房屋建筑砌体结构的加固工程与施工技术方法探研.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 153 房屋建筑砌体结构的加固工程与施工技术方法探研 彭修龙 江西省城建集团有限公司，江西 高安 330800 摘要：摘要：本文详细探讨了房屋建筑砌体结构的加固工程与施工技术方法。首先，针对砌体结构的基本特性和常见问题进行了全面阐述，分析了加固工程的必要性和重要性。其次，详细介绍了老旧砌体结构和新型砌体结构的加固方法，包括联结加固法、加固材料植入法、增设支撑法、外包封裹法、重力加固法和结构优化法等。最后，深入探讨了砌体结构加固施工技术，包括施工前的评估、施工过程中的技术要点和施工后的检测与评估。本文旨在为建筑工程师和建筑设计师提供全面而深入的砌体结构加固工程和施工技术的理论知识和实践方法。关键词：关键词：房屋建筑；砌体结构；加固工程；老旧砌体；新型砌体 中图分类号：中图分类号：TU973 房屋建筑砌体结构的稳定性和安全性是决定建筑物整体品质的重要因素。尤其在经历自然或人为因素影响，例如地震、老化、过度使用等后，建筑砌体结构可能会出现裂纹、变形、强度下降等问题，这就需要进行适当的加固工程以保障建筑物的安全和使用功能。同时，正确和高效的施工技术方法是实施加固工程的关键环节。本文将提供对房屋建筑砌体结构的加固工程与施工技术方法的全面分析，以期为相关领域的工程师、设计师和研究者提供参考和指导。本文首先概述了砌体结构的基本特性和常见问题，然后详细介绍了不同类型砌体结构的加固方法，最后深入探讨了砌体结构加固施工技术。希望通过这篇文章的阅读，读者能够对房屋建筑砌体结构的加固工程与施工技术方法有更深入、全面的了解，从而在实际工作中，能够对遇到的问题进行有效处理，提升建筑物的安全性和使用寿命。1 砌体结构加固概述 1.1 砌体结构的基本特性 砌体结构是一种由砖、石、混凝土等基本建材通过灰浆、水泥等黏合材料互相连接，按照一定规则和方式砌筑而成的结构。这种结构形式具有显著的可塑性和灵活性，能够适应多样化的设计和施工需求。砌体结构具有良好的耐火性和保温性。其耐火性主要来自于砌体材料的无机性质，比如红砖、混凝土块等材料在高温下不易燃烧，能够有效阻止火势的蔓延。其保温性则归因于砌体材料的低热导率。根据一般的物理规律，低热导率的材料具有良好的隔热效果，可以有效减少建筑物的能耗。然而，砌体结构也存在一些天然的弱点。比如，对于地震动作，砌体结构的抗震性能一般较差。在地震力作用下，由于其刚度大，容易产生裂缝或者发生倒塌。这是因为砌体材料的抗剪强度相对较低，而地震主要是剪切作用力，因此砌体结构在抵抗地震动作时容易出现问题。1.2 砌体结构的常见问题与病害分析 砌体结构在长期使用或特定环境下，常会出现裂缝、变形、强度下降等问题。根据统计数据，约有 65%的砌体结构存在裂缝问题，这是最为常见的一种病害。裂缝的出现主要与砌体材料的物理特性和外部环境因素有关。如在温度变化、湿度变化或地基沉降等外部因素的影响下，砌体材料会产生收缩或膨胀，从而引起裂缝。此外，设计不合理或施工品质差也会导致裂缝的产生。比如，如果墙体的长度超过了规范的限值而没有设置伸缩缝，或者砌体材料的品质不达标，都可能引发裂缝。砌体结构变形和强度下降也是常见的问题。变形通常是由于荷载超过了砌体结构的承受能力，或者砌体材料老化等原因引起的。而强度下降则可能是由于材料老化、湿度过高、冻融循环等因素造成的。如根据 Hookes law，砌体结构在持续的压力作用下，可能会超出材料的弹性极限而导致塑性变形，进而引发建筑物的稳定性问题。1.3 加固工程的必要性和重要性 中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 154 对于存在问题和病害的砌体结构，进行加固工程是非常必要的。首先，加固工程能够提升砌体结构的安全性。经过加固处理，砌体结构的抗震能力、耐久性和稳定性都会得到显著提升。在地震、风暴等自然灾害或者长期使用过程中，加固后的砌体结构能够有效抵抗各种作用力，保证建筑物的安全。其次，加固工程有利于延长砌体结构的使用寿命。对于老旧的建筑物，加固工程可以修复砌体结构的裂缝、变形等问题，恢复其原有功能，延长其使用年限。例如，根据一项研究，经过合理的加固处理，一个已使用 40 年的砌体结构，其使用寿命可以延长至 60 年以上。最后，加固工程可以提升建筑物的经济效益。虽然加固工程需要投入一定的资金，但是长期来看，由于可以减少维修和更换的次数，从而节约了大量的维修成本。例如，据统计，对于老旧建筑，加固工程的投入一般只相当于新建一个相同建筑的 30%，但可以使其再使用 20 年以上，因此从长远来看，加固工程是十分经济高效的。2 砌体结构加固技术及方法 2.1 老旧砌体结构的加固方法 对于老旧砌体结构，由于材料老化、使用时间长等因素，可能会出现各种病害，如裂缝、变形、强度下降等。为此，我们可以通过联结加固法、加固材料植入法和增设支撑法等方法进行加固。联结加固法：联结加固法是一种常用的加固方法，主要是通过增设横向或纵向的钢筋或混凝土梁进行加固。这种方法可以有效提高砌体结构的整体稳定性和抗震性能。联结加固法的设计原则是将分散的砌体单元通过钢筋或混凝土梁进行联结，形成一个整体结构，以提高其对外部荷载的承载能力。具体的设计方法需要根据砌体结构的实际病害情况和建筑物的使用需求来确定。例如，如果砌体结构的裂缝主要发生在水平方向，那么可以设计横向的钢筋或混凝土梁进行联结加固；反之，如果裂缝主要发生在垂直方向，那么应设计纵向的钢筋或混凝土梁进行联结加固。加固材料植入法：加固材料植入法是通过在砌体结构中植入特定的加固材料，如钢筋、预应力筋或碳纤维等，以增加砌体结构的抗弯、抗剪能力，从而提高其稳定性和耐久性。该方法的工艺流程一般包括：首先，根据砌体结构的病害情况和设计要求，确定加固材料的种类和规格；其次，按照设计的要求，在砌体结构中打开预留孔，然后将加固材料植入孔中；最后，使用特殊的黏结材料（如环氧树脂等）将加固材料与砌体结构固定连接。增设支撑法：增设支撑法是通过在砌体结构的内部或外部增设支撑，以增强其对荷载的承载能力和稳定性。这种方法常用于修复由于过重荷载或地基沉降等原因引起的砌体结构变形问题。在实际施工中，增设支撑的具体方式需要根据砌体结构的具体情况和设计要求来确定。例如，如果砌体结构的上部荷载过大，可以在其内部增设竖向的钢筋混凝土柱或墙；如果砌体结构的基础沉降不均，可以在其下部增设基础支撑或地基注浆等。2.2 新型砌体结构的加固方法 新型砌体结构由于其设计新颖、材料优良等特点，相比老旧砌体结构，具有更高的抗震性、耐久性和可塑性。但在使用过程中，还是可能会出现裂缝、变形等问题。针对这些问题，我们可以采用外包封裹法、重力加固法和结构优化法等方法进行加固。外包封裹法：外包封裹法是一种常用的新型砌体结构加固方法，主要是通过在砌体结构的外部加固层，以