砖混结构高延性混凝土加固施工技术

摘要：混凝土材料在土木建筑行业运用十分广泛，而高延性混凝土的研究发展对解决混凝土原有的易产生裂隙及易脆等问题提供了很好的方向及思路。始建于上世纪50年代的某建筑群是较为老旧的砖混建筑，其抗震性能差，整体老旧建筑不符合现实发展的需要。项目采用高延性混凝土对现有建筑承重墙体面层进行加固，此法具有施工简单、施工周期短的特点，能够有效提升砖混结构建筑的安全性。

    关键词：高延性混凝土；结构安全；抗震加固；建筑施工

前言

    随着社会的发展，人民对生活居住环境的要求也在提高，为了保持建筑的安全性和适用性，老旧建筑的加固改造是不可避免的。相比起传统的加固方式，高延性混凝土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。本文以某建筑群砖混结构住宅楼抗震加固施工为例进行加固施工技术介绍，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。

1 工程概况

    位于广州市某老旧建筑群，据悉建于上世纪50年代，主要为砖墙、预制钢筋混凝土梁、板及现浇钢筋混凝土梁、钢梁等构件承重。房屋外墙饰面为清水砖，内墙饰面为混合砂浆抹灰扫白，天花饰面为石灰扫白，地面铺耐磨砖、水泥地面，木门、木窗。该建筑群采用高延性混凝土对其砖混结构内外墙体面层加固，同时采用砌体组合构造柱、新增组合圈梁等加固方法提高建筑整体性及安全性。

2 性能特点

    高延性混凝土的性能特点包括：（1）不破坏原结构整体性，无需在墙上要钻孔打洞绑扎钢筋，从而避免对原结构的整体性破坏，底层内墙不需要开挖基槽，节省材料、人工；（2）单面加固保持建筑外立面，高延性纤维混凝土与砌体结构粘结强度高，试验表明单面加固砌体效果好于双面钢筋网水泥砂浆加固，对于外墙体部位可以单面加固，从而不会破坏原建筑风貌；（3）施工简单，工期短，构造措施简单，抹面一次完成，施工质量容易保证，施工工期比传统加固方法短；（4）材料用量少、重量轻，对原建筑荷载增加不大或有减少，兼顾了施工工程的安全性与经济性。

    该加固工艺适用于原有砌体、砖混结构墙体加固、砌体抗震加固、填充墙砌体的抗裂、抗剪加固以及需保持建筑外立面原风貌的墙体内侧单面加固等诸多加固类型。

3 施工工艺

    3.1 工艺流程

    基层处理→剔凿抗剪键→润湿墙体→冲筋或制作灰饼→拌制纤维混凝土→底层混凝土加固→纤维混凝土罩面→面层养护

    3.2 施工操作要点

    3.2.1 基层处理

    铲除需加固墙体的原装饰抹灰层，清除墙面残灰、松散砖块，采用整砖或半砖局部替换，原墙面拆除线槽留下的孔洞，采用高延性混凝土填充。

    3.2.2 线管预埋

    由于高延性混凝土施工完成后严禁墙面开槽，因此，需提前确认线管、线盒位置、数量无误后，于下道工序施工前完成开槽预埋线管、线盒等工作。

    3.2.3 设置抗剪键

    抗剪键是凿除原墙面砌体结构并嵌入墙体不小于30×30×30mm的方洞。当高延性混凝土面层加固厚度超过15mm，应提前在墙体上剔凿抗剪键，使高延性混凝土与墙体粘结更牢固。将需设置抗剪键的墙面标记清楚，相邻抗剪键间距不大于600mm，呈梅花状分布（如图2），嵌入部位应位于整块砖上，其数量、尺寸均要满足要求。

    3.2.4 浇水湿润

    高延性混凝土施工前一天应将需施工的墙面进行浇水湿润，砌体

    洇水厚度不应小于2cm，并保证高延性混凝土施工前基层的湿润。浇水的同时应将抗剪键洞内的碎屑冲洗干净。

    3.2.5 冲筋或制作灰饼

    测量需加固墙体平整度、房间方正度，最终确定每道墙体的灰餅厚度，注意单面加固、双面加固抹面厚度在墙体上的最小厚度均不应小于设计值。灰饼的密度适当加密，横竖向间距均不得大于500mm，距墙角不得大于300mm，距地面和顶板不得大于300mm。

