9砌体结构加固

9砌体结构加加固本章提提要(1)介绍了砌体体结构裂缝缝的三种类类型以及对对裂缝的处处理方法。。(2)对墙砌体的的加固介绍绍了常用的的扶壁柱加加固法和钢钢筋网水泥泥砂浆面层层加固法。。(3)对砖柱的的加固介介绍了外外包角钢钢加固法法。(4)阐述了砖砖砌体裂裂缝的修修复方法法。(5)介绍了典典型的砌砌体结构构加固的的实例。。9.1概述9.1.1砌体结构构裂缝的的类型砌体结构构一般抗压性能能较好，，抗拉、、抗剪能能力较差差。根据引引起砌体体开裂的的原因，，砌体结结构的裂裂缝可以以分为以以下三类类：（1）温度度裂缝当砌体结结构在温温度发生生较大的的变化时时，由于于热胀冷缩的的原因，，在砌体体结构内内会产生生拉应力力，当拉应应力大于于砌体的的抗拉强强度时，，砌体会会开裂，，出现温温度裂缝缝。（2）地基基不均匀匀沉降引引起的沉沉降裂缝缝地基的不不均匀沉沉降，将将引起砌砌体受拉拉、受剪剪，从而而在砌体体中产生生裂缝。。（3）受力力裂缝当砌体结结构上的的荷载产产生的内内力，大大于砌体体结构的的承载能能力时，，砌体结结构中产产生的裂裂缝则属属于受力力裂缝。。常见的受受力裂缝缝有：受压裂缝缝，其特征为为裂缝顺顺压力方方向，顺砖沿同同一竖直直位置断断裂，当当这种竖竖向裂缝缝长度连连续超过过4皮砖时，，该部位位的砖接接近破坏坏，当多条竖竖向裂缝缝在墙上上出现，，其间距距≤240mm时，此墙墙体即将将倒塌。。受弯或大偏心心受压裂缝，当轴向力的的偏心距较大大，在砌体中中产生较大的的拉应力时，，在远离压力的的一侧将出现现垂直于压力力方向的水平平裂缝，这种裂缝也容容易引起砌体体的破坏。稳定性裂缝，当高厚比超过过规定限值较较多时，砌体会在偶偶然因素影响响下产生纵向向弯曲，在弯弯曲区段的中中点，往往出出现水平裂缝缝。局部受压裂缝缝，当砌体上的大大梁支承面较较小时，梁端端处的砌体受受到很大的局局部压应力，在梁端下部部的局部受压压范围内，会会出现多条竖竖向裂缝。以上裂缝的出出现，表明砌砌体的承载能能力不足，均均应立即加固固，以避免事事故发生。9.1.2砌体结构裂缝缝的处理方法法根据裂缝的部部位、方向、、特征、宽度度大小、分布布情况等分析裂缝的的类型。如果果是温度裂缝缝或沉降裂缝缝，则应针对对原因来根治治.温度裂缝则应在砌体中中增设温度变变形缝，或者者在屋面增设设保温隔热层层等。沉降裂缝则应检测裂缝缝是否已经稳稳定，如已稳稳定，可在裂裂缝中灌抹水水泥浆，并在在裂缝两端铺铺贴钢丝网，，再抹水泥砂砂浆面层。如如裂缝仍在发发展，则应将将工作重点放放在地基加固固上。受力裂缝，则应采取提提高砌体的承承载力的加固固方法。常用的承载力力加固法对墙有：扶壁柱加加固法、组合合砌体加固法法；对柱有：外包角钢钢加固法、组组合砌体加固固法。9.2墙砌体的扶壁壁柱加固法扶壁柱法是最最常用的墙砌砌体加固方法法，这种方法法既能提高墙体的的承载力，又又可减小墙体体的高厚比，从而而提高高墙体体的稳稳定性性。根根据使使用材材料的的不同同，扶扶壁柱柱法分分砖（石石）扶扶壁柱柱法和混凝土土扶壁壁柱法法两种。。9.2.1砖（石石）扶扶壁柱柱法的的工艺艺及构构造图(a)表示单单面增增设的的砖扶扶壁柱柱，图图(b)表示双双面增增设的的砖扶扶壁柱柱，图图(c)表示单单面增增设的的块石石挡土土墙的的石扶扶壁柱柱。