台州市中小学旧校舍加固措施探讨

2013-11-05乐进发

台州学院学报 2013年3期

乐进发

（台州学院建筑工程学院，浙江台州 318000）

1 引言

2006年10月的台风“桑美”仅在浙江省苍南一个县就造成256所中小学校中的240所受损，校舍倒塌1.3万平方米,而2008年5月汶川地震中有大量中小学校都遭到了严重破坏，并造成学生大量伤亡；这些造成学校校舍毁损、学生生命受到威胁的情况受到了国家相关部门的高度重视，为保证中小学学生的生命和财产安全，建设部于2008年组织修订《建筑工程抗震设防分类标准》，将教育建筑的抗震标准提高到重点设防类建筑（乙类）；随后，国务院办公厅于2009年印发全国中小学校舍安全工程实施方案（国办发〔2009〕34号）的文件，提出在在三年内完成校安工程，将校园打造成安全避难所。

浙江省台州市响应国家号召，积极进行中小学校舍检测、鉴定和加固工作。浙江省台州市地处东南沿海，抗震设防烈度低于6度，在以前的结构设计中，基本未作抗震设计，但据最新发布的《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）和《建筑抗震加固技术规程》（JGJ116-2009），砌体结构校舍应为乙类抗震设防建筑，故除I类场地上建筑需要满足6度设防抗震要求外，其余情况下均需要满足7度抗震设防构造要求；而同时，台州市又是台风多发地带，近年已有数次造成较大损害的台风在台州及其附近地区登陆，如“云娜”、“麦莎”和“桑美”等，所以本地建筑还必须能抵御台风及其带来的雨水的侵害，因而台州市中小学旧校舍除了具备其他地区的旧建筑安全隐患外，还由于台州特殊的地质和气候因素而具有抗风、抗洪能力不足的特点，结构加固时需要同时考虑抗震和抗台两个方面的安全，在此总结其相应的加固方法，希望对台州市后续的房屋结构加固起参考作用。

2 旧校舍主要加固方法

2.1 校舍抗震加固通用方法

我国上世纪八九十年代的中小学校舍多为砌体结构建筑，而砌体本身的承载力不高，整体性差导致其抗震能力低下，如不采取有效的抗震构造措施，在地震荷载作用下，砌体结构在地震中就会大量倒塌。在1976年唐山大地震和2008年汶川大地震中都有大量砌体结构因未考虑抗震构造措施或因抗震构造措施不力而倒塌；而唐山地震后按抗震设计规范设计的砌体中带有构造柱做法的房屋，其结构的延性得到了极大改善，并在多次地震中得到了考验，烈度最高时达到9度，震后墙体有开裂或局部破坏，但无一倒塌，这些情况充分证明了抗震构造措施及抗震加固措施在砌体结构中的重要性。

因而台州市中小学旧校舍首先考虑规范规定的、通用的抗震加固方法，主要有：构件加强、裂缝修补、墙体加固和采用圈梁、构造柱和钢拉杆联合加固整体房屋结构等方法。在对出现质量隐患的校舍进行分析和鉴定后，具体考虑每个学校的不同情况，应选择不同的加固方式进行组合，以达到最优的加固效果。

2.2 结合台州市具体情况采用的加固方法

台州地区的区域性条件造成的一些隐患及其加固措施，详述如下。

2.2.1 预制楼板接缝处的抗震加固

台州地区抗震设防烈度低于6度，历史上基本未发生过强烈地震，因而本地区中小学校舍在当初建造时不注重结构抗震，在预制板施工过程中，将板端直接搁置在大梁上，而且预制板上本已预留的搭接钢筋也被剪断，仅在板面上浇筑面层和在板接缝处浇筑细石混凝土，造成预制板支承不牢固，无法承担负弯矩，地震和台风时很容易造成预制板从梁上滑脱坠落，而在平时使用中也会造成板端翘起，板端接缝处混凝土松动，板侧接缝中混凝土大量掉落。投入使用后，部分预制楼板在梁上搭接处的面层出现4cm以上的裂缝。预制板裂缝破坏如图1所示。

图1 预制板裂缝Fig.1 the crack in the precast slab

预制板搭接处加固方法：

预制板搭接加固措施主要考虑相邻板之间有效连接和板与梁之间有效连接，为此，在板顶凿除面层进行卸荷以方便施工，再将板端处接缝用水泥基灌浆料填实，并在板顶铺φ10@150钢筋网同时浇筑细石混凝土面层。最后，在板底处梁两侧增加固定角钢以加大板在梁上的支撑长度。加固方法如图2所示。

2.2.2 受力空斗墙的加固

作为低于于6度的抗震设防地区，台州市中小学旧校舍中空斗墙较多，这些校舍在当初建造时，人们认为采用空斗墙能能减轻结构自重，且节省材料和工时，从而节省工程费用，所以在学校建筑中大量采用了空斗墙的形式，这种墙厚度一般为240mm，但实际上其受力主要靠墙两侧互相分离的50mm（空斗墙多用大仑砖，规格为250mm×75mm×50mm）厚面砖，抵抗竖向力和水平力的能力较差，且墙体刚度退化快，耗能能力弱，破坏极具脆性，造成结构抗震能力极差，地震或强台风容易造成空斗墙大量严重破坏。

空斗墙加固及修复措施

加固方法有：钢板网片法［1］、高性能复合砂浆钢筋网加固法［2］和钢筋网水泥砂浆面层加固法，考虑到施工难易程度和本地实际情况，此处采用钢筋网（或钢板网）水泥砂浆面层法，在空斗墙两侧加上抗压和抗拉强度更高的砂浆面层，从整体上提高原有墙体的抗压、抗震承载力，加固方法如图3所示［3］。

图3 空斗墙加固示意图Fig.3 the reinforcement of the rowlock wall

2.2.3 无横墙支撑的砖柱加固

无横墙支撑的砖柱主要包括独立砖柱和无横墙的壁柱，其承载力和整体性均较低，在地震或本地强台风的作用下，无横墙支撑的砖柱上均会产生很大的剪力和弯矩，极容易造成该砖柱破坏，导致校舍倒塌，带来严重后果。

无横墙支撑的砖柱加固措施:

按规范要求，对于没有按规定设构造柱的墙首先按规范要求加构造柱，并与圈梁可靠连接。而对于原有的纵墙壁柱或独立柱，则可以加钢筋混凝土围套以加强其抗震和抗风承载力。在钢筋混凝土围套加固偏心受压柱中，钢筋混凝土围套和原柱能共同受力，能大大提高原有砖（壁）柱的抗弯、抗剪能力，所以能达到加固原有砖柱的目的，且加固后整体性较好［4］。

2.2.4水毁屋盖、雨棚和外墙的修缮加固

图4 钢筋混凝土围套加固砖柱示意图Fig.4 the reinforcement of the brick masonry column with enclosed-reinforced-concrete

一些学校的校舍，周围有较多的大树，枝叶茂密，在台风暴雨的侵袭下，树枝和树叶极易掉落在附近校舍的屋面和雨篷上，如果不做定期的清理和维护，枯枝败叶会日渐堆积增多，将会堵塞下水管道，导致雨篷或屋面一直处于积水浸泡状态，造成板底抹灰大片脱落甚至整体脱落。有些屋顶或雨篷上的积水会沿着外墙向下渗透，导致其下层砌体浸泡酥裂，同时导致下层梁出现底部钢筋锈蚀、梁底开裂和钢筋外露等情况。