砖混结构高延性混凝土抗震加固技术研究

胡鑫

【摘要】在我国部分老旧建筑都是属于一种砖混结构，即使在大型的高层建筑中依旧存在大量的砖混附属建筑，但是由于上述建筑结构中自身的原因，这些建筑存在抗震性差，使得建筑在面对地震时容易出现安全事故，因此在当前的建筑安全建设中，提升砖混建筑结构的抗震性能是一大重要任务，使得砖混结构建筑抗震加固形式严峻。因此作为当前一种较为有效的新型抗震加固材料，高延性混凝土具有施工简单成本低、施工周期短的特点，所以在当前的砖混结构建筑中具有很强的适用性。本文结合砖混结构建筑结构特征，采用高延性混凝土进行抗震加固，阐述应用相关技术进行施工，具体讲述了该技术的特点及优势。结果证实高延性混凝土在提高砖混结构建筑中能够有效提升砖混结构建筑的安全性，在具体实施该项措施时操作简单，效果显著，对于类似的砖混结构建筑抗震加固具有一定的指导意义。

【关键词】砖混结构;高延性混凝土;抗震加固;结构安全;建筑施工      【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.070

1、前言

随着时间的推移，人们对于居住环境的要求日益提升，要求建筑能够维持较好的建筑安全性，但是以往由于建筑水准及建筑材料技术的限制，很多的砖混结构建筑在抗震方面不具备较为有效的能力，因此人们对于上述的砖混结构建筑要求提升其抗震性能。尤其是很多的老旧砖混结构居民楼，更是需要进行房屋改造，从而避免开展大规模的拆除和重建。由于很多早期的砖混建筑难以有效满足人们对于抗震能力的需求，因此当前主要应用抗震加固技术进行房屋的改造，从而有效提升建筑物的使用效力。上述加固改造技术，相比较重新建造和拆除方式，具有投资资金少，项目周期短的优势。能够在短期内恢复砖混结构建筑的使用，且同时提升其抗震性能，从而有效延长建筑使用周期。

高延性混凝土是一种由多种材料按照一定比例加水混合而成，主要成分包括胶凝材料、细骨料、外添加剂和人工合成纤维等，该混合物具有高抗裂性和高韧性，在耐损伤能力方面表现优异，属于当前较为有效的特种混凝土。使用了高延性混凝土后，能够增加砖混结构建筑的主要抗侧向力构件的延性，承载力，从而从结构整体上能够提高砖混结构建筑的侧向刚度，从而增强建筑物的抗震性效果。本文以某地区的砖混结构住宅楼抗震加固施工为例，展开了高延性混凝土应用技术研究，从而预期对类似砖混结构建筑高延性混凝土抗震加固工程起到借鉴作用。

2、砖混结构建筑抗震性能分析

（1）年代特征。在我国，大规模和大面积开展砖混结构建筑建设时期，主要在两个年代较为盛行。第一个时代是20实际50年代往后20年，由于建筑标准的原因，使得当时很多的砖混结构建筑对于抗震规范约束不够，同时建筑行业也缺少抗震标准条款，使得当时砖混结构建筑抗震性较差，上述情况直至唐山大地震的出现。第二个时代是改革开放中90年代中期，整个社会上建筑行业呈现爆发式发展，但是由于相关管理制度不完善，建筑施工人员对于建筑知识的缺乏，导致该时期中的砖混结构建筑在抗震性方面较差，多地都出现了砖混结构建筑倒塌事件。

（2）本体特征。由于砖混结构建筑自身的特征，很多建筑在物理力学性质方面表现出离散体特性，具有很强的脆性。对于砖混结构建筑而言，离散体主要表现为砂浆方面不够，使得强度较低，使得砂浆和砖块墙体之间粘结度较差，和砖块墙体之间难以组成刚性连接体。且由于整体上不具有高强度连接体性质，楼板和墙体之间也存在上述特点。脆性特质的出现，使得墙体和整体结构之间应对结构变形时表现为较差的能力，特别是砂浆和砖材料在延性和韧性方面更是难以有效发挥出效果。

3、常见的抗震加固技术介绍

在当前的建筑施工中，常见的建筑加固技术主要是钢筋混凝土加固技术，钢筋网水泥砂浆面层加固技术，近些年出现了碳纤维布加固和高延性混凝土加固技术。

（1）钢筋混凝土板墙加固。該项加固技术主要就是在墙体一侧或者两侧重新涂抹并浇筑钢筋混凝土层，与原始墙体结合后形成复合墙体，是当前砖混结构建筑中最为常见的加固技术。在具体技术方面具有加固效果明显，操作简单的特点。该项技术主要是能够提高建筑墙体的承载力和抗剪切能力，具有增加结构截面，加固建筑基础的作用。但是由于是在原有基础和墙体上开展加固，势必会占据室内的空间，造成使用面积的减小。同时在打孔植筋方面也会对墙体带来一定的损坏，对室内管网的布设也会造成影响，在原有加固的造价上也会增添不少的额外负担。施工是需要考虑事项如下：1.施工角度问题。对于该项加固技术，具有施工项目个性强的特点，对于那些空间狭窄的砖混结构建筑，很难进行喷射混凝土，同时存在用量不大的特点，而采用商品混凝土则其容易带来浪费，增加额外的成本。同时在开展板墙加固中，将会采取很多的施工环节，使得工程量远超预期，工期长度也难以预估，使得劳动成本巨大。2.力学性质。在设计施工方面，钢筋混凝土的板墙加固力学模型存在很多的不合理性，尤其在和实际情况相匹配过程中，模型依旧存在较大的优化空间，对于模型而言，需要从喷射强度方面继续持续优化，例如在设计中如果不考虑石子的掉落率，极有可能使得上墙的混凝土的强度下降从而不符合设计要求。与此同时，在部分狭小空间喷射混凝土是，需要考虑施工人员水平和喷射角度等对于混凝土的厚度和强度的影响。

