浅谈砖混结构房屋抗震加固工艺

近几年来的大地震导致了民用多层砖混结构破坏十分严重。事实再一次证明：做好现有的未经抗震设计砖混结构房屋的抗震加固是十分必要的，保证现有的砖混结构民用住宅、重要建筑在地震中不倒是工程界急需解决的热点问题之一。
1 砖混结构抗震加固方法简介
从结构抗震机理出发，抗震加固可以分为减小地震作用加固法、增大结构抗震能力加固法和多道防线抗震加固法。减小地震作用主要是通过增大结构周期或加大结构阻尼来实现，一般应用于大型公共建筑的抗震加固；增大结构抗震能力的加固方法，如增大墙体抗震性能的外包钢筋混凝土面层、钢筋网水泥砂浆面层加固法；增大结构整体性的压力灌浆加固法、增设圈梁(构造柱)加固法、拉结钢筋加固法；通过增设抗震墙来降低抗震能力薄弱构件所承受地震作用的增设墙体法等，这些方法施工相对简单，大量应用于多层的砖混结构当中，尤其是民用建筑中。多道抗震防线加固是建筑物采用多重抗侧力体系，第一道防线的的抗侧力构件在强烈的地震作用下遭到破坏后，后备的第二道乃至第三道防线的抗侧力构件立即接替，抵挡后续的地震冲击，可保证建筑物安最低限度的全，免于倒塌。从结构抗震加固方法上来讲，抗震加固施工方法主要有外加固法，内加固法，夹板墙加固法。外加固法一般结合砖混结构的层数及抗震鉴定的结果，需要在建筑外侧增加不同数量的构造柱，圈梁，以及保证构造柱、圈梁和抗震墙体协同工作的拉杆。这种方法一般不占用室内建筑面积，用于住宅楼，对住户影响较小，但对建筑立面造型影响较大；内加固法基本原理同外加固法，也需要增设构造柱，圈梁及拉杆，必要时，如原有抗震墙体间距过大，需加设抗震墙体，内加固法不会改变建筑立面造型，一般适用于公共建筑，特别是临街建筑；夹板墙加固法为在加固原有抗震墙体的基础上提高抗震性能，目前最常用的是钢筋网水泥砂浆面层加固法，即在要加固墙体的单面或双面加设钢筋网，用锚筋、插入短筋、拉结筋等方法把钢筋网四周与楼板或大梁、柱或墙体连接。国内外的试验表明，M10 混合砂浆砌筑的240 厚砖墙，墙体抗剪能力比原砖墙提高二倍以上。
2 砖混结构整体性抗震加固方法
这种方法属于外加固法，其加固机理主要是对多层砖混房屋的墙体大变形产生约束，使其在遭受地震袭击时，墙体虽严重开裂但不至于马上丧失承载能力而导致房屋的倒塌，使砖混房屋提高耗能能力并改善延性性能，从而保证房屋在大震作用下不倒。本文提出了利用构造柱-圈梁-拉杆的抗震加固方法来实现这样的目标。
2.1 抗震加固原则
按照有利于抗震的要求，外加构造柱应当将其设在内外墙交接处(应在同一轴线横墙两端的内外墙交接处同时设置)。对加固的房屋，外加柱应设置对称、间距均匀、大小均匀。同时，要注意建筑立面的美观和周围建筑相协调。外加构造柱应沿房屋高度贯通，严禁错位。遇到局部突出建筑物的房屋外加柱不能贯通时，必须采取妥善的锚固措施，以保证外加柱能充分发挥作用。在屋盖和每层楼盖处，设置外圈梁和钢拉杆，以使外加柱和外圈梁及钢拉杆一起约束横墙，提高其抗剪能力和变形能力，同时也缩短了外加柱沿房屋纵向的自由长度，提高了其侧向稳定性。如原有房屋已有圈梁或为现浇钢筋混凝土楼(屋)盖时，可不再设钢钢拉杆和圈梁，但外加柱必须与原有圈梁和现浇钢筋混凝土楼(屋)盖可靠拉接。
2.2 主要构件设计要求及施工措施
