在過(guò)去的50多年間,我國(guó)的土木工程建設(shè)如火如荼,發(fā)展很快,尤其是最近幾年,發(fā)展極為迅速。伴隨著我們大搞土木基礎(chǔ)建設(shè)的同時(shí),已有建筑的維護(hù)問(wèn)題成為了一個(gè)新的課題。已有建筑物及構(gòu)筑物常常因設(shè)計(jì)或施工的缺陷以及長(zhǎng)期使用過(guò)程中的老化破壞,甚至自然災(zāi)害,造成混凝土結(jié)構(gòu)承載力不足、開裂以及抗震性能不良等,影響建筑物及構(gòu)筑物的安全和使用功能,從而不得不考慮結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固問(wèn)題。 

  當(dāng)今社會(huì)在基礎(chǔ)設(shè)施的管理和新建等各個(gè)方面都存在著一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題。隨著基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展,愈來(lái)愈多的建筑物和構(gòu)筑物已進(jìn)入或即將進(jìn)入老齡化階段,修復(fù)加固在建筑業(yè)中的比重逐年增加。過(guò)去50年,在已有建筑結(jié)構(gòu)型式中砌體結(jié)構(gòu)占相當(dāng)大的比重,且砌體結(jié)構(gòu)本身抗震性能及使用年限就有局限性,所以加固砌體結(jié)構(gòu)已迫在眉睫。 
  多層砌體房屋增層或擴(kuò)建;拆除部分承重墻或承重墻開洞,擴(kuò)大室內(nèi)使用空間等使用功能的改造;不滿足抗震要求的砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固;承載力不夠時(shí)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件加固;都需要對(duì)砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固改造,多層砌體房屋加固方法分為結(jié)構(gòu)整體加固和構(gòu)件加固兩種。 
  整體加固方法有增設(shè)抗測(cè)力結(jié)構(gòu)、捆綁法增設(shè)構(gòu)件、改變受力形式加固等,增設(shè)抗測(cè)力結(jié)構(gòu)包括增設(shè)抗震墻、水平支撐、柱間支撐、閉合墻段、設(shè)置鋼筋混凝土邊框等;捆綁法是在原砌體結(jié)構(gòu)中加混凝土構(gòu)造柱(組合柱、約束柱)和圈梁,形成約束砌體結(jié)構(gòu)體系;或拆除部分抗震墻,減小地震力;采用鋼拉桿、長(zhǎng)錨桿、外加固柱或圈梁增強(qiáng)縱橫墻的連接;增設(shè)滿足樓屋蓋支撐長(zhǎng)度的托梁;在建筑物縱向、橫向、豎向增設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿;預(yù)制樓蓋或預(yù)制屋面上增澆鋼筋混凝土疊合層。 
  對(duì)房屋中下列部位應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注:①承載窗間墻寬度過(guò)小或抗震能力不能滿足需要時(shí),可增設(shè)鋼筋混凝土窗框或采用砂漿面從層、夾板墻等方法加固;②隔墻無(wú)拉結(jié)或拉結(jié)不牢,邊框可采用混凝土梁柱形成組合構(gòu)建,或埋設(shè)錨筋、鋼拉桿加固;③支撐大梁等的墻段抗震能力不能滿足要求時(shí),可在兩端增設(shè)砌體柱、鋼筋混凝土柱或采用砂漿面層、鋼筋網(wǎng)混凝土面層加固,大梁下墻體局部承壓不夠時(shí)可增設(shè)大梁墊或?qū)w加固;④出屋頂?shù)臉翘蓍g、電梯間和水箱間不符合抗震要求時(shí),可采用面層或外加柱加固,其上部應(yīng)與屋蓋構(gòu)件有可靠連接,下部應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)的加固措施相連;⑤出屋面的煙囪、無(wú)拉結(jié)女兒墻超過(guò)規(guī)定的高度時(shí),宜拆矮或采用型鋼、預(yù)應(yīng)力鋼拉桿加固;⑥砌體結(jié)構(gòu)中的雨篷、陽(yáng)臺(tái)板等懸梁挑構(gòu)件是靜定結(jié)構(gòu),當(dāng)錨固長(zhǎng)度不能滿足要求時(shí),可加拉桿或采取減少懸挑長(zhǎng)度的措施。 