（2）钢筋网水泥砂浆面层加固技术。钢筋网水泥砂浆加固是在原始墙体一侧或者两侧布置与原始墙体相接的钢筋网，并在其上浇筑水泥混凝土形成水泥砂浆面层，从而期望通过新浇筑的混凝土墙体提升原始砖混墙体的受剪承载力。在砖混结构墙体两侧增加钢筋砂浆面能够有效加固原始砖混墙体，主要用于进行农宅加固维修的结构性裂缝。在开展施工时，主要考虑方式如下：1.施工角度问题。运用该种技术进行加固主要需要开展以下流程，主要涉及剔凿，钢筋网布设，砂浆喷射等工序。对于水泥砂浆层而言，需要布设厚度较厚的砂浆层，但是由于钢筋网自身的限制，使得开展砂浆涂抹较为困难，使得砂浆和钢筋网之间握裹力度较低，从而限制钢筋的效力。同时不同操作工人由于自身条件的差异，使得不同的区域的砂浆也容易出现不同厚度和均匀度的砂浆，从而降低砂浆的强度标准。2.力学性质。由于抹灰操作人员在开展施工时，由于压实力度的不同，将导致同一面墙体山的砂浆出现差异性，尤其在砂浆密度和均匀度方面，更是难以得到保障。而钢筋网主要是起到抗剪切作用，对于砂浆的作用考虑不够周全，因此要想提升墙体的韧性，则需要从构造角度来实施加固，通过钢筋网抹灰和钢筋混凝土墙体来实现原始砖混结构建筑的加固。

（3）碳纤维布加固技术。该项技术主要是应用结构胶粘剂将碳纤维布和需要加固的砖混墙体进行粘结，从而起到加固原始墙体的作用。碳纤维材料具有质量轻，厚度小的特点，因此在开展加固墙体中，对于墙体自身结构影响不大，尤其是墙体的负荷方面更是不会增加额外的负担，除此之外对于空间占据也小，因此对于建筑内部的管线影响小，对于排水和电路管路不需要重新布设。对于该项技术实施墙体加固技术，我国主要从2011年左右才开始推出相关施工规范，但是依旧不够成熟完善，需要经过多年的不断摸索。同时由于其中的碳纤维布以专用胶等材料的高昂价格，也是该项技术在我国应用程度不高的原因之一。

（4）高延性混凝土加固技术。高延混凝土主要是由多种材料按照一定比例加水混合而成，主要成分包括胶凝材料、细骨料、外添加剂和人工合成纤维等，该混合物具有高抗裂性和高韧性，在耐损伤能力方面表现优异，属于当前較为有效的特种混凝土。将该混凝土涂抹在砖混结构建筑的表面，能够加固原始墙体的抗震性，从墙体的抗震结构和抗冲击结构方面给予很大程度的提升。不同地区已经将该项技术应用到实际工程中取得很好的效果，并以此编组适用于不同地区的相关施工标准。高延性混凝土在施工时，土面层厚度一般为10-25mm即可，在开展室外相关设施施工时不同拆装，能够节省相关费用。在实际施工时需要考虑以下问题。1.施工角度：对于高延性混凝土而言，其墙体加固流程主要包括开槽，混凝土制作及抹压，和以往施工工艺相比基本一致，且对墙体要求低，造价和钢筋混凝土板墙持平。2.力学性质：为采用数据证实该项技术的力学性质，主要对试验墙体进行开裂并执行墙体的破坏，然后对比后发现，进行高延性混凝土加固的墙体能起到延缓开裂时间，墙体的承载力和延性能力得到有效提升。同钢筋网水泥砂浆板墙加固方式相比，加固后墙体的开裂荷载提升明显，墙体在承载力方面下降缓慢。但是对于厚度超过30mm的高延性混凝土，需要额外加设钢筋网片，从而形成钢筋-高延性混凝土组合加固模式。

4、高延性砂浆混凝土加固新技术

常规高延性混凝土加固方式，主要是将高延性混凝土直接抹压在砖混结构建筑墙体的内外侧，从而起到加固墙体的作用，但是该项技术在提升墙体强度方面作用有限，因此有必要采用全新的技术进行提升。目前较为先进的方式是通碳纤维网格布进行组合，即采用高延性砂浆夹碳纤维网格布加固方式，也就是在砖混结构墙体的表面，采用分层涂抹或者抹压高延性砂浆层，中间添加一定程度的碳纤维网格布，从而能够形成具有较强延性以及抗剪切能力的砂浆层，从而提高原始墙体的延性和抗压能力。在具体施工中，高延性砂浆的间隔厚度不超过5mm，起到分隔作用的碳纤维布丝的间距可根据实际墙体面积进行计算设计。同以往常规的碳纤维布加固技术相比较，能够有效减少碳纤维布的使用，避免由于交叉重叠造成的材料浪费，省去了专用胶水粘剂等材料的使用，降低成本。

结论：

通过分析砖混结构建筑抗震性能的影响因素，讨论了目前较为常见的集中加固技术，介绍了不同加固技术在具体使用时应该注意的事项，具体分析了高延性混凝土在使用中的相关方式，结合实际情况，提出了高延性混凝土加固砖混结构建筑的新方式，能够对于当前的砖混结构建筑加固行业起到一定的借鉴作用。

参考文献：

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