某中学教学楼结构抗震加固探讨

黄晶金

【摘要】建筑物的抗震设计是结构设计当中很重要的一个环节，尤其是在汶川地震之后，相关工程技术人员对教学楼的抗震有了更为深入的研究，文章以一个工程实例为背景，介绍了其结构抗震的加固措施以及相关施工的情况，对于同类的教学类建筑的结构抗震加固具有很大的借鉴与参考作用。

【关键词】砖混结构结构抗震抗震加固

【 Abstract 】 The seismic design of buildings of structure design is very important links, especially in Wenchuan after the earthquake, related engineering and technical personnel to the classroom building seismic had more in-depth research, the article with a project example as the background, this paper introduces the structure seismic reinforcement measures and related construction, of the same kind of teaching kind of architecture structure seismic strengthening has very great reference and reference function.

【 Key words 】 brick concrete structure; seismic strengthening;

中图分类号：TU352.1+1 文献标识码：A 文章编号

引言

随着我国国民经济的不断发展,我国建筑业也得到了飞速发展。近些年以来，人们在传统的对建筑物的适用性和耐久性的要求的同时，对于建筑物的安全性的要求和关注也越来越多，尤其是在汶川地震中所暴露出来的教学建筑的结构抗震的不稳定性更是为结构工作者所严重关切。传统的结构抗震加固一般都是通过增加结构的强度和刚度来满足要求，这样做不仅对材料是一种很大的浪费，同时在一定程度上对抗震也是不利的。文章主要针对工程实例，分析了针对砖混结构的减震控制技术的结构抗震加固改造的新方法。

1. 工程概况

1.1上部结构概况

文章中的工程案例为左岸县某中学4层砖混结构教学楼,主要采用的材料如下：现浇混凝土楼、屋面板,毛石干砌墙下条形基础。建筑物4层的结构平面的布置完全相同，而且结构平面是规则的矩形布置（如图1所示）。由于招生人数的不断扩大，现拟在原建筑物的基础上加设第5层。该教学楼纵横方向均采用240mm厚的实心砖承重墙结构，外墙四个角和纵横墙交接的地方都偶有构造柱。层高都为3.6m，屋顶采用的是不上人单坡排水屋面。同时该教学楼在设计时没考虑抗震设防，为安全起见，决定对该楼按8度Ⅱ类场地进行抗震鉴定后，再进行全面的加固。

图1建筑平面布置示意图

1.2工程地质条件

根据工程勘察公司提供的数据显示，该教学楼场地土层分布情况如下:

第一层为回填土，主要以组份单一的素填土为主, 其组成成分主要是无粘性的砂土，层厚1900～2270mm；第二层为以细砂为主的中细砂 ,层厚1050～3020mm，在第二层下面有一层淤泥夹砂，层厚290～386mm；第三层也是中细砂，不同的是本层砂质较纯,并以细砂为主,中砂次之,局部含少量砾砂,层厚98～280mm；第四层为花岗岩风化残积所产生的残积砂质粘性土，層厚208～306mm；底层为强风化花岗岩:未完全揭穿,其中最大揭示厚度318mm。该教学楼基础持力层为第一层中细,持力层仅厚208～360mm,其下存在厚314～415mm软弱淤泥夹砂层;所以该楼在地震作用下很容易发生不均匀沉降，进而导致上部结构的波坏。

2加固设计方案的选择

根据上述介绍的工程概况中的上部结构的砖混结构加圈梁的特点和工程地质条件的情况，在考虑到结构的抗震要求和加层的要求，采用的抗震加固方案主要是针对砌体砖墙和地基进行加固处理。

2.1砌体砖墙加固方案设计

对于墙体的加固目前已经有很多方法，本案例中的承重砌体墙采用的加固方法是钢筋网砂浆面层加固墙体，这种方法不仅经济实用而且可以提高房屋砌体抗压承载能力。该方法是指在加固墙体表面附设<4～<6的钢筋网,然后喷射砂浆或细石混凝土以达到提高砌体承载力、抗侧移刚度和墙体延性的目的。这样的加固措施还可以提高整个建筑结构的抗侧移刚度，减少由于地震作用产生的水平荷载的作用，达到更好的抗震效果。

2.2地基加固方案设计

高压喷射注浆法是一种新开发技术的基础上改进而来的。高压旋喷桩是一种高压喷射注浆法,它是用钻机与喷嘴的灌浆管钻后对土壤的位置,用高压设备从喷嘴流浆高压中喷射出来,冲击破坏土壤,和一个特定速度钻杆逐渐增加,土壤粒搅拌混合浆凝固成一定的形状水土(即旋喷桩),从而提高地基承载力,减少的目的。高压旋喷桩对其经济性能、施工方法简单和基础建设工作,不污染环境等优点,在工程中得到了越来越广泛的应用。为了防止教学楼层的侧向倾斜。

2加固施工及效果

2.1基础加固

根据目前该楼上部结构已向南(B轴)倾斜、加层后该楼基础平面中心与荷载重心继续偏离等特点,高压旋喷桩主要布置在南侧(B轴)地基,对于北侧(C轴)地基只设置少量旋喷桩进行加固,旋喷桩平面位置图见图3。南侧(B轴)地基共布孔40个,主要中间区域旋喷桩在墙体内外两侧沿横墙或构造柱呈矩形对称布置,孔距为118m×115m;少数端部旋喷桩在墙体内外两侧呈三角形布置,孔距为115m×115m。北侧(C轴)地基共布孔18个,旋喷桩在墙体内外两侧沿横墙或构造柱呈直线正或反对称布置,孔距为115m。旋喷桩要求穿透淤泥夹砂层到达中细砂(Ⅱ)层,以中细砂(Ⅱ)层作为桩的持力层。由于持力层深浅变化不一,桩长在10～11m之间,需在施工中根据实际情况而定。

图3高压旋喷桩平面布置图

2.2墙体加固

该教学楼加层后承载力不足的墙体均采用双面钢筋网砂浆面层加固。水泥砂浆强度等级M10,砂浆面层厚度为35mm;钢筋网采用细密点焊钢筋网,规格为<6@250×250;钢筋网与墙体的固定采用S形<6钢筋以钻孔穿墙对拉,间距为500mm,并且呈梅花状布置,墙体加固做法参见图2。在施工中钢筋网在墙面的固定应平整牢固,与墙面净距不低于5mm,网外保护层厚度不低于10mm。

图2钢筋网砂浆面层加固做法

结束语

目前,已有很多建筑,或由于设计、施工或使用不当,需要进行加固。通过工程实例的介绍,根据教学楼加固前结构安全性鉴定，采用文章中提到的加固方法是可行的也是必要的,不仅很好的解决了加层所带来的问题，同时对于抗震也进行了设计和验算，使结构的安全度大大的提高，保证了结构物的使用和安全性。

参考文献

[1]GB5029221999,民用建筑可靠性鉴定标准[S]

[2]GB5000322001,砌体结构设计规范[S]

[3]CECS78:96,砖混结构房屋加层技术规范[S]

[4]JGJ7922002,J22022002建筑地基处理技术规范[S]

[5]GB5000722002,建筑地基基础设计规范[S]

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。