增设的的扶壁壁柱与与原砖砖墙的的连接接，可可采用用插筋法法以保证证扶壁壁柱与与砖墙墙的共共同工工作。。扶壁柱柱加固固的工工艺为为：（1）将将新旧旧砌体体接触触面间间的粉粉刷层层剥去去，并并冲洗洗干净净。（2）在在砖墙墙的灰灰缝中中打入入直径径4mm或6mm的连接接插筋筋；如如果打打入插插筋有有困难难，可可先用用电钻钻钻孔孔，然然后将将插筋筋打入入。插插筋的的水平平间距距应不不大于于120mm，竖向向间距距以4皮砖为为宜。。（3）在在开口口边绑绑扎直直径3mm的封口口筋。。（4）用用M5～M10的混合合砂浆浆，MU10以上的的砖砌砌筑扶扶壁柱柱。扶扶壁柱柱的宽宽度不不应小小于240mm，厚度度不应应小于于125mm。当砌砌至楼楼板底底或梁梁底时时，应应采用用硬木木楔或或钢楔楔顶撑撑，以以保证证补强强砌体体有效效地发发挥作作用。。9.2.3混凝土土扶壁壁柱的的工艺艺及构构造图9.2混凝土土扶壁壁柱法法加固固砖墙墙混凝凝土扶扶壁柱柱与原原墙的的连接接是十十分重重要的的。图9.2(a)为原带带有壁壁柱的的墙，，新旧旧柱间间可采采用图图中所所示的的连接接方法法，与与砖扶扶壁柱柱基本本相同同。图9.2（b)为双双面面增增设设混混凝凝土土扶扶壁壁柱柱，，箍箍筋筋的的弯弯折折面面应应隔隔层层交交错错放放置置，，即即图图中中所所示示箍箍筋筋的的上上下下一一个个箍箍筋筋应应将将弯弯折折面面换换到到右右边边。。混凝土扶扶壁柱用用C20～C25混凝土土，截截面宽宽度不不宜小小于250mm,厚度不不宜小小于100mm。施工时时当柱柱顶是是楼板板时，要注注意设设置混混凝土土浇注注口，，通常常可采采用以以下方方案：：将扶扶壁柱柱的顶顶部截截面加加大，，在加加大截截面处处的楼楼板开开洞口口，从从洞口口浇注注混凝凝土。。如果果考虑虑建筑筑空间间的需需要，，不希希望柱柱的截截面在在顶部部加大大，可可待混混凝土土初凝凝后，，将多多余的的混凝凝土修修平。。如果果结构构上的的安全全不允允许在在楼板板开浇浇注洞洞口，，则可可将柱柱顶处处的混混凝土土改为为喷射射法施施工。。在墙体体外侧侧增设设扶壁壁柱，，通过过加大大墙的的折算算厚度度以提提高墙墙体承承载力力和稳稳定性性的加加固方方法（1）加固固构件件：墙墙（2）加固效果果：增加墙墙体折算厚厚度降低墙体高高厚比提高承载力力（3）加固形式式：砖砌扶扶壁柱混凝土扶壁壁柱扶壁柱加固固墙的验算算砖砌扶壁柱混凝土扶壁柱砖砌扶壁柱柱加固构件件轴心受压压承载力计计算公式考虑新加扶扶壁柱对构构件高厚比比的有利影影响考虑应力滞滞后效应影影响，新加加砖砌体强强度折减0.9混凝土扶壁壁柱加固构构件受压承承载力计算算公式φcon组合砖砌体体稳定系数数考虑应力滞滞后效应影影响，新加加混凝土强强度折减系系数α完好＝0.95，α损伤＝0.90受压钢筋强强度利用系系数η混凝土＝1.0，η砂浆＝0.9偏心受压承承载力计算算公式XN～M9.3钢筋网水泥泥砂浆面层层加固墙砌砌体钢筋筋网网水水泥泥砂砂浆浆面面层层加加固固砖砖墙墙是是指指把把需需加加固固的的砖砖墙墙表表面面除除去去粉粉刷刷层层后后，，两两面面附附设设4～8mm的钢钢筋筋网网片片，，然然后后抹抹水水泥泥砂砂浆浆面面层层的的加加固固方方法法（（图图9.4）。。