  對(duì)于一些在20世紀(jì)五六十年代修建的體量較大的砌體公共建筑,如辦公樓、教學(xué)樓、賓館、醫(yī)院等除按上述方法加固外,可將部分墻段(如樓、電梯間以及部分相交的縱橫墻內(nèi)壁)改為混凝土夾板墻或噴射混凝土墻,形成復(fù)合墻體,在平面中盡量連成閉合的筒體,形成帶混凝土增強(qiáng)筒體的砌體結(jié)構(gòu)體系;對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)公共建筑的中央大廳,也可在建筑平面內(nèi)插入一個(gè)完整的混凝土框架結(jié)構(gòu)體系或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系,通過(guò)新老結(jié)構(gòu)的有效連接,形成新的混合結(jié)構(gòu)體系,這是國(guó)內(nèi)經(jīng)常采用的整體加固改造做法。 
  砌體墻開洞時(shí)應(yīng)根據(jù)墻體的受力特征、洞口位置和大小,采取相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)加固措施及增設(shè)洞口的邊緣構(gòu)件,加固措施包括:洞邊粘鋼板、外包型鋼等,增設(shè)邊緣構(gòu)件包括設(shè)置鋼筋混凝土梁柱、型鋼梁柱等,砌體墻開洞后在洞邊應(yīng)設(shè)邊柱,洞頂設(shè)梁。 
  拆除承重墻擴(kuò)大使用空間改造,需要采用托梁拆墻技術(shù),即增設(shè)混凝土或型鋼托梁,然后再增設(shè)混凝土柱或鋼柱,以及對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。 
  構(gòu)件加固法包括鋼筋混凝土面層加固法、水泥砂漿面層加固法、外包型鋼加固法、纖維加固法等,現(xiàn)就構(gòu)件加固的具體技術(shù)措施加以闡述: 
  一、鋼筋混凝土面層加固砌體墻 
  鋼筋混凝土面層就是通常所說(shuō)的鋼筋網(wǎng)夾板墻,加固砌體墻可大幅提高墻體的受壓、受剪承載力,大幅度提高剛度和抗震性能,該法施工工藝簡(jiǎn)單。并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn),是砌體機(jī)構(gòu)加固最常用的方法,但現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng),對(duì)生產(chǎn)和生活具有一定的影響,且加固后的建筑物面積有一定的減小。 
  二、砂漿面層加固砌體墻 
  該法屬于復(fù)合截面加固法的一種,其優(yōu)點(diǎn)與鋼筋混凝土加固法相近,但提高承載力不如前者,適用于砌體墻的加固。砂漿面層加固按材料組成分為三種:高強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿面層;水泥砂漿內(nèi)配置鋼筋網(wǎng)面層或鋼板網(wǎng)面層;聚合物砂漿和鋼絞線面層。三種方法均可不同程度的提高墻體的受壓、受剪承載力,提高砌體剛度提高抗震性能。砂漿面層施工可采用噴涂,也可采用手工抹制,是砌體結(jié)構(gòu)加固中較常用的方法。在水泥沙漿中如果摻入短玻璃纖維絲,形成具有較高抗拉強(qiáng)度和抗裂性能的復(fù)合材料,經(jīng)濟(jì)合理,便于施工,增強(qiáng)加固效果。 
  鋼筋混凝土、鋼筋網(wǎng)砂漿圍套加固砌體柱,采用鋼筋混凝土增大砌體柱的截面面積,或采用鋼筋網(wǎng)砂漿增強(qiáng)大砌體柱的截面面積,均可顯著提高構(gòu)件承載能力和變形能力。 
  三、外包型鋼加固砌體柱 
  該法也稱濕式外包鋼加固法,在構(gòu)件四周或兩個(gè)角部包以型鋼并焊接綴板,對(duì)原柱形成約束,提高砌體柱承載力和抗變形能力,受力可靠、施工簡(jiǎn)便、現(xiàn)場(chǎng)工作量較小,但用鋼量大,且不宜在無(wú)防護(hù)的情況下用于60攝氏度以上的高溫場(chǎng)所;適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸,但又要大幅度提高其承載能力的構(gòu)件加固。該法屬于傳統(tǒng)加固方法,其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便、現(xiàn)場(chǎng)工作量和濕作業(yè)少,受力較為可靠,但需采用類似鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)措施。 
