老旧小区砖混结构抗震加固施工技术研究

丁斯阳

摘要：为提高老旧小区砖混结构的抗震能力，为建筑居民生活提供安全保障，以某地区老旧小区改造建设项目为例，设计针对砖混结构的抗震加固施工方案。选用C25等级的混凝土作为单面板设计材料，控制单面板的厚度在75～85mm范围内，根据工程抗震加固施工需求，设计砖混结构单面板墙体加固处理方案。在墙边布置预应力钢筋布置点，对作业面沿着垂直方向开槽，按照规范安装圈梁和地梁钢筋。设计钢筋混凝土组合柱，浇筑建筑内组合柱结构，完成建筑抗震加固施工。实验结果证明：按照设计的方案进行老旧小区抗震加固改造施工，不仅可使楼层剪力比值满足工程质量验收需求，还可提高施工后各个楼层的抗震能力指数。

关键词：组合柱；地梁钢筋；抗震加固施工；浇筑施工；砖混结构

0   引言

以往的地震灾害数据显示，相比其他结构的建筑，砖混砌体结构抗震性能差、延性低，易发生脆性破坏，一旦发生损坏，不仅会造成工程建设方较大的财产与经济损失，还会对建筑内居住的群体生命安全造成威胁[1]。

我国建筑行业在较早时期开发的大量工程，均为砖混结构。按照现阶段的工程质量验收标准，此类建筑已经不符合规范。尽管各地政府投入了大量的资金与人力进行工程项目的技术改造，但对改造后建筑进行抗震能力评估发现，大部分建筑无法在地震中起到抗震效果。加之部分建成并投入使用后的建筑由于年久失修、无人管控，导致建筑材料发生了严重的老化、劣化现象[2]。

为提高居民居住环境的安全性，为其提供一个适宜、可靠的生存空间，本文以某地区老旧小区改造建设项目为研究对象，设计针对砖混结构的抗震加固施工方案，旨在通过此次设计，提升建筑综合性能，解决由于地震灾害造成的建筑倒塌等安全事故。

1   工程概况

为确保改造建设后的建筑工程可以达到预期的抗震效果，在施工前，对待建的老旧小区进行现场勘察与调研[3]。

本次选择的某老旧小区建筑为砖混建筑，建筑层数为5层，整体采用横墙作为支撑体系，墙体的厚度约为250mm，平均每层建筑的高度为3m，每个楼层的均重为10kN/m²。在此基础上，安排技术人员，对老旧小区建筑的房屋结构尺寸进行测量与鉴定[4]。

该老旧小区建筑的房屋结构尺寸测量与鉴定结果如下表1所示。参照相关文件标准可知，该建筑多项指标不符合技术指标，存在一定的安全隐患。

2   抗震加固施工方案

2.1   砖混结构单面板墙体抗震加固处理

掌握与此工程项目相关的概况信息后，根据工程抗震加固施工需求，设计砖混结构单面板墙体加固处理方案。设计方案如图1所示。

在对此建筑墙体结构的勘察中发现，该建筑在遇到突发地震灾害时，墙体十分容易发生坍塌，无法满足建筑整体的抗震设计要求。因此，在与工程方综合商议后，决定采用增设外墙单面板的方式，设计建筑原有墙体的加固[5]。

在此过程中，将原有的砖混结构砌体墙作为模板，在墙体的一侧增设“L”型锚固，通过此种方式，使其形成“混凝土—砌体”结构形式的组合类墙体，以此起到提高墙体结构承载力、墙体抗变形能力的效果。

为确保设计的结构可以在實际应用中达到预期效果，选用C25等级的混凝土作为单面板设计材料，控制单面板的厚度在75～85mm范围内[6]。锚固时，设计横向钢筋为φ8@150，纵向钢筋为φ10@150。

在对其加固施工处理时，将纵向钢筋与横向钢筋设计为梅花状、双向布置方式。按照预设的锚固点，将结构胶打入原砖混结构的墙体中。按照此种方式，完成砖混结构单面板墙体加固处理。

2.2   安装圈梁和地梁钢筋

在砖混结构中，采用安装圈梁和地梁钢筋，以提高基础结构的稳固性。施工前，工程方应根据工程场地及受加固墙体的具体情况，对拟定的施工方案和施工进度进行局部修改[7]。

对建筑结构中的预应力钢筋、锚固机构、传力层等进行预应力处理。按照规范，在施工现场对待加固的结构进行定位和放样，在墙边布置预应力钢筋布置点，对作业面沿着垂直方向开槽。按照上述方式，完成建筑结构圈梁和地梁钢筋施工的准备工作。

在此过程中，考虑到该项目具有一定年限，部分建筑为自建房，墙体上没有混凝土圈梁地梁，且砂浆强度下降情况也不能直接掌握，如果直接用钢筋等硬质材料直接在砌体上施加预应力，不仅会导致建筑出现局部受压问题，还会造成主体结构损坏。为进一步改善建筑的整体性能，采取在砌体墙内植筋、浇筑混凝土圈、地梁等形式，以达到预应力连接的目的。

加强筋植筋处理时，要注意原有结构的现状，选择合理的植筋与绑扎方式[8]。完成钢筋绑扎后，测量所需要的预应力钢丝绳长度，按测量长度定做无粘结预应力钢筋，在现场进行两端墩锚固。

在此基础上，将预应力钢筋按设计位置，放置在已经完成的结构面的墙体中，确保所使用的无粘结预应力钢筋不会发生外露现象。此外，在穿孔时，要避免保护层的机械损坏，以此完成圈梁和地梁钢筋安装施工。

