砖混墙体钢筋网聚合物砂浆加固法

砖混墙体钢筋网聚合物砂浆加固法

赵伟,晏俊涛,修志伟,朱原,李晓

中建八局第一建设有限公司 山东 济南 250100

摘要：随着我国建筑业的兴起，经济迅速发展，带动建筑业的快速更新。城市建设规划不仅要考虑新建筑的开发，还要着重于旧房的改造与加固，现今建筑房屋砌体结构建筑的服役时间普遍较长,相对于现在完善的建筑体系与规范标准，原砌体结构建筑存在设计不够合理、施工水平不足、使用年限较长等问题,亟需进行加固。随着建筑业的行业标准不断提高，行业规范的不断更新，部分旧建筑抗震性能已经无法满足要求，为保证原建筑结构符合现行标准和规范，需对原结构进行安全性鉴定和改造加固。采用聚合物砂浆面层对砌体结构进行加固优势明显,其施工受限条件少、经济性较其他加固方法更好、加固效果显著的特点常常被用于结构加固中,应用前景十分广阔。

关键词：聚合物砂浆；结构加固；砖混结构；抗震性能。

1引言

本文以实际工程为例，原结构于1990年竣工，其结构形式为砌体混合结构，砌体采用普通烧结砖。为提升原结构墙体的抗震性能，根据专业机构提供的抗震鉴定报告，建议采用钢筋混凝土面层加固法对砖墙进行加固，使其在受力性能上接近剪力墙，将原混合结构近似改造成框架剪力墙结构体系。

钢筋网聚合物砂浆面层是一种复合截面加固法，是在墙体侧面增抹一定厚度的有钢筋网的聚合物砂浆，形成组合墙体的加固方法。适用于各类砌体墙、柱的受压、受剪及抗震加固。也可用于增强砌体墙的抗裂性能。优缺点如下：

优点：施工简单、适应性强，施工周期短，加固费用低廉，砌体加固后承载力有一定提高，并具有成熟的设计和施工经验。

缺点：现场施工的湿作业时间长，养护期长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物使用面积有一定的减少。

2原结构可靠性鉴定

结构加固前，应收集现有设计图纸、计算书、详细的岩土工程勘察报告、竣工验收原始资料等；调查建筑结构现状与原始资料相符合的程度、施工质量和维护状况，并进行必要的检测；当资料不全时，应根据鉴定的需要进行补充或实测。由于过程中该建筑进行了局部加固，但加固图纸等相关资料缺失，需对现场结构现状进行检测。

检测内容为：混凝土构件外观质量与缺陷的检查、构件尺寸的检测、钢筋数量和间距的检测、混凝土构件强度的检测、砌筑砂浆抗压强度检测、砖抗压强度检测、建筑物倾斜测量。

鉴定结果显示，该房屋外观和质量要求各项检查项目基本符合《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）有关规定。

3原结构抗震鉴定

根据各类建筑结构的特点、结构布置、构造和抗震承载力等因素，采用相应的鉴定方法，进行综合抗震能力分析并做出评价，对不符合抗震鉴定要求的建筑提出相应的抗震减灾对策和处理意见。

依据《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）,对该工程对建筑场地与地基基础进行鉴定，对主体结构抗震能力进行验算，对主体结构抗震措施进行鉴定。

该建筑为外围采用框架剪力墙承重，内部楼电梯采用砖墙承重的混合结构。其结构类型超出了规范所规定的范畴，属于超限混合结构。框架剪力墙结构与砌体结构是两种截然不同的结构体系，其抗侧刚度、变形能力等相差很大，这两种结构在同一建筑物中混合使用，对建筑物的抗震性能将产生很不利的影响，甚至造成严重破坏。

