浅析砌体结构房屋加固与改造技术

刘月平

摘 要：砌体结构（masonry structure） 是由块材和砂浆砌筑而成的墙，柱作为建筑物主要受力构件的结构。它包括砖结构、石结构和其它材料的砌块结构。砌体结构分为无筋砌体结构和配筋砌体结构。砌体结构在我国应用很广泛，这是因为它可以就地取材，具有很好的耐久性及较好的化学稳定性和大气稳定性，有较好的保温隔热性能。砌体结构的缺点是自重大、体积大，砌筑工作繁重。由于砖、石、砌块和砂浆间粘结力较弱，因此无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度都很低。由于其组成的基本材料和连接方式，决定了它的脆性性质，从而使其遭受地震时破坏较重，抗震性能很差，因此对多层砌体结构抗震设计需要采用构造柱、圈梁及其它拉结等构造措施以提高其延性和抗倒塌能力。

关键词：砌体结构；工业建筑；延性；抗倒塌能力；加固与改造

用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构，又称砖石结构。由于砌体的抗压强度较高而抗拉强度很低，因此，砌体结构构件主要承受轴心或小偏心压力，而很少受拉或受弯，一般民用和工业建筑的墙、柱和基础都可采用砌体结构。建筑裂缝有很多种类型，其中砌体裂缝是最常见的一种裂缝类型。建筑裂缝形成的原因是多样的。本文对产生裂缝的类型及成因进行了分析，并提出了加固与改造的技术。

1 砌体房屋结构抗震的加固准则

1.1加固的建筑必须具有完整的抗震性能，不影响建筑以前的构造强度。

所谓的抗震整体性能就是所有零件一起承受重力，并且将地震对荷载的作用恰当的传输。假若房屋的整体抗震性能良好，当房屋因为受到外部的冲击，一些区域被损坏，如果房屋的整体抗震性能良好，就不容易发生倒塌。

1.2 建筑物的结构与零件强度级别符合抗震需求。砖砌体的抗弯强度与抗剪强度一般是抗压强度的十分之一，当砖砌体组织对水平地震作用承受的过程中，抗弯强度和抗剪强度往往与需求不符，导致要对很多的砖砌体零件进行加固，才能与抗震需求保持一致，亦或是增加建筑物中具有抗震能力的零件数量来提升房屋抗震能力。

1.3 谨慎选择针对性的抗震加固方法。假若房屋的结构体系是非刚性的，需要尤其谨慎挑选抗震加固方式。当加固运用了加固柱、墙垛、支撑架等原材料的时候，应该格外注意层间位移，抵御变形的强度需要相应增强。

2 产生裂缝的类型及成因

2.1 温度裂缝热胀冷缩是物质的同有特性，由于温差的作用会产生不匀称的伸张缩减，从而导致砌体构造形成罅隙。①因为钢筋混凝土面板及圈梁与砖墙伸缩大小的差异形成罅隙。我们居住的砼平屋盖房中，常常会在最顶层的两侧墙体上看到一些罅隙。房屋周边的罅隙最普遍的形状是正“八”字斜裂缝，而平房屋顶下或者屋顶圈梁下沿砖（块）灰缝形成罅隙形状一般是水平状的。当建筑物顶板的热度明显比下部分的墙体温度高，或者是砼顶板的线胀系数明显大于砖砌体是平屋顶出现温度裂缝的关键原因，因此顶板与墙体之间的变形会存在差异，对墙体形成的拉/剪力数值超大。②砖砌体本身发生的伸出缩进而构成的罅隙。砖砌体的伸出缩进与其工作环境联系密切，在土下埋藏的砌体具有恒定的地基，但是外部裸露区域，例如上部结构，温差转变大、伸缩力度大，在砌体的内部就会形成拉应力和剪应力。罅隙就是由于拉裂与剪裂的作用而形成的。罅隙的详细位置因为是与建筑物的建造形式与具体的架构状况息息相关，裂缝的级别是工程实施的季节相关，裂缝越宽，气温也就越高。

2.2 干缩裂缝。

绝大部分的制造材料都有着干缩湿胀的特性。每种制造材料使用的材质与内部架构都是独一无二的，干湿变形数值也会存在差异，这就是干缩湿胀的特性表现。例如各式各样的烧结制品，这种产品的干缩变形能力相对较小，即使是发生了变形，持续的时间也很短暂。