2.3   钢筋混凝土组合柱设计与浇筑

完成上述施工后，对主体结构中的钢筋混凝土组合柱进行浇筑设计。浇筑钢筋混凝土组合柱面层结构时，应先拆除砖混结构中面层，在作业面钻孔，并辅助使用通风机清洁钻孔。同时，安装箍筋、竖向钢筋、模板，使用高压水枪，用清水冲洗作业面。若原作业面碱腐蚀较为严重，需要先手动清理松动或腐蚀部位，用1：3的水泥砂浆处理表面，确保表面无明显污染后，重复上述钻孔、清孔等步骤。

在作业面上钻孔时，应按照图纸的规定，在钢筋（穿墙筋）的位置上划出一条线，使用电钻在砖缝上打洞。注意洞的直径要大于穿过箍筋尺寸至少2mm。钻孔要及时清除，确保钢筋在穿过墙体后与孔洞间的紧密性。

安装组合钢筋时，对箍筋的封闭处理宜使用双面焊，焊接时间应>5d。安装完成后，配合混凝土在现场进行浇筑施工。浇筑施工应注意按楼层分段施工，所有浇筑保证一次成型。在此基础上，做好对浇筑作业面的养护，即完成对老旧小区砖混结构的抗震加固施工。

3   抗震效果检验

为实现对该方案在实际应用中效果的检验，以上文提出的工程项目为例，按照本文设计的方案，对该项目展开抗震加固施工。

施工过程中，设计砖混结构单面板墙体的加固处理方案。在此基础上，考虑到该建筑项目中屋盖处未设置外墙圈梁，需要在建筑结构中安装圈梁和地梁钢筋，增设老旧小区建筑结构的隔震层。完成上述施工内容后，通过对钢筋混凝土组合柱的综合浇筑，实现对老旧小区的抗震加固改造。

完成改造施工后，根据建筑改造抗渗设计规定等相关文件要求，确保该建筑在改造施工后满足8度抗震设防烈度要求即可。隔震建设楼层之间剪力值与未改造前楼层之间剪力值的比值，应满足≤0.35的要求。

按照上述方式，参照隔震设计计算公式，对完成施工后建筑的横向结构层间剪力值进行计算（横向方向为建筑抗震弱轴方向）。统计实验结果，如表2所示。

根据表2所示的实验结果可以看出，加固施工后楼层剪力比值均满足≤0.35的要求，说明施工后该建筑的抗震综合性能符合文件标准。

β = η·χ₁·χ₂·β₁（1）

式中：

β ——抗震能力指数；

η——砖混结构加强系数；

χ₁——墙段抗震系数；

χ₂——抗震加固后整体结构的影响系数；

β₁——抗震加固后局部結构的影响系数。

按照上述计算公式，进行加固后老旧小区砖混结构的抗震能力验算时，应确保的计算结果满足＞1.0的要求。按照以上标准，对建筑的综合抗震加固效果进行检验，其结果如图2所示。

从图2中可以看出，随着楼层的增加，抗震能力指数对应增加，且各个楼层的抗震能力指数均满足＞1.0的要求，说明施工后建筑的抗震能力符合标准。

综合上述实验，得到如下所示的结论：此次设计的老旧小区砖混结构抗震加固施工方案，在实际应用中效果良好。按照设计的方案进行老旧小区抗震加固改造施工，不仅可以使加固施工后楼层剪力比值满足工程质量验收需求，还可以提高施工后各个楼层的抗震能力指数。

4   结束语

根据我国建筑领域不完全统计与调研可知，在我国多次地震灾害与突发性公共事件中，砖混结构因其自身的变形能力较弱，在承受横向水平地震波时，即便主体结构的变形量较小，也会产生大量的裂缝，严重情况下，甚至会衍生为结构断面。

为解决此方面问题，本文通过砖混结构单面板墙体抗震加固处理、安装圈梁和地梁钢筋、钢筋混凝土组合柱设计与浇筑，完成了老旧小区砖混结构抗震加固施工方案的设计，旨在通过此次设计，为老旧小区居住群体提供一个相对安全、可靠的居住与生存环境。

参考文献

[1] 刘熠晨.砖混结构检测鉴定与抗震加固改造探析——以福州市某幼儿园为例[J].福建建材，2022（10）：54-57.

[2] 李成，邬险峰，胡伟，等.基于性能的抗震加固方法在既有结构加固改造中的应用[J].建筑结构，2022，52（S1）：2079-2083.

[3] 王鹏程，许维炳，王瑾，等.基于PET的灌浆套筒-预应力组合连接装配式混凝土桥墩抗震加固研究[J].工程抗震与加固改造，2022，44（3）：139-148.

[4] 郑士举.砌体与钢筋混凝土框架平面混合结构抗震性能评估及加固方法研究[J].建筑结构，2022，52（8）：60-65.

[5] 冉曦阳.单跨框架结构教学楼抗震鉴定及抗震加固设计：以云南省昭通市昭阳区某中学为例[J].工程技术研究，2021，6（11）：199-200.

[6] 张云海，周清，齐麟.黄河三角洲地区老旧砌体住宅的调查与抗震加固改造：以滨州市为例[J].工程抗震与加固改造，2021，43（3）：147-154.

[7] 白玉磊，梅世杰，张玉峰，等.基于刚度的大应变FRP约束混凝土模型及其在桥梁抗震加固中的应用[J].中国公路学报，2022，35（2）：115-123.

[8] 蒋璐，李向民，蒋利学，等.既有多层砌体住宅增设电梯与抗震加固综合改造技术振动台试验研究[J].建筑结构学报，2021，42（7）：20-29+46.