根据鉴定情况提出了采用钢筋混凝土面层加固法对砖墙进行加固的方法，使其在受力性能上接近剪力墙，将原混合结构近似改造成框架剪力墙结构体系。

4材料性能要求

4.1钢筋网材料选用

钢筋的选用，应考虑加固部分应变滞后的特点，一般可选用屈服变形较小的普通钢筋、钢材。

依据设计要求，面层钢筋选用直径为8mm的一级钢，墙体的对拉钢筋选用6mm的三级钢。当钢筋遇楼板时应贯穿，贯穿钢筋采用12mm的三级钢，保证其整体抗震性能。以上钢筋均为抗震钢筋。抗震钢筋有效增加墙体的抗震扰动禁锢效果，比普通钢筋对老旧砖混结构加固效果更佳。

4.2聚合物砂浆选用

砖混结构加固所用浇筑材料和粘结材料，应考虑新旧两部分的整体工作共同受力问题。对于砂浆，要求粘结力强，收缩性小，宜微膨胀。砖混结构外加面层用的聚合物砂浆，若设计为普通水泥砂浆，其强度等级不应低于M10；若设计为水泥复合砂浆，其强度等级不应低于M25。

    依据设计要求，加固钢筋网砂浆面层的砂浆强度等级采用M10，厚度40mm。

5施工工艺和质量控制要点

5.1施工工艺

清理、铲除原有装饰面层→清理干净并洒水冲洗→无明显水渍后界面涂刷处理→钻孔、布置穿墙筋、锚固筋→孔内注脚胶→安装钢筋网片→聚合物砂浆面层施工→养护→施工质量检验→喷涂防护层

5.2界面处理

原砖砌体表面应剔除表面装饰面层及抹灰层，修整后尚应清除松动的骨料和粉尘 ，砖结构之间灰缝不饱满的提前进行砌筑砂浆填充，砌筑砂浆强度比原设计砂浆强度等级提高一级使用。墙面并应用清洁的压力水清洗洁净，再进行界面处理剂施工。

5.3钻孔、植筋

1）现场清理：植筋之前，先将植筋处的混凝土表面进行处理，具体为剔除碳化层、混凝土松散层，清除油污等赃物。

2）放线定位：根据设计要求对植筋部位进行放线定位，施工中尽量避开原构件钢筋，减少对原结构损伤，必要时应用钢筋探测仪进行探测，把种植钢筋的大致位置标注于原构件上。

3）钻孔：用冲击钻钻孔。钻孔参数应符合设计要求。钻孔一般要垂直混凝土构件平面，倾斜度不大于8°（特殊要求除外）。

4）植筋深度的确定根据钢筋后锚固技术参数表。

5）清孔除尘：

清孔方法：成孔后应立即清理，使用钢刷清除孔壁的灰粉，吹出粉尘，如此反复清孔四次。

6）钢筋处理：

（1）植筋长度的确定，结合现场墙体厚度再行确定，如外部加焊钢筋，其最小长度为：孔深+搭焊长度+200mm，以免焊接时高温影响胶的强度和质量。

（2）钢筋表面处理，用电动钢丝刷或人工钢丝刷，清除钢筋表面的锈蚀，用丙酮或酒精清除钢筋表面油污及灰尘，特别是要保证锚固段的钢筋清洁度。

7）注胶：锚固环氧树脂植筋胶，用专用注胶枪注入孔洞内3/4位置，将处理好的钢筋除锈清理端裹满结构胶旋转插入孔底，一边向同一方向旋转，一边缓慢的将钢筋插入洞内，直至到达孔洞底部为止，此时，如无锚固胶从洞内溢出，则说明注胶量不够，需再次注胶，直至使胶溢出为止。

8）植筋：注胶后应立即将刷干净的钢筋慢慢地旋转插入孔的底部，并向同一方向旋转0.5～1周，排出气泡，保证胶层饱满。配胶、注胶、插筋必须流水作业，连续进行。结构胶必须设专人负责，并作出详细记录，记录内容包括：用胶量、使用部位、时间、固化情况等。

9）养护固化：钢筋植入定位后应加以保护，防止碰撞和移位，固化温度25℃的情况下保持3天，待结构胶固化原材料后方可受力，进行检测后再进入下一道工序。

10）植筋检验：将钢筋粘结表面进行除锈，并用钢刷打磨粗糙，达到无锈、无油之要求。植筋孔孔径、孔深的隐检植筋后3～4天完全固化后方可随机抽检。一般加载至钢材的设计力值，检测结果直观、可靠。根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013进行植筋抗拔检测。