    3.2.6 拌制高延性混凝土

    高延性混凝土拌制时首先加入50%的水和50%的母料并搅拌均匀，然后将所有纤维加入剩余50%水中，并用电动搅拌器打散，侵泡2分钟后将纤维和水同时加入到搅拌机中，然后在搅拌过程中加入剩余50%的母料，搅拌3-5分钟至纤维全部分散且为无结块后停止搅拌。

    3.2.7 底层混凝土加固

    先将已经剔凿好的抗剪键内填塞高延性混凝土，然后在砌体表面甩浆，底层高延性混凝土抹面，每一层涂抹厚度不得大于15mm。当墙体根部为柔性地面时应先挖槽涂抹至刚性地面或伸至地面下不小于200mm深。

    3.2.8 纤维混凝土罩面

    罩面高延性混凝土应在底层高延性混凝土初凝时进行施工，涂抹时应从上至下依灰饼厚度完成面层涂抹（如图3），涂抹时应消除压痕使墙面横平竖直。

    3.2.9 面层养护

    在施工完成后12h内，对施工完成的墙面进行洒水养护，养护时长不少于7天。

    3.3 注意事项

    3.3.1 原有粉刷层处理时不得破坏原有结构，作业过程中尽量使用小型电动冲击钻，以减小对墙体的扰动。遇有松动或过梁不牢靠情况应暂停作业，待采取可靠支撑措施后再进行施工。若墙体存在裂缝或孔洞等现象，应视其对结构的影响对其进行压力灌浆处理或替换修补。

    3.3.2 试验表明[4]：纤维掺量对高延性纤维混凝土的抗弯性能影响明显，纤维掺量越大，其抗弯强度和弯曲任性越高，水胶比和砂胶比影响次之。工程中纤维混凝土的配合比应视实际需要而定，一般地，我们使用的纤维混凝土水胶比不低于0.29，砂胶比不超过0.36。

    3.3.3 加固砌体与非加固墙体接茬转角处应连续涂抹至非加固墙体上不小于120mm宽，并且在转角处压入孔径20mm的钢丝网片，不得在转角处留施工冷缝。

    3.3.4 因纤维混凝土流动性较差，因此其大面墙体的表面平整度不宜控制，若建筑装饰面层对墙体平整度要求较高（4mm以内），则建议此表面进行砂浆面层处理。

    3.4 与传统工艺的对比

    砌体加固主要采用面层加固，传统的聚合物钢丝网片加固和高延性混凝土加固对墙体刚度提高程度相差不多，前者对整体质量提高较多，地震力相对提高较明显，但对于面层抗剪强度及墙体整体抗震综合系数提高有限，难以满足后续使用年限的要求，且在满足设计要求的前提下，加固墙体厚度增加，综合考虑各因素，决定采用面层厚度薄，自身抗剪强度高的高延性混凝土对原有砌体承重墙进行加固。

结语

    该建筑群项目室内外墙体采用高延性混凝土面层加固法进行处理，不仅有效提高了墙体的承载力、弯剪性能和抗震性能，而且成型后观感效果良好，其加固面层厚度小，可有效节省空间，值得在其他类似项目应用推广。

参考文献

    [1]邓明科，高小军.ECC面层加固砖墙抗震性能试验研究[J].工程力学，2013，30（6）：168—174.

    [2]梁兴文，郑雨，邓明科.塑性铰区用纤维增强混凝土剪力墙的变形性能研究[J].工程力学，2013，30（3）：256—262.

    [3]徐世，王楠，尹世平.超高韧性水泥基复合材料加固钢筋混凝土梁弯曲控制试验研究[J].建筑结构学报.2011，32（9）：115—122.

    [4]邓明科，孙宏哲，梁兴文，景武.斌延性纤维混凝土抗弯性能的试验研究[J].工业建筑.2014，44（5）：85—90.