砖混结构加固改造浅谈

李淼

摘要：随着城市化进程加快发展，传统砖混建筑已经逐渐被现代钢筋混凝土建筑取代，然而一些具有历史代表性和建设时间不长的砖混建筑依然留存下来，通过改造加固赋予新的使用功能，本文以一座砖混建筑通过加固改造改变使用功能为例简单阐述加固改造技术在砖混结构中的应用。

关键词：砖混结构;面层加固;构造性加固

本工程项目位于东北某地，原楼因闲置一直未被使用，后经相关协调重新启用作为医院病房及康复功能用途，本项目有两座因功能改变需进行改造加固砖混建筑，为B区和C区：B区于上世纪80年代设计建造，主体六层，砖混结构，基础为毛石和混凝土条形基础，层高分别为3.6mX5，3.9m，总高度为21.9m。承重墙体由实心红砖砌筑，一层、二层纵横墙均为370mm厚，其上各层外墙及楼梯间墙为370 mm厚，其他内墙为240mm 厚;楼板为预制空心板，其上有90mm厚配筋叠合层，承重墙交点设置构造柱，纵横墙每层都设置有圈梁。C区同为上世纪80年代设计建造，主体五层，砖混结构，基础为毛石和混凝土条形基础;层高分别为3.6mX4，3.9m，室内外高差0.6m，总高度18.900m。承重墙体由实心红砖砌筑，一层纵横墙均为370mm厚，其上各层外墙及楼梯间墙为370 mm厚，其他内墙为240mm 厚;楼板为预制空心板，其上有90mm厚配筋叠合层，构造柱仅楼梯间跨承重墙交点处设置，圈梁外纵墙及楼梯间跨纵横墙每层都设置，内纵墙一、三、五层设置，横墙一、三、五层隔跨设置。B区改建后，层数及层高不变，楼梯位置调整，增加两部医用电梯;C区改建后层数及高度不变，个别区域增设纵横墙。两栋建筑抗震设防类别因功能改变均由丙级调整为乙级，其中B区建筑高度超过规范要求，为超限建筑。

因建筑长时间闲置经重新启用并改变使用功能，故业主委托符合资质的检测单位对其主体结构进行检测。经过现场勘察及检测：未发现工程结构受力构件存在結构性裂缝、变形等情况;混凝土构件未发现存在蜂窝、麻面、孔洞、露筋等外观质量缺陷;墙下条形毛石块材组砌方法正确、块石间咬槎较好;部分砂浆灰缝砌筑不饱满，砌筑砂浆现有抗压强度较低，小于2MPa;现场对工程承重墙体砌筑砂浆现有抗压强度采用回弹法检测基本达到M5水平强度，承重墙体烧结普通砖现有抗压强度均达到MU7.5强度等级，混凝土梁强度设计等级推定为C20，混凝土梁尺寸，配筋，保护层厚度等满足原设计及规范要求;现场抽取预制混凝土空心板进行静载试验，结果表明在规定试验荷载作用下，空心板难度为0.1 mm，板下未发现结构性裂缝。

经过鉴定检测，原建筑主体结构保存比较完整，各强度指标具备改造加固继续使用的条件。结合建筑结构主体现状，鉴定检测结果及后续使用功能，按现行规范确定改造建筑抗震设防类别为乙类，后续使用年限为30年（A类建筑），按现有使用功能对现有主体结构条件建模计算，并按现行规范要求进行分析：B区改建后层数高度均不变，但是按乙类设防根据规范要求建筑高度超限，个别墙体在改变功能荷载作用下有承载力不够的情况;C区改建后未出现承载力不足的情况，但无法能满足现行规范构造措施要求;改变使用功能后通过计算楼板仍能满足病房及康复中心楼面荷载需要并且原设计楼板的设计有较多安全储备，除个别楼板拆除新增加楼板均采用现浇方式处理，对个别正常使用极限状态下无法满足挠度设计的楼板采用粘贴碳纤维布方式进行加固处理;两栋楼均有需要拆改洞口及增加墙体的部位，对B区拟对一层、二层所有墙体设置单面钢筋网水泥砂浆面层，对承载力计算不足的墙体采用钢筋混凝土面层加固，针对高度超限，采用增设钢筋混凝土抗震墙，利用建筑新增加墙体需要的同时借助后浇剪力墙来承担结构地震作用，现浇钢筋混凝土墙相对原承重墙具备更大的刚度，尤其在刚性体系中能够承担更多的地震剪力，从而减轻原始承重墙的负担，使其依然承担主要的竖向荷载作用。对C区需按现行规范增设构造柱，圈梁等构造措施来满足砖混结构在地震作用下墙体被圈梁和构造柱形成的框架体系约束的抗震概念设计的要求，因此采用设置钢筋混凝土砌体组合构造柱与以钢拉杆代替圈梁组成整体封闭体系达到约束砌体的作用。