5.4钢筋安装

本工程拉结筋采用6mm一级钢，钢筋网片采用8mm一级钢，穿楼板筋采用12mm三级钢。进行钢筋绑扎与连接时，需注意楼板上下部钢筋加强，钢筋网在墙面的固定应平整牢固,与墙面净距宜≥5mm,网外表保护层厚度应≥10mm。

5.5聚合物砂浆面层施工

本工程墙体加固钢筋网砂浆面层的砂浆强度等级采用M10,厚度40mm。抹聚合物砂浆时,应先在墙面刷界面剂一道再分层抹灰,且每层抹灰厚度不应超过15mm。

聚合物砂浆面层喷抹施工开始前，应按 30min时间的砂浆用量 ，将聚合物砂浆各组分原料按序置人搅拌机充分搅拌。拌好的砂浆，其色泽应均匀，无结块、无气泡、无沉淀，并应防止水、油、灰尘等混入。

5.6施工质量检验

聚合物砂浆面层的外观质量不应有严重缺陷及影响结构性能和使用功能的尺寸偏差，聚合物砂浆面层与原构件混凝土之间有效粘结面积不应小于该构件总粘结面面积的95%。否则应揭去重做，并重新检查验收。

6质量控制要点

6.1界面处理

在清理、修整原结构、构件过程中发现的裂缝和损伤，应逐个予以修补。对砌体构件，若修补有困难，应进行局部拆砌。修补或拆砌完成后，应用清洁的压力水冲刷干净，待墙体表面无清洁水渍后，并按设计规定的工艺要求喷涂结构界面胶。

6.2钢筋网安装及砂浆面层施工

钢筋网的安装及砂浆面层的施工，应按先基础后上部结构、由下而上的顺序逐层进行；同一楼层尚应分区段加固；不得擅自改变施工图规定的程序。钢筋网与原构件的拉结采用穿墙S形筋时，S形筋应与钢筋网片点焊，钢筋网与原构件的拉结，其孔径、孔深及间距应符合设计要求。

钢筋网片的钢筋间距应符合设计要求；钢筋网片间的搭接宽度不应小于100mm；钢筋网片与原构件表面的净距应取5mm，且仅允许有1mm正偏差，不得有负偏差。砌体或混凝土构件外加钢筋网采用普通砂浆或复合砂浆面层时，其强度等级必须符合设计要求。

砌体构件外加钢筋网的面层砂浆，其设计厚度t≤35mm时，宜分3层抹压；当t>35mm时，尚应适当增加抹压层数。

6.3施工质量检验

砌体或混凝土构件外加钢筋网的砂浆面层，其浇筑或喷抹的外观质量不应有严重缺陷。

砌体或混凝土构件外加钢筋网与砂浆面层及基材界面粘结的施工质量，可采用现场锤击法或其他探测法进行探查。按探查结果确定的有效粘结面积与总粘结面积之比的百分率不应小于90%。

砂浆面层与基材之间的正拉粘结强度，必须进行见证取样检验。

新加砂浆面层的钢筋保护层厚度检测，可采用局部凿开检查法或非破损探测法。检测时，应按钢筋网保护层厚度仅允许有5mm正偏差；无负偏差进行合格判定。

7总结

针对本工程砖混结构采用砖混墙体钢筋网聚合物砂浆面层加固的方法，根据项目特点，构造功能需求，施工作业环境，施工可行性等方面，综合考虑选用的结果。所以在结构加固过程中，应该根据项目本身的特点、所处的施工环境、施工可行性等方面出发，选出最合理的设计方案，从而最大程度的满足设计要求，达到结构加固的效果，提高房屋安全性能和抗震性能。

参考文献

[1]《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）。

[2]《既有建筑鉴定与加固通用规范》（GB55021-2021）。

[3]常云鹏. 聚合物砂浆面层加固砌体砖墙抗震性能试验研究[D].北京建筑大学,2018。

[4]林燕玲;建筑砌体结构加固工程与施工技术[J];四川水泥;2020年07期。