝中以达到补强的目的。其施工要点:清理裂缝,形成灌浆通路;表面封缝,用1∶2水泥砂浆(内加促凝剂)将墙面裂缝封闭,形成灌浆空间。设置灌浆口,在灌浆入口处凿去半块砖,埋设灌浆口;冲洗裂缝,用灰水比为1∶10的纯水泥浆冲洗并检查裂缝内浆液流动情况;灌浆,在灌浆口灌入灰水比为3∶7或2∶8的纯水泥浆,灌满并养护一定时间后,拆除灌浆口再继续对补强处局部养护。
压力灌浆法。应用灰浆泵把浆液压入裂缝中以达到补强的目的。其施工要点是:裂缝清理。清理的目的在于形成灌浆通道;灌浆口(嘴)留设。水泥压力灌浆可通过预留的灌浆口或灌浆嘴进行。灌浆口预留的方法是先用电钻在墙上钻孔,孔直径为30～40mm,孔深为l0～20mm,冲洗干净;再用长为40mm的l／2英寸钢管做芯子,放入孔中;然后用l∶2或1∶2.5水泥砂浆封堵压实抹平,待砂浆初凝后,拔除钢管芯即成灌浆口。灌浆嘴的做法与灌浆口的做法相似,不同的是钢管直径常为5～10mm,管子预埋后不拔除,即成灌浆嘴。
灌浆口布置。在裂缝端部及交叉处均应留灌浆口。当墙厚≥370mm时,应在墙两面都设灌浆口封缝。清除裂缝附近的抹灰层,冲洗干净后用1∶2或l∶2.5水泥砂浆封堵裂缝表面,形成灌浆空间。灌水湿润。在封缝砂浆达到一定强度后,用灰浆泵将水压入灌浆口,压力为0.2～0.3MPa(也可将自来水直接注入灌浆口),使灌浆通道畅通浆液配制。水泥灌浆浆液中需掺入悬浮型外加剂,常用的有107胶(聚乙烯醇缩甲醛)和水玻璃等。其目的是提高水泥的悬浮性,延缓水泥沉淀时间,防止灌浆设备及输送系统堵塞。掺加107胶还可增强粘结力,但掺量过大,会使灌浆材料的强度降低。配制浆液加107胶作外加剂时,先将定量的107胶溶于水成溶液,然后用这种溶液拌制灌浆浆液。加水玻璃外加剂时,先拌好纯水泥浆,然后按一定比例加入水玻璃搅拌均匀。
压力灌浆。灌浆顺序自下而上进行,压力为0.2～0.25MPa,当附近灌浆口流出浆液或被灌口停止进浆后,方可停灌。当墙面局部漏浆时,可停灌15min或用快硬水泥砂浆封堵后再灌。在靠近基础或空心板处灌入大量浆液后仍未灌满时,应增大浆液浓度或停l～2h再灌。
二次补灌。全部灌完后,停30min再进行二次补灌,提高灌装密实度。
表面处理。封堵灌浆口或拆除(切断)灌浆嘴,表面清理抹平。
2.2扶壁柱加固法
扶壁柱加固法是工程中最常用的砖墙加固方法,这种方法能提高砖墙的承载力和稳定性根据使用材料的不同,扶壁柱加固法分为砖扶壁柱法和混凝土扶壁柱法两种。
砖扶壁柱法。增设的扶壁柱与原砖墙的连接,可采用插筋法。具体做法如下:将新、旧砌体间的粉刷层剥去,并冲洗干净;在砖墙的灰缝中打入Φb4或Φb6的连接插筋;如果打入插筋有困难,可用电钻钻孔,然后将插筋打入。插筋的水平间距应小于120mm,竖向间距以240～300mm为宜;在开口边绑扎Φb3的封口筋;用M5～M10的混合砂浆,MU7.5级以上的砖砌筑扶壁柱。扶壁柱的宽度不应小于240mm,厚度不应小于125mm。在砌至楼板底或梁底时,应采用膨胀水泥砂浆补塞最后5层水平灰缝,以保证补强砌体有效地发挥作用。
混凝土扶壁柱加固。混凝土扶壁柱用C15～C20级混凝土,截面宽度不宜小于250mm,厚度不宜少于70mm。补浇的混凝土最好采用喷射法施工。为了减小现场工作量,可采用2个开口箍和1个闭口箍间隔放置的办法。开口箍应插入原墙砖缝内,深度不小于120mm,闭口箍在穿过墙体后再弯折。当插入箍筋有困难时,可先用电钻钻孔,再将箍筋插入。纵筋的直径不得小于8mm。
2.3钢筋网水泥砂浆加固
钢筋网水泥浆法加固砖墙,是指把需加固的砖墙表面除去粉刷层后,两面附设Φ4～Φ8的钢筋网片,然后喷射砂浆(或细石混凝土)的加固方法。由于通常对墙体作双面加固,所以加固后的墙俗称为夹板墙。夹板墙可以较大幅度地提高砖墙的承载力、抗侧刚度以及墙体延性。构造要求:
采用水泥砂浆面层加固时,厚度宜为20～30mm;采用钢筋网水泥砂浆面层加固时,厚度宜为30～45mm;当面层厚度大于45mm时,其面层宜采用细石混凝土。面层水泥砂浆强度等级宜为M7.5～M15,面层混凝土强度等级宜采用C15或C20。
钢筋网需用Φ4～Φ6穿墙“S’’筋与墙体固定“。S”筋间距不应大于500mm,对于单面加固的墙体,其钢筋网可用Φ4“U”形筋钉入墙内(代替“S”筋),与墙体固定。为加强钢筋网与墙体的固定,必要时在中间还可以增设Φ4的“U”形筋铁钉钉入墙体砖缝内。
受力钢筋宜采用I级钢筋;对于混凝土面层,亦可采用Ⅱ级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率,对砂浆面层,不宜小于0.1％;对混凝土面层,不宜小于0.2％。受拉钢筋的配筋率,不应小于0.1％。受力钢筋的直径不应小于8mm。钢筋的净间距,不应小于30mm。
箍筋(横向筋)的直径,不宜小于4mm及受压钢筋直径的0.2倍,并不宜大于6mm。箍筋的间距,不应大于受压钢筋的直径的20倍及500mm,并不应小于120mm。施工注意事项。为保护加固层与原墙面可靠粘结,施工时应注意如下事项:做好原墙面清理工作,对于原墙面损坏部位,应拆除修补。对粘结不牢、强度低的粉刷层应铲除,并刷洗干净。抹水泥砂浆前,应先湿润墙面。水泥砂浆须分层抹,每层厚度不大于15mm。水泥砂浆应在环境温度为5℃以上时进行施工并认真做好养护工作。
2.4结构构造性加固
砌体扩大部分的砖强度等级应与原砌体的相同,砂浆强度比原有的提高1级且不低于M2.5。扩大砌体截面加固法,通常考虑新、旧砌体共同承受荷载。因此,加固效果取决于两者之间的连接状况,常用的连接构造有以下两种:砖槎连接:原有砌体每隔4皮砖高,剔凿出1个深为120mm的槽,扩大部分砌体与这预留槽仔细连接,新、旧砌体形成锯齿形连接。
钢筋连接:原有砌体每隔6皮砖高钻洞或凿开1块砖用M5砂浆锚固Φ6钢筋,将新、旧砌体连接在一起。
3砌体裂缝处理与加固
在裂缝较细、裂缝数量较少,但裂缝已基本稳定时,可采用灌浆加固方法。当裂缝较宽但数量不多时,可在与裂缝相交的灰缝中,用高强度等级砂浆和细钢筋填缝,也可用块体嵌补法,即在裂缝两端及中部用钢筋混凝土楔子或扒锯加固。楔子或扒锯可与墙体等厚,或为墙体厚度的1/2或2/3。当裂缝较多时,可在局部钢筋网外抹水泥砂浆予以加固。施工前墙体抹灰应刮干净,抹水泥砂浆前应将砌体抹湿,抹水泥砂浆后应养护至少7d。
如果墙体开裂比较严重,为了增加房屋的整体刚性,可以在房屋墙体一侧或两侧增设钢筋混凝土圈梁。圈梁采用的混凝土强度等级为C15～C20,截面面积至少为120mm×180mm,配筋可采用4Φ10～4Φ14,箍筋Φ6@200～250;每隔1.5～2.5m应有牛腿(或螺栓、锚固件等)伸进墙内与墙拉结好,并承受圈梁自重。浇筑圈梁时应将墙面凿毛、湿水,以加强粘结。对砌体过梁的裂缝,可采取增设钢筋2Φ16,填补高强度砂浆(M10以上),或增加钢筋混凝土过梁的方法。
墙体由于受水平推力、不均匀沉降、温度变化引起伸缩等原因而发生外闪现象,墙体产生较大的裂缝或使外纵墙与内横墙拉结不良,可用钢筋或型钢拉杆予以加固,如采用钢筋拉杆,宜通长拉结,并沿墙两边设置。较长的拉杆中间应加法螺丝,以便拧紧拉杆。拉杆接长时应采用焊接。露在墙外的拉杆或垫板螺帽,可适当处理。拉杆和垫板都要涂防锈漆。在拉结水平层处,可以增设外圈梁,以增强加固效果。钢筋的直径可采用:当一开间加一道拉杆时为2Φ16(房屋进深5～7m),2Φ18(房屋进深8～10m),2Φ20(房屋进深11～14m);当每3开间加一道拉杆时为2Φ22(房屋进深5～7m),2Φ25(房屋进深为8～10m)。
4结束语
综上所述，对于房屋砌体结构加固的问题，如何控制好其加固的方法及裂缝的产生和扩展，是建筑工程中必不可少的一个重要环节，应引起足够重视，尤其在当前建筑物普通向高层、大型化发展的形势下，制定一项统一的规范和技术标准已迫在眉捷。