2.2.1 外加构造柱
外加柱基本要求：
外加柱应与圈梁或钢拉杆连成闭合系统；外加柱必须与现浇混凝土楼盖、屋盖或原有圈梁可靠连接，形成整体；内圈梁可用墙（梁）两侧的钢拉杆代替。外加柱的混凝土强度等级不应低于C20，外加柱的截面和配筋按下表采用。
外加柱与墙体的连接要求：
外加柱应与墙体一般通过拉结钢筋，销键，压浆锚杆，锚筋与墙体连接，并符合下列要求：
在楼层1/3 和2/3 层高处同时设置拉接钢筋和销键与墙体连接；沿墙体高度每隔500mm设置胀管螺栓、压浆锚杆、螺栓或锚筋与墙体连接；外加柱在室外地坪标高和外墙基础的大放脚处应设销键、压浆锚杆或锚筋与墙体连接。所有钢筋应有保护层，以避免潮湿引起的锈蚀。
2.2.2 外加圈梁、钢拉杆
(1)外加圈梁的基本要求
外加的圈梁宜在楼、层盖标高的同一平面内闭合；外加的圈梁在阳台、雨篷、楼梯间窗户附近标高变换处需拐转通过，并应有局部加强措施；变形缝两侧增设的圈梁应分别闭合，在该变形缝区段范围内交圈闭合，并可用拉杆或型钢代替混凝土圈梁。对于要加固的砖混结构房屋，一般其楼（屋）盖均为预制板，如果横墙间距超过一个开间，则楼（屋）盖支承于纵墙上，而纵墙又不足以承担楼层的外力，则要靠楼层盖作为横隔板将楼层的水平地震作用传给两侧的抗横墙。由于未设防的预制板间的连接比较差，因此楼盖很容易外甩散落。此时，外加圈梁作为楼（屋）盖的边缘受拉部分，同时起到“边箍”的作用，因而提高了楼盖的水平整体性。圈梁截面高度不应小于180mm，宽度不应小于120mm；现浇圈梁的纵向钢筋， 7、8、9 度时可采用4Φ8、4Φ10、4Φ12：箍筋可采用Φ6@200；外加柱和钢拉杆锚固点两侧各500 mm 范围内的箍筋应加密；外加现浇圈梁在转角处应设2Φ12 斜筋；型钢圈梁当采用槽钢时，7度不应小于[8，8度不应小于[10 ，当采用角钢时，7度不应小于L75×6；8 度不应小于L90×6。外加圈梁配筋的计算要考虑作为梁承受墙体外甩弯距和作为楼盖的边箍承受抗震横墙间楼层水平地震作用产生的偏拉。同时应计入外加构造柱设置对圈梁设计的影响。
(2)外加钢拉杆的基本要求
根据要加固砖混结构房屋的具体特点，要设置不同形式的钢拉杆，主要有横向钢拉杆，纵向刚拉杆，代替内墙圈梁的钢拉杆。用钢拉杆加强砖混房屋整体性可防止墙体外甩，对设有外加柱的房屋也可采用拉杆拉结外加柱，使其与墙体共同承受地震作用；外加柱加固多层砖房而提高砖墙的增强系数，设置钢拉杆用以拉结外加柱和墙体，钢拉杆截面按外加柱抗剪强度承载力相等的条件计算。
(3)圈梁和钢拉杆的施工
①圈梁的施工
外加圈梁处的墙面有酥碱或饰面层时应凿掉，墙面的油污和苔藓应刷洗干净，墙体的裂缝应补强；圈梁与墙体连接的孔洞应用水冲洗干净；连接的锚筋和膨胀螺栓应注意检查是否可靠锚固；圈梁的混凝土宜连续浇筑；圈梁顶面应做泛水，其底面应做滴水槽。
②钢拉杆的施工
钢拉杆一般采用直径不小于14 的钢筋，锚固于圈梁内不小于30d，且端头设弯钩；钢拉杆通过端头加焊的锚板埋入圈梁内（锚板与墙面的间距不应小于50mm） 或通过钢管穿过圈梁，然后用螺帽拧紧的方法与圈梁连接；钢拉杆在原墙体锚固时，应采用钢板垫板，拉杆端部应加焊相应的螺栓，以调直拉杆，压紧垫板，使之与原墙体紧密结合；钢拉杆应进行防锈处理。