2.3 温度与材料干缩相互影响下形成的裂缝。

在很多情况下，温度和干缩裂缝的形成是受到多种要素的相互影响，但是在建筑物上面展现出来的裂缝形态往往偏向于某一种。烧结制品产生裂缝的最主要是温度原因导致的，非烧结制品形成的裂缝的形态主要是温度与干缩两种要素互相作用的结果，这类制品有砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等缝，这种相互结合的裂缝形态主要表现在房屋的墙面上，抑或是由于所处区域环境的差异使得裂缝出现差异，这样的裂缝相对于简单由一种要素导致的裂缝来说，损坏更为严重。

2.4 设计缺陷形成的裂缝。

大部分已经完工的农房，在建造之前都缺乏认真的设计，设计图纸简单、精确度不高，有很大部分的项目都是沿用以往的设计图纸，在运用的时候，并未严加考核；一些适当的借鉴了设计方案，但是并没有经过精确的计算，毫无根据的增加荷载。还有一下即使实现统计了荷载的数值，但是统计的过程不够认真细致，导致荷载的不足，最终使得砌体的承载力还是不满足要求，加入施工过程出现质量问题，建筑物开裂与倒塌的危险系数非常大。

3 砌体结构裂缝加固改造技术

3.1 温差形成的裂缝一般的处置方式

3.1.1 覆贴钢板网片法。首先顺着裂缝的方面，将在墙体上残留的抹灰层清理彻底，并且留下的宽度要超过30cm，将其清理干净。首先将缝隙用水泥浆填满，然后开始第一次的抹灰工作（用水泥砂浆），随后铺平钉牢钢板网，用第一次抹灰面层过程中使用的材料与经过科学配比的砂浆在不同的层面涂抹平实。

3.1.2 皮砖缝将砂嵌锚拉钢筋法。顺着裂缝的水平方向，相隔5皮砖缝的距离将砂浆去除成长度、深度分别为1000mm、50mm，并且把一根6鋼筋（钢筋端部加直钩，直钩伸人砖墙竖缝中）埋入其中，运用比例是1：2.5，的水泥砂浆将其填嵌密实。不可忽略的是要避免因为过度的施工，会使得墙体安全度下降。

3.1.3 运用压力灌浆法。聚合物水泥浆液、化学浆液是压力灌浆法之中最常使用的浆液，需要与专业的设备、机械相结合，达到浆液灌入缝隙的目的。在灌注之前，要用水泥砂浆对裂缝的内外都进行修补，并且在上部与下部都要开一个小洞，将浆液从上部的小洞中灌入，直到下部的小洞流出了浆液，密封小孔。

3.1.4 假若环境许可，拆砖重砌法是最好的修复方法，也就是在产生裂缝的区域，拆除一些砖块（约长500mm～1000mm），彻底的清除黏附的砂浆，并展开清洗，彻底清除残留，重新砌筑比原有设计强度等级高一级的砂浆，新修筑的砌体与以往修筑的要紧密的联系。

3.2 针对地基沉降的情况应采用的应对策略

3.2.1 密切关注建筑物下降的幅度，假若地基每天不平均沉降的幅度大于0.5mm，意味着地基此刻还处于下降的状态之中。假若产生的缝隙大于1.5mm-2mm，并且缝隙的长度是建筑物整体高度的一半，或者超过三分之一且裂缝比较多时，就视之为危险建筑，这时一定要全部撤出，不能再次使用此建筑物，必须要及时分析，寻找补救方式。

3.2.2 假若因为一部分土层软弱而造成沉降的情况，就要与建筑的构造情态与软土的位置与大小等相结合，设计恰当的加固策略。

3.2.3 在策划砖混建筑过程中，要集合地基综合分析房屋的体积、荷载、基本类型。简单是对房屋平面的基本要求，尽量防止出现曲折变化的情况；内墙与外墙要相互贯通，纵横墙要进行恰当的布置，横墙之间的距离比建筑物宽度的1.5 倍还小。房屋的长度与高度之间的比例最好小于3：1 的比例。沉降缝要设置在恰当的区域，对圈梁进行恰当的布置，与具体的情况相结合。挑选优质的基础类别，使得强度与刚度都能够得到强化。

参考文献：

[1]赵宏海，张皤.浅谈砌体结构裂缝的形成原因及其控制方法[J].科技促进发展，2016，（3）.