1.钢筋网水泥砂浆面层加固：钢筋网水泥砂浆面层加固法适应于各类砌体墙、柱的加固。砂浆面层加固可提高砌体正截面承载力及受剪承载力，鉴于面层砂浆加固对正截面承载提高有限，因此本项目仅作为一种提高安全储备的手段对底部两层计算满足承载力设计要求的墙体进行处理。

砂浆面层水平竖向分布钢筋均采用三级钢直径8的钢筋，面层采用40 mm厚M10强度砂浆，水平钢筋及竖向钢筋分别参与提高正截面承载力及抗剪承载力，交叉位置点焊，采用直径不小于10，间距不小于600的L形锚筋及S形拉筋使面层和原结构共同受力，锚筋及拉筋孔洞需采用结构胶灌注填实，楼板穿筋处需采用高强无收缩灌浆料填实。

2.钢筋混凝土面层加固：钢筋混凝土面层加固方法与砂浆面层加固方法原理相同，由于混凝土强度较高，其对正截面承载力及抗剪承载力的提高更为有效，因此对承载力不足墙体采用混凝土面层加固，并且可以采用喷射混凝土进行施工，提高施工效率和施工质量。混凝土面层加固竖向钢筋需根据计算确定直径大小及钢筋间距，面层采用70mm厚C25强度混凝土。

3.新增钢筋混凝土墙体（板）：针对承载力不足及关键部位，利用建筑功能需要增加墙体位置增设钢筋混凝土墙，借此提高整体结构刚度及承载力，采取措施使其与原结构墙体协调变形来承担更多的剪力。此方法实现的关键在于需要墙板与原结构协调变形，新增加的混凝土墙体与原结构紧密锚固使其能够顺利分担地震剪力，借鉴构造柱与砌体结合的做法，采取马牙槎交错咬合的机制。

4.构造加固：通过近些年对实际震害调查及反复试验，已经证明砌体结构在构造柱及圈梁所形成的框架体系下抵抗地震作用具有明显的提高，构造柱及圈梁的设置有助于提高了砌体结构的整体性，抗震性和抗倒塌性。C区原设计对五层砌体结构依据规范隔层设置了圈梁及构造柱，改变功能用途后设防类别提高，构造措施也需随之提高，因此对C区未设置圈梁及构造柱的楼层进行圈梁及构造柱加固以提高房屋的整体抗震性能;在尽可能不破坏原有建筑主体的条件下进砌体外加固形式，圈梁采用钢拉杆代替并锚固于墙体端部构造柱位置，与构造柱连接成整体。

此外针对一些在施工期间墙体局部破裂，取消的门窗洞口以及破损影响观感的墙体进行局部拆除，并按提高一级砂浆强度用整砖进行填砌，对于新开设门窗洞口在计算墙体满足承载力及稳定性的条件下洞口周边设置加强筋并在角部设置钢板网进行加固处理。

5.基础加固：由于建筑功能的改变以及墙体的增减导致建筑平面荷载分布发生变化，在复核计算基础的前提下，对局部不再满足承载力强度的基础进行加固处理。鉴于基础加固的施工可操作性及隐蔽性，基础加固采用增加截面法，直接有效并且能控制基础沉降不致过大产生不均匀沉降。

结语：

随着社会经济发展，砖混结构的实际应用越来越少，仅具有历史保存价值以及建造年限较短时间的建筑仍然担负使用功能，具有加固的空间和价值，但我国幅员辽阔，大的整体基数之下此类建筑仍不在少数，因此针对砖混结构的加固依然有必要被设计人员所掌握，并坚持在复核计算分析以保证其坚固安全耐久性的基础之上充分发挥其在后续设计年限中的使用功能，砌体结构相对于其他形式的结构在结构计算分析，加固措施等方面已经具有很成熟的经验和实践操作性，伴随着新材料新技术的发展，可能会出现更多经济有效，便于施工的加固方法，使砌体结构能够成为保留传统文化的一种建筑形式得以留存。