此法法通通常常对对墙墙体体双双面面进进行行加加固固，，所所以以经经加加固固后后的的墙墙体体俗俗称称夹夹板板墙墙。。夹夹板板墙墙可可以以较较大大幅幅度度地地提提高高砖砖墙墙的的承承载载力力、、抗抗侧侧移移刚刚度度及及墙墙体体的的延延性性。。目目前前钢钢筋筋网网水水泥泥砂砂浆浆面面层层法法常常被被用用于于下下列列情情况况的的加加固固：：(1)因火火灾灾而而使使整整片片墙墙的的承承载载力力或或刚刚度度不不足足；；(2)因房房屋屋加加层层或或超超载载而而引引起起砖砖墙墙承承载载力力不不足足；；(3)因施施工工质质量量差差而而使使砖砖墙墙承承载载力力普普遍遍达达不不到到设设计计要要求求等等。。孔径径大大于于15mm的空空心心砖砖墙墙、、砌砌筑筑砂砂浆浆标标号号小小于于M0.4的墙墙体体；；或或墙墙体体严严重重酥酥碱碱，，或或油油污污不不易易消消除除，，不不能能保保证证抹抹面面砂砂浆浆粘粘结结质质量量的的墙墙体体，，不不宜宜采采取取钢钢筋筋网网水水泥泥砂砂浆浆面面层层进进行行加加固固。。9.3.1钢筋筋网网水水泥泥砂砂浆浆面面层层加加固固的的墙墙体体承承载载能能力力计计算算（1）正正截截面面受受压压承承载载力力计计算算钢筋筋网网水水泥泥砂砂浆浆面面层层与与砖砖墙墙形形成成组组合合砖砖砌砌体体，，其其正正截截面面受受压压承承载载力力计计算算方方法法同同《砌体体结结构构设设计计规规范范》（GB50003——2001）中中的的组组合合砖砖砌砌体体承承载载力力计计算算方方法法（（详详见见8.2.3条、、8.2.4条）），，不不再再赘赘述述。。（2）斜截面承承载力计算钢筋网水泥砂砂浆面层加固固的墙体，其其抗剪承载力力与面层和钢钢筋网有关，，可按下式进进行计算：V≤(fv′′+0.7σσ0)A/1.9式中V——剪力设计值；；σ0——墙在1/2层高处恒荷载载标准值产生生的平均压应应力；A——原墙体截面积积；fv′——加固后组合墙墙折算成原墙墙体的抗剪强强度，简称折折算抗剪强度度。(由9.8或9.9公式计算)9.3.2钢筋网水泥砂砂浆面层加固固砖墙的构造造施工时应将原原墙面的粉刷刷层铲去，砖砖缝剔深10mm，用钢丝刷将将墙面刷净，，并洒水湿润润,以保证水泥砂砂浆能与原砌砌体有可靠的的粘结，水泥泥砂浆面层的的厚度为30～40mm，分2～3次压抹，砂浆浆强度等级不不小于M10。原则上，墙面面应双面用钢钢筋网水泥砂砂浆面层加固固，为保证墙墙两面的加固固层共同工作作，钢筋网在在水平方向和和竖向每隔600～900mm用直径6号钢筋拉结。。钢筋网遇到楼楼板时，应在在楼板上每隔隔500～600mm凿一洞，放入入直径12的钢筋（见图图9.5）。纵向钢筋筋应伸入室内内、外地面以以下400mm，用C15混凝土浇筑（（见图9.6）。钢筋网的钢筋筋直径为4或6，钢筋的间距距以300mm××300mm为宜。9.4砖柱的外包角角钢加固法砖柱的加固宜宜优选外包角角钢加固法，，这种方法砖砖柱的截面尺尺寸增加不多多，不影响建建筑物的空间间使用，能显显著地提高砖砖柱的承载力力，大幅度地地增加砖柱的的抗侧力。