既有砌体结构多层房屋的抗震加固特点及加固技术方法

谢丹妮

（中交公路规划设计院有限公司，北京 100010）

1 多层砌体结构抗震加固的必要性

多层砌体结构集黏土砖、混凝土、石灰等材料于一体，属于脆性材料，缺乏足够的弹性，难以有效承受挤压和拉伸作用，因此，用该类材料建设的房屋缺乏韧性，不具备足够的抗震性能。受地震侵袭时，多层砌体结构往往会受到明显的损伤，甚至有大量不可修复的部位。因此，提升多层砌体结构的抗震性能至关重要，需要采取行之有效的方法提高砌体结构对地震的抵御水平，以免出现裂缝、破碎、倒塌等问题，切实保证多层砌体结构的质量，并为使用者提供全方位的安全保障。

纵观现状，既有的多层砌体结构房屋建设方式正在持续升级，部分工程项目中采用了抗震加固技术，从实际应用效果来看，在合理应用抗震加固技术后，可以有效提高多层砌体结构的稳定性，避免其在地震作用下出现明显的损伤。而反观各类未采用抗震加固技术的多层砌体结构建筑，在地震作用下往往有大范围的倒塌，房屋的可修复价值明显不足。

由此可以看出，抗震加固技术在多层砌体结构房屋中具有举足轻重的地位，无论是从人员安全还是社会经济发展层面来看，均有必要在既有多层砌体结构建筑的加固方式上实现突破，妥善应用抗震加固技术。

2 房屋结构的抗震加固形式及基本原则

现阶段，房屋结构的抗震加固形式主要有两种，即体系加固和构件加固，各自的侧重点有所不同。对于体系加固，主要适用于房屋结构整体抗震性不满足要求的情况，结合抗震鉴定标准，采取行之有效的加固措施；对于构件加固，则着重对房屋局部结构做加固处理。对多层砌体房屋做抗震加固时，需充分遵循如下几项基本原则：

1）加强对加固方案的可行性分析，确定合适的加固形式，即整体加固、构件加固等，有效提高结构的抗震性能；

2）在加固或新增构件布置方面，需要尽可能注重结构的协调性，以免因局部加强而影响结构的整体刚度；

3）以合理的方法连接新增构件和原有构件，若需要新增抗震墙、柱或其他形式的竖向构件，则必须设置稳定可靠的基础；

4）合理选择加固材料，若与原结构类型相同，则必须保证加固材料的强度等级不低于原材料。

3 砌体结构多层房屋的常见震害情况分析

3.1 基础不均匀沉降

因施工缺陷，基础产生不均匀沉降，导致个别墙体开裂，整体结构稳定性降低，严重削弱抗震承载力。

3.2 墙体开裂

在砌体建筑中，若砌体的主拉应变大于其自身可承受的极限拉应变时，将由于受力异常而开裂，此时以斜裂缝为主，遇地震灾害时，在外部作用下衍生为交叉裂缝，此类形式的裂缝主要集中在山墙处。纵横墙交接部位缺乏足够的稳定性时，由于双向地震的影响，随之显现出竖向裂缝[1]。横墙布设间距过大时，地震条件下易出现水平裂缝，此时的集中区域为纵墙窗口上下截面处。在整个砌体结构中，墙脚、楼梯间两处也较为薄弱，是裂缝的高发区域。

3.3 附属构件受损

较为常见的有女儿墙、阳台等与主体的连接部位，该处往往由于偏薄弱而在地震作用下受损。

4 既有砌体结构多层房屋的加固方法选择

4.1 房屋存在局部不均匀沉降或倒塌情况

房屋存在局部不均匀沉降或倒塌时，可采取以下加固方法：

考虑到这三类村镇银行P值随监管强度的变动而发生改变的作用路径是不同的，Ⅰ类村镇银行贷款的P值在θ=0时的初始值以及P值随θ增加而下降的速率较其他两类村镇银行更低。Ⅱ类村镇银行P值的变动同理，即分别代表 i(i=1，2，3)类村镇银行贷款业务的平均违约概率随监管强度变动而改变的路径(如图1)。

