用钢筋网水泥砂浆面层方法对砌体结构墙体进行抗震加固
2010-08-23郭冬娟
郭冬娟
(太原理工大学建筑与土木工程学院,山西 太原 030024)
砌体结构建筑物在我国应用广泛,但由于砖墙抗震性能差而且是主要抗侧力构件,在汶川地震中破坏严重。由于砌体墙体在地震作用下出现了大量裂缝,墙体承载力不满足要求,经检测鉴定后部分破坏了的砌体可以加固后继续使用。钢筋网砂浆面层加固方法既适用于开裂的墙体加固又适用于抗震承载力不足的墙体加固,采用这种方法对地震后开裂不严重的砌体墙体进行加固,是一种经济合理、有效的加固方式。加固前先对裂缝进行修补,使开裂的墙体具有整体性。
1 适用条件
采用钢筋网砂浆面层法加固砌体结构墙体,适合于原砌体实际砌筑砂浆强度等级不高于M2.5[1]、有细微裂缝、开裂不严重的墙体。
2 加固原则
砌体结构房屋抗震加固,是通过改善结构受力途径,从而提高抗震承载能力。根据结构的抗震检测鉴定报告结果有针对性地进行,可选择结构整体加固也可进行局部部位加固[2],做到安全有效、经济合理,减小对建筑物正常使用的影响,同时兼顾外表美观。
3 加固设计
双面加固墙体的初裂荷载、极限荷载和刚度均高于单面加固的墙体[3],所以在加固时采取双面加钢筋网砂浆面层的方式加固墙体。面层越厚,初裂荷载和极限荷载越大[3],所以在墙体所在位置处无法进行双面加固时应采取单面加固,但面层应加厚。
3.1 钢筋网布置
墙两侧钢筋网的钢筋直径宜为4mm或6mm,间距为300mm[1],双向配筋。钢筋网四周与楼板,圈梁和构造柱采用钢筋直径为6mm,长度为300 mm的短筋连接,短筋植入混凝土内150 mm,在楼板处穿透楼板而且不损坏原有钢筋,外端下弯与钢筋网片连接,使钢筋网与四周有可靠锚固,加固后结构形成一个整体。当钢筋网的横向钢筋遇到门窗洞口时,横向钢筋在双面加固中的洞口两侧闭合,在单面加固中的窗洞侧边弯入锚固[1],锚固长度为150 mm。钢筋网在室内外地面下延伸长度不小于400 mm,再用C20混凝土填塞密实,以达到可靠锚固。钢筋网遇到90°墙角时,采用拉结钢筋沿墙体角部45°方向锚固钢筋网,锚固长度为120 mm。
3.2 拉结钢筋布置
双面加固时采用钢筋直径为6 mm,间距为900 mm的S形拉结钢筋连接;单面加固时采用钢筋直径为6 mm,间距为600 mm的L形拉结钢筋连接[1],按梅花状布置。
4 加固施工
4.1 清理墙面
因为拉筋对抗震加固作用不明显[4],砂浆与旧墙体间的黏结形成了加固后墙体的主要强度,所以需要将原墙面粉刷层凿除,并将墙面清扫干净,提高砂浆和原有墙面的黏结效果。在凿除原墙面粉刷层时,不可加重对已破坏墙体的损害。
4.2 裂缝修复
对宽度较小的裂缝采用胶结材料直接在裂缝处将其封闭。对宽度较大的裂缝采用压力灌浆的方式修复裂缝。对裂缝口先用钢丝轮清除灰尘和污垢,沿裂缝长度方向埋灌浆嘴,再用密封胶封住裂缝,然后采用压力灌浆的方式将配置好的注浆液灌入缝内,最后拆除灌浆嘴。裂缝两侧的墙体在注浆液固化后会粘结在一起,从而恢复了墙体的整体性,修补后墙体的刚度和抗震能力,可按原砌筑砂浆强度等级计算[1]。
4.3 钢筋布置
按拉结钢筋的设计间距在墙上钻孔,然后注入植筋胶,立即插入拉结钢筋,植筋胶固化后再用拉结钢筋将钢筋网固定在墙体上。
4.4 水泥砂浆抹面
先湿润墙面,再采用35 mm厚度M10水泥砂浆面层按要求分层抹压,每层厚度不超过15 mm,水泥砂浆兼做找平层,水泥砂浆面层在室外地面下伸入500 mm[1]。
5 工程实例
某教学楼为3层砌体结构,总高度为11.8 m,墙体厚均为240 mm。汶川地震后墙体均出现不同程度的开裂,经检测,裂缝宽度为0.1~0.3 mm,砖强度等级为MU15,混合砂浆强度等级为M1.7,不能满足建筑物承载能力的要求,必须采取加固和修补措施。根据检测鉴定报告结果,结合上述加固设计和施工要求,对开裂的墙体采用钢筋网砂浆面层方法进行加固施工图设计,见图1。
图1 加固施工图
6 结语和建议
(1)砌体结构在震后出现破坏时,应先进行检测鉴定,根据检测报告结果确定加固方案,进行加固设计,做到安全有效、经济合理、不损坏原结构。
(2)对开裂不严重、砂浆强度低于M2.5的砌体墙体,优先采用钢筋网砂浆面层方法进行加固。
(3)钢筋网砂浆面层法加固砌体结构墙体应用广泛,可以有效提高墙体的抗震承载能力。
(4)需要对砌体结构加固设计不断进行深入研究,提高砌体结构抗震承载能力,保证结构安全使用。
[1]GJ 116-2009建筑抗震加固技术规程[S],建筑工业出版社,2009
[2]林玮,李巨文.多层砌体房屋抗震加固方法评述[J].地震工程与工程振动,2006,26(6):145-146
[3]李明,王志浩.钢筋网水泥砂浆加固低强度砂浆砖砌体的试验研究[J].建筑结构,2003,33(10):34-36
[4]许清风,江欢成,朱雷,杜刚.钢筋网水泥砂浆加固旧砖墙的试验研究[J].土木工程学报,2009,42(4):78-84