砖混结构加固加层改造设计与施工实例分析

0 引言

砖混结构房屋是我国民用建筑中最为普遍的结构体系。建国以来至20世纪80年代以前，城镇建筑几乎全部采用这类结构体系。

随着我国社会经济的蓬勃发展，用房问题已成为城镇中亟待解决的重要矛盾之一。而我国人口众多，经济上仍不发达，这决定我国旧的砖混结构房屋必须尽可能进行改造利用，而不能采取全部推倒重建的方针［1］。特别是在无新建场地，建设资金少而不允许拆旧建新的情况下，为了改善用房紧张，增加使用面积和增加建筑物的使用功能，加层加固改造成为建设方最理想的选择［2］。随着建国初期大部分房屋使用年限的临近，房屋加固已成为一种趋势。

本文通过工程实例，对砖混结构中加固加层方案的选择及施工中需要注意的事项进行总结和探讨。

1 工程概况

实验楼加固加层改造工程系三层内廊式混合结构(中间门厅部分为四层)，建于1963 年，楼长 88．8 m、宽 14．24 m ～17．84 m，层高3．80 m，内廊宽2．4 m，开间多为3．6 m。原设计由江苏省建设厅勘察设计院设计。基础采用墙下毛石混凝土条形基础，基础以坚硬粘土作为持力层。上部采用240厚(局部370厚)砖墙，砖设计标号100号、砂浆50号、基础毛石为100号。原有结构未设置构造柱，但沿墙每开间均设附壁配筋砖柱，局部大空间采用预制混凝土梁承重。楼板采用预制多空楼板屋盖，内廊为预制混凝土小平板楼盖，卫生间、楼梯间为现浇混凝土结构，仅在外墙设置预制圈梁。原建筑面积4 026 m2，现要求加高为五层，局部六层，总面积为6 700 m2。

2 加层的可行性分析研究

在原有房屋中加层，往往比新建工程考虑的问题更多，加层设计应在可行性研究及鉴定意见基础上进行。因此可行性分析研究非常重要。对于加层工程，不仅要对新增的结构进行验算，还需要对原结构作必要复核，如果不满足要求必须进行加固。加固方案主要根据可靠性鉴定结果、可靠性差异程度和原因，结合结构特点及施工条件，按安全可靠，经济合理原则选择。现根据房屋安全鉴定处对原有结构构件的检测结果及现场勘验，结构整体稳定性及抗震性较差，不满足现行规范的要求。但房屋主体结构较为完善，可对该房屋先期进行抗震加固处理，等抗震加固补强后再进行加层加固改造。在加层设计中需解决的主要问题是验算加层后的地基基础、墙体结构等能否满足承载力和正常使用极限状态的要求，解决新旧构件连接问题。

3 承载力验算及加固措施

3．1 基础验算及加固

经鉴定原基础沉降变形稳定，改造工程在加层情况下，按改造后建模复核计算，局部不满足，应扩大基础断面以满足新增荷载要求，新老基础通过钢筋拉结，以保证新旧基础协同工作(如图1所示)。

基础加固施工应注意部分:

1)加固工作不应破坏原有结构，一般情况下宜少扰动原有地基基础，同时不应扰动土的原状结构，如经扰动，应挖除扰动部分，用毛石回填;

2)基础挖槽后应由设计、施工和建设单位等共同验槽，发现问题及时处理;

3)开挖基槽时应注意对原建筑物的影响，对其主要承重结构应进行临时支撑，必要时应当采取卸载措施;

4)基础加固时应对与原混凝土构件的连接部位进行凿毛，除去浮渣、尘土、冲洗干净，涂刷水灰比为0．4～0．45的水泥浆一道;

5)与旧墙体连接部位应清除干净，用水冲刷。新老基础通过植筋进行拉结，植筋时应保证将植筋孔清理干净，砌体植筋与混凝土植筋由于材质及强度不同，应做好对植筋质量的控制及植筋胶的选择(可选择用环氧胶泥锚固)［4］，以保证新旧基础协同工作;

6)施工时应重视施工监测，以保证施工质量和施工安全。

图1 基础加固图

3．2 墙体强度验算、抗震验算及加固措施

经验算，除三层墙体受压承载力满足要求外，一、二层受压承载力及所有层抗震验算均不满足要求，必须进行加固。对抗震及抗压不能满足加层设计要求的墙体，目前可采用的加固方法主要有钢筋网水泥浆法加固、钢筋混凝土板墙加固、增设圈梁、构造柱、钢拉杆等［3］。

根据本工程原有结构未设置构造柱，但沿墙每开间均设附壁配筋砖柱的特点，选择将原有的壁柱采用钢筋混凝土围套加固法加固，具体做法见图2，同时在内纵墙与横墙交界部位间隔增设构造柱，纵墙与山墙交界处增设构造柱，内墙在增设构造柱相应部位设钢拉杆，与原结构外墙预制圈梁形成整体。构造柱处增加现浇混凝土局部扩展基础，并确保与砖墙有可靠连接，以保证新旧基础协同工作。

原有三层屋面全部掀除，墙体部位设置现浇圈梁。屋面及楼面均为现浇梁板结构，与原有构造柱及壁柱部分连为一体，以满足建筑物的整体性及抗震性的要求。墙体采用单面钢筋网砂浆面层加固及双面砂浆面层加固法加固墙体。