  四、砌體托換加固技術(shù) 
  砌體托換加固法是指構(gòu)件有嚴(yán)重缺陷和裂縫的部分用新的砌體代替,適用于砌體墻的加固。必要時(shí)托換前應(yīng)對(duì)原構(gòu)件加以有效的支頂。應(yīng)對(duì)原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件在施工全過(guò)程中的承載狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算、觀測(cè)和控制。托換部分的材料強(qiáng)度是等級(jí)的,按不應(yīng)低于建造時(shí)規(guī)定的強(qiáng)度等級(jí),砂漿強(qiáng)度宜比原設(shè)計(jì)提高一級(jí),用整磚填砌。 
  砌體局部拆砌;當(dāng)砌體房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影響其承重及安全時(shí),可將破裂墻體局部拆除,并按提高砂漿強(qiáng)度一級(jí)用整磚填砌。 
  五、外粘纖維材料加固技術(shù) 
  纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在砌體結(jié)構(gòu)加固中主要應(yīng)用在:柱的抗剪加固,環(huán)繞形粘貼在構(gòu)件四周、或u型粘貼在梁的兩個(gè)側(cè)面和底面、或粘貼在構(gòu)件側(cè)面,提高受剪承載力和抗震能力,提高柱的延性;抗震墻加固是縱橫向或斜向交叉分條粘貼在墻的側(cè)面,與水平力作用下砌體中的主應(yīng)力方向相應(yīng),使砌體受力更均勻,對(duì)砌體的有效約束面積增大,有利于維持砌體的整體性,提高砌體的抗剪能力,從而使得砌體受力更均勻,對(duì)砌體的有效約束面積增大,有利于維持砌體的整體性,提高砌體的抗剪能力,從而使得砌體加固效果更明顯。提高抗彎、抗剪能力,增大砌體的延性;在特種結(jié)構(gòu)加固中應(yīng)用,如殼體、隧道、筒倉(cāng)、煙囪等工程中應(yīng)用。 
  眾所周知砌體結(jié)構(gòu)的裂縫是長(zhǎng)期困擾工程界的常見問(wèn)題之一,當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了裂縫,首先要分析其原因、性質(zhì),觀察裂縫是否穩(wěn)定,分析對(duì)結(jié)構(gòu)的危害性,針對(duì)不同的原因和危害程度,采用不同的處理措施。常見的裂縫原因有溫度裂縫、地基不勻沉降裂縫、荷載過(guò)大承載力不夠的裂縫、設(shè)計(jì)構(gòu)造不合理的裂縫、施工質(zhì)量差材料強(qiáng)度低引起的裂縫低等,溫度裂縫屬于不穩(wěn)定裂縫,受力裂縫會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全性,其他裂縫會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用功能及耐久性等,應(yīng)及時(shí)采取措施處理。對(duì)此,外粘纖維材料對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ)處理發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,將纖維材料騎縫粘貼在構(gòu)件的裂縫表面,分擔(dān)裂縫處的應(yīng)力。 
  在建設(shè)中,我們應(yīng)該選擇合適的加固方法,同時(shí)還應(yīng)考慮其是否具有良好的施工性,是否經(jīng)濟(jì)等方面。隨著現(xiàn)代建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,新型建筑材料的不斷出現(xiàn),砌體結(jié)構(gòu)加固技術(shù)會(huì)有更大發(fā)展,加固方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。