据中国建筑研研究学院的试试验结果，抗抗侧力甚至可可提高10倍以上，柱的的破坏由脆性性破坏转化为为延性破坏。。9.4.1外包角钢加固固砖柱的工艺艺用水泥砂浆将将角钢粘贴于于受荷砖柱的的四周，并用用卡具卡紧，，随即用缀板板与角钢焊接接连成整体，，去掉卡具,粉刷水泥砂浆浆以保护角钢钢（图9.7所示）。角钢钢应锚入基础础，为此预先先应将柱子四四周的地面挖挖至基础顶面面。在顶部也也应有可靠的的锚固措施，，以保证其有有效地参加工工作。其方法法可采用顶部部或底部打入入钢楔。角钢钢不宜小于┗┗20×50×5。1、概况砌体采取外包包型钢，以提提高墙、柱承承载力的加固固方法（1）加固构件：：柱、墙（2）加固效果：：提高承载力力（3）加固形式：：干式湿式2、干式外包钢钢加固设计新旧砌体无法法确保协同受受力－按照轴压压刚度比分配配新增竖向荷荷载－偏压问问题3、湿式外包钢钢加固设计轴心受压承载载力计算公式式偏心受压承载载力计算公式式9.5增大截面法1、概况采取增大砌体体截面，以提提高墙、柱承承载力和满足足正常使用的的一种加固方方法。（1）加固构件：：柱、墙（2）加固效果：：提高承载力力、稳定性和和抗裂能力；；（3）加固形式：：单侧、双侧侧、四面；（4）常用情况：：房屋改建墙体表面风化化后等（5）优点：经济济，耐久，抗抗火缺点：湿作业业量大，施工工周期长；影影响外观2、轴心受压构构件的受力分分析新砌体原砌体50～70％f3、受压构件的的加固《砖混结构房屋屋加层技术规规范》计算公式新加砌体协同同作用强度利利用系数α：不利因因素：：应变变滞后后有利因因素：：侧向向约束束效应应砖基础础α＝0.8砖墙α＝0.6组合砖砖砌体体α轴压＝0.7；α偏压＝0.84、构构造要要求确保新新旧砌砌体连连接可可靠、、协同同受力力9.6、粘贴贴纤维维加固固法在墙体体表面面粘贴贴纤维维以提提高墙墙体整整体性性和抗抗裂能能力以以及抗抗剪承承载力力的方方法（1）加固固对象象：墙墙（2）加固固效果果：提提高整整体性性提高抗抗裂性性能提高抗剪承载力力提高平面外外抗弯能能力（3）加固固材料料：玻玻璃纤纤维GFRP芳纶纤纤维AFRP碳纤维维CFRP玻璃纤纤维GFRP加固砖砖砌体体试验验玻璃纤纤维GFRP加固砖砖砌体体抗剪剪性能能试验验芳纶纤纤维AFRP加固砖砖砌墙墙体的的抗剪剪性能能试验验碳纤维维CFRP加固砖砖砌墙墙体的的抗剪剪性能能试验验纤维增增强复复合材材料加加固砌砌体抗抗震性性能的的比较较(1)采用纤纤维布布加固固砖砌砌体可可使其其抗剪剪能力力包括括开裂裂荷载载、极极限强强度、、极限限位移移和抗抗震性性能有有明显显提高高。(2)有效的的锚固固方式式对于于砌体体加固固至关关重要要，未未采取取任何何锚固固措施施的加加固砌砌体，，在未未达到到极限限位移移时，，纤维维布就就已经经剥离离，起起不到到加固固效果果。(3)分散条条形粘粘贴纤纤维布布的效效果好好于集集中单单条粘粘贴，，纤维维布的的利用用率最最高。。(4)满贴玻玻璃纤纤维布布加固固砌体体时，，采用用45o双向玻玻璃纤纤维布布满贴贴的加加固效效果好好，原原因是是45o双向玻玻璃纤纤维布布其纤纤维丝丝束的的受力力更加加直接接;另外普普通双双向玻玻璃纤纤维布布在剪剪压情情况下下容易易因受受压失失稳而而产生生剥离离。