图2 钢筋混凝土围套加固壁柱

图3 新增构造柱与墙体的连接

采用钢筋混凝土围套加固法加固壁柱及增加构造柱施工时应注意事项及体会:

1)对于无筋砖壁柱，竖向钢筋应通长设置，下端伸至基础顶面，中间穿过各楼层，上端伸至加固层上层楼板表面，箍筋分开口，闭合两种，箍筋应穿过主梁，当梁高小于400 mm时，可于梁上下表面用较大直径的加强箍等代［3］;

2)对于穿板部分，楼板钻孔不得截断板钢筋;

3)将墙与混凝土结合面上的粉刷层铲除干净，并凿开灰缝，凿开深度凹入墙面5 mm，最后用压力水冲洗干净，并冲水湿透［5］;

4)针对施工单位提出的闭合箍筋绑扎起来较为困难的问题，我们采用两根“U”形箍错开焊接或绑扎的方法代替原有图集做法，既保证了施工效果，又解决了施工困难。对于闭合箍筋墙钻孔部分，现有相关规范及图集对钻孔大小一般均未作要求，施工单位一般选择钻孔直径稍大于钢筋直径。但由于构造要求，箍筋端口应有弯头，施工起来较为困难。同时由于墙体为砖砌体，房屋使用时间较长，钻孔时应尽量减少对墙体的破坏，进一步加大了施工难度。

根据工程实际，我们选择用D50钻孔机(水钻)进行钻孔，钢筋绑扎结束后用细石混凝土填实，此方法既能减少钻孔对墙体的损害，同时又解决了钢筋绑扎困难的问题，又能保证墙体与钢筋之间混凝土密实，从而增加了钢筋与墙体的粘结力，进一步提高了强度及整体性;

5)新增构造柱要注意与原有墙体的连接，具体做法见图3［3］。

墙体加固具体做法:

1)一层所有外墙外侧均采用单面钢筋网砂浆面层加固墙体，采用M10水泥砂浆喷射法施工，厚度取35单面。外墙内侧采用单面砂浆面层加固法加固墙体，采用M10混合砂浆喷射法施工，厚度为25(单面厚度)。内墙采用双面砂浆面层加固法加固墙体，采用M10混合砂浆喷射法施工，厚度为25(单面厚度);

2)二、三层所有内外墙均采用双面砂浆面层加固法加固墙体，M10混合砂浆喷射法施工，厚度为25(单面厚度)。为了控制喷射混凝土的厚度和平整度，可以采取如下措施:在喷射混凝土之前可用1∶3水泥砂浆打灰饼点，灰饼点的纵向和水平方向间距为1．5 m，喷射混凝土时，由于混凝土表面粗糙不平，可以在混凝土初凝后迅速用铝合金杠尺按照灰饼点的厚度刮平，允许偏差控制在+5 mm～－3 mm，这样既控制墙面混凝土的厚度和平整度，又起到压实混凝土的作用。

墙体加固时应注意:

1)铲除原墙抹灰层，将灰缝剔除至深5 mm～10 mm，用钢丝刷刷净残灰，吹净表面灰粉，洒水湿润，喷素水泥浆一道;

2)墙体存在裂缝时，应对裂缝进行压力灌浆处理;

3)所有墙体拆除时均应采用静力切割。

4 加固加层施工对施工技术的要求

由于加固改造工程施工较为复杂，技术要求相对较高，涉及的加固改造方法较多，这就对各个环节提出了较高要求。设计、施工、建设单位及监理单位必须通力协作，严格按照各专业技术规范要求进行施工，严把技术质量关。同时，加固改造工程应由有资质且熟悉该工艺的专业队伍进行施工。施工单位应结合加固改造工程特点编制施工组织设计指导施工，改造之前应对原结构进行全面检查，确认结构是否与甲方提供的图纸一致，发现异常应及时处理。

原屋顶拆除时，在拆除进程中不能采用任何突然的冲击力或撞击力，不能用大锤猛敲，清除下来的材料及杂物等不应集中堆放在楼板上，应随清随运走并堆码成方。

5 结语

1)加层加固设计方案选取过程中，在满足承载能力要求的基础上，应尽量使用施工方便，工效高，对原结构受力影响小的加固方法。力求技术先进可靠，工艺简便可行;

2)加层加固工程要特别注意安全，当加层必须加固时，一定要做到先加固再加层;

3)加固施工重视施工监测，可以保证施工质量和施工安全;4)加固应按有关规定设沉降观测点，并进行沉降跟踪观测。旧房改造是我国国情所需，在很多大、中城镇都有所实施。从上述分析来看，旧房改造的关键是尽可能减少对原受力结构的影响和破坏，如何对受到影响和破坏的结构进行加固，以及如何提高新老结构共同工作的协调性。

［1］王诗文．砖混结构房屋改造的抗震构造措施［J］．安徽建筑，2001(4):80-81．

［2］梁自力．多层砖混结构房屋加层改造设计［J］．企业科技与发展，2009，262(16):131-134．

［3］03SG611，砖混结构加固与修复［S］．

［4］李小敏．某砖混结构的加层改造设计［J］．四川建筑，2007，27(6):138-142．

［5］谢建平．砖混房屋结构的加层设计与施工［J］．广东水利水电，2002(6):30-31．