1）地基承载力不足可采用增大基础截面法或地基注浆等工艺提高基础承载力。

2）承重窗间墙的宽度不足或该结构抗震性能不足时，增设面层板或窗框。

3）出屋面楼梯间、电梯间有倒塌风险时，用面层或外加固柱的方法对该处做加固处理。

4）悬挑构件锚固长度较小时，为保证稳定性，适当增加拉杆或在条件允许的前提下减小悬挑长度。

4.2 砌体结构抗震承载力不足

砌体结构的抗震承载力不足时，必须选择行之有效的加固方法提升抗侧向力性能：

1）拆砌或增设抗震墙是可行的方法，例如，原砌体结构强度偏低时，予以拆除，而后根据全新的抗震要求重砌。材料方面，砖、砌块为宜，或在现场浇筑钢筋混凝土结构。

2）墙体开裂时，注重对该部分的修补，例如，采用压力灌注的方法，注入足量高强度的砂浆，砂浆经过凝固后起到修复墙体、加固墙体的效果。

3）面层或板墙加固。根据墙体的实际特点，在其一侧或两侧施作水泥砂浆面层，起到加固的作用。

4）增设扶壁柱加固法。着重考虑的是墙体交接部位，在该处现浇钢筋混凝土，利用该结构起到加固的作用。

5）包角或镶边加固。取合适型号的型钢，将该材料用于柱、墙脚或门窗洞边的加固施工，也可用钢筋混凝土包角。此外，镶边也是可行的加固方法。

6）支撑或支架加固。针对刚度不足的砌体结构，在原基础上增设支撑或支架，用此类装置加固，具体以型钢或钢筋混凝土材料为宜。

5 砌体结构多层房屋抗震加固技术方法分析

5.1 后加现浇钢筋混凝土圈梁

后加现浇钢筋混凝土圈梁的常见结构形式有3 种：

1）卧墙式圈梁。常见于坡屋顶瓦屋面施工中，将该处的檐头瓦揭开，稳定支撑起屋架，经过现浇施工后在墙体上形成圈梁，而后与屋架形成稳定锚固的关系，此方法的加固效果较好。

2）外露式圈梁。该部分结构与后加构造柱稳定结合，共同组成外框架结构体系，有利于提升结构的延性，在多数加固场景中均具有可行性。

3）半卧墙半外露式圈梁。主要施工内容为顺墙开凿成通长凹槽，但此方法容易损伤墙体，并且难以有效保证墙内部混凝土的质量，例如，可能存在密实性不足的问题。

5.2 后加型钢圈梁

沿外墙设置型钢圈梁，沿内墙设置钢拉杆，此方法的操作较为便捷，对环境的适应性较强，通常情况下外部环境不会对其造成影响。局限之处在于刚度不足，难以与墙体保持紧密贴合的关系，并且对钢材的需求量较大。

5.3 后加钢拉杆

对纵横墙进行拉结，由此提高墙体的稳定性，避免纵墙外闪倒塌。此外，在设置好后加钢拉杆后，还有利于保证墙体结构的完整性。

5.4 构造柱加固

以钢筋混凝土为基础材料，在砌体墙的内侧或外侧施作构造柱，连同既有结构共同承受地震作用，此时砌体结构的综合力学性能较好，抗剪强度、抗变形能力均有所提升。外加构造柱、外加圈梁、钢拉杆共同结合，形成完善的空间结构体系，从而提高砌体结构的抗震性能。在水平地震力的作用下，墙体的受力性能接近竖向悬臂梁，墙体中部的剪应力、边缘部位的弯曲应力较大，容易由于受力过强而失稳，此时可以在砌体的受拉边缘处设构造柱，充分发挥柱内纵筋的力学性能优势，有效承受正截面的拉力，由此延缓砌体受拉缝的发生。

此外，在砌体受压边缘部位配套构造柱，采用此方法分担压应力，实现对边缘处受力条件的优化，避免该处应力过度集中。在构造柱和圈梁联合应用之下，墙体有明显的约束作用，结构的延性提升可避免地震作用下倒塌的问题。

5.5 墙体开裂Hel i f i x 修补法

墙体开裂示意图如图1 所示。

采用墙体开裂Helifix 修补法的修补流程如下：

1）使用专业设备沿水平方向剔除已风化砂浆，剔除范围为裂缝左右两侧至少500 mm 范围内。

2）使用清水冲洗砌块间隙，清洁缝隙中所有杂质。

3）使用Helifix 打胶枪将专业用胶压入缝隙中，胶质需深入缝隙，与内测砂浆黏结。

4）将螺旋筋插入缝隙内的胶质中，并使其有合适的保护层厚度。

5）使用打胶枪在螺旋筋暴露在外的一侧压注一层至少12 mm 厚的专业用胶。

6）使用裂缝修复胶修复竖向裂缝。

5.6 钢筋混凝土面层加固

钢筋混凝土面层加固法属于一种复合截面加固方法，是在原墙体的一侧或两侧增加配置钢筋混凝土面层，做法是内置钢筋网片，从而提高砌体结构受压、受剪承载力，其施工工艺简单，适应性较强，受力可靠，加固后承载力有较大提高，实际加固效果良好，且加固费用较为低廉，是现有工程中较多采用的一种加固方法。钢筋网片示意图如图2 所示。

图2 钢筋网片示意图

6 结语

综上所述，多层既有砌体结构房屋加固是保证建筑安全、提升抗震能力、延长后续使用年限的关键途径，值得工程人员在此领域深入探索，以科学的方法进行加固。本文围绕多层砌体结构的加固要点展开探讨，希望能为类似工程提供参考。