比较结结论9.7、抗震震构造造加固固法（1）加固固原因因：维维修、、改造造、增增层（2）加固固效果果：加加强结结构整整体性性提高结结构抗抗震能能力（3）加固固方法法：外外加构构造柱柱外加圈圈梁增设钢钢拉杆杆增设抗抗震墙墙9.8、其他他加固固法1.表面修修补法法2.灌浆修修补法法3.拆砌托托换法法4.基础隔隔震加加固法法5.设置消消能支支撑法法1.表面修修补法（1）表面面涂抹抹水泥泥砂浆浆（2）表面涂涂环氧胶胶泥（3）表面粘粘贴钢丝丝网或玻玻璃纤维维布——适用于宽宽度小天天0.2mm的温度干干缩缝隙隙或网状状缝表面面缺陷问问题的处处理2.灌浆修补补法适用于宽宽度大于于0.3mm的静止受受力裂缝缝结合表面面修补方方法，采采用灌浆浆料将墙墙体裂缝缝灌实以恢复构构件整体体性和使使用功能能3.拆砌托换换法4.基础隔震震(减震)加固隔震(减震)加固是运运用反共共振动理理论，把把一定的的质量和和大阻尼尼的隔震震支座设设计成动动力吸震震器对下下部结构构产生作作用，从从而使结结构在地地震作用用下阻尼尼增大，，耗能能能力大大大提高，，地震反反应减少少，而使使结构的的设防烈烈度可以以降低的的加固方方法。5.底部框架架砌体结结构设置置消能支支撑在底部框框架砌体体结构底底层等部部位设置置粘弹性性阻尼器器以耗散散能量实实现减小小建筑结结构地震震反应。。9.9砖砌体裂裂缝的修修复对砖砌体体的受力力裂缝，，应及时时作出承承载力或或稳定性性加固的的措施（（见9.2节～9.4节）。但但对于温温度裂缝缝和已经经稳定的的沉降裂裂缝，只只需进行行裂缝修修复。在修复砖砖墙裂缝缝前，应应观察裂裂缝是否否稳定。。观察的的常用方方法是在在裂缝上上涂一层层石膏，，经一段段时间后后，若石石膏不开开裂，说说明裂缝缝已经稳稳定。对对于除受受力裂缝缝以外已已经稳定定的裂缝缝可以按按以下方方法修补补。9.5.1填缝修补补填缝修补补的方法法有水泥砂浆浆填缝和和配筋水水泥砂浆浆填缝两种。水泥砂浆浆填缝的的修补工工序为：：先将裂裂缝清理理干净，，用勾缝缝刀、抹抹子、刮刮刀等工工具将1∶3的水泥砂砂浆或比比砌筑砂砂浆强度度高一级级的水泥泥砂浆或或掺有107胶的聚合合水泥砂砂浆填入入砖缝内内。配筋水泥泥砂浆填填缝的修修补方法法，是先先按上述述工序用用水泥砂砂浆填缝缝再将钢钢丝网嵌嵌在裂缝缝两侧，，然后在在钢丝网网上再抹抹水泥砂砂浆面层层。9.5.2灌浆修复复灌浆修复复是一种种用压力力设备把把水泥浆浆液压入入墙体的的裂缝内内，使裂裂缝粘合合起来的的修补方方法。由由于水泥泥浆液的的强度远远大于砌砌筑砖墙墙的砂浆浆强度，，所以用用灌浆修修补的砌砌体承载载力可以以恢复，，甚至有有所提高高。水泥灌浆浆修补方方法具有有价格低低、结合合体的强强度高和和工艺简简单等优优点，在在工程实实际中得得到较广广泛的应应用。9.5.2.1浆液的制制作纯水泥浆浆液由水水泥放入入清水中中搅拌而而成，水水灰比宜宜取为0.7～1.0。纯水泥泥浆液容容易沉淀淀，易造造成施工工机具堵堵塞，故故常在纯纯水泥浆浆液中掺掺入适量量的悬浮浮剂，以以阻止水水泥沉淀淀。悬浮浮剂一般般采用聚聚乙烯醇醇或水玻玻璃或107胶。当采用聚聚乙烯醇醇作悬浮浮剂时，，应先将将聚乙烯烯醇溶解解于水中中形成水水溶液，，聚乙烯烯醇与水水的配比比（按质质量计））为：聚聚乙烯醇醇∶水＝＝2∶98。配制时时，先将将聚乙烯烯醇放入入98℃的热水中中，然后后在水浴浴上加热热到100℃℃，直至聚聚乙烯醇醇在水中中溶解。。最后按按水泥∶∶水溶液液（质量量比）＝＝1∶0.7的比例在在聚乙烯烯醇水溶溶液中边边掺入水水泥边搅搅拌溶液液，就可可以配制制成混合合浆液。。当采用水水玻璃作作悬浮剂剂时，只只要将2%（按水质质量计））的水玻玻璃溶液液倒入刚刚搅拌好好的纯水水泥浆中中搅拌均均匀即可可。9.5.2.2灌浆设备备灌浆设备备有：空空气压缩缩机、压压浆罐、、输浆管管道及灌灌浆嘴。。压浆罐罐可以自自制，罐罐顶应有有带阀门门的进浆浆口、进进气口和和压力表表等装置置，罐底底应有带带阀门的的出浆口口。空气气压缩机机的容量量应大于于0.15m3。灌浆嘴嘴可由金金属或塑塑料制作作。灌浆装置置示于图图9.9。它的工工作原理理是利用用空气压压缩机产产生的压压缩空气气，迫使使压浆罐罐内的浆浆液流入入墙体的的缝隙内内。9.5.3灌浆工艺艺灌浆法修修补裂缝缝可按下下述工艺艺进行：：（1）清理理裂缝，，使其成成为一条条通缝。。（2）确定定灌浆位位置，布布嘴间距距宜为500mm,在裂缝交交叉点和和裂缝端端部应设设灌浆嘴嘴。厚度度大于360mm的墙体,两面都应应设灌浆浆嘴。在在墙体的的设灌浆浆嘴处,应钻出孔孔径稍大大于灌浆浆嘴外径径的孔,孔深30～40mm,孔内应冲冲洗干净净,并先用纯纯水泥浆浆涂刷，，然后用用1∶2水泥砂浆浆固定灌灌浆嘴。。（3）用1∶2的水泥砂砂浆嵌缝缝，以形形成一个个可以灌灌浆的空空间。嵌嵌缝时应应注意将将混水砖砖墙裂缝缝附近的的原粉刷刷剔除，，用新砂砂浆嵌缝缝。（4）待封封闭层砂砂浆达到到一定强强度后，，先向每每个灌浆浆嘴中灌灌入适量量的水，，然后进进行灌浆浆。灌浆浆顺序自自下而上上，当附附近灌浆浆嘴溢出出或进浆浆嘴不进进浆时方方可停止止灌浆。。灌浆压压力控制制在0.2MPa左右，但不不宜超过0.25MPa。发现墙体体局部冒浆浆时，应停停灌约15min或用水泥临临时堵塞，，然后再进进行灌浆。。当向靠近近基础或楼楼板（多孔孔板）处灌灌入大量浆浆液仍未饱饱灌时，应应增大浆液液浓度或停停灌1～2h后再灌。（5）拆除或或切断灌浆浆嘴，抹平平孔眼，冲冲洗设备。。9.6工程实实例实例：湘潭潭市易俗河河银杏大厦厦，六层砖砖混结构,建筑面积5000多平方米，，在主体工工程施工到到第六层时时，底层和和二层相继继在承重横横墙出现竖竖向裂缝。。底层的承承重横墙80%以上的墙体体开裂，竖竖向裂缝的的间距约800～1200mm，裂缝的长长度约600～1000mm，不仅沿灰灰缝,还将块体压压裂而贯通通，裂缝的的宽度约1～2mm；二层的承承重横墙60%以上的墙体体开裂，竖竖向裂缝的的间距1000～1500mm，亦沿灰缝缝和块体贯贯通，裂缝缝宽度0.5～1mm，底层并不不时传来块块体开裂的的声音，底底层房屋即即将倒塌。。幸亏施工工队紧急抢抢救，用100多根杉条贴贴横墙将楼楼面空心板板撑住，支支撑以后裂裂缝得到控控制，在采采取抢救措措施后，裂裂缝没有发发展。建设设单位立即即报告市建建筑工程质质量监督站站，并相继继报市建设设委员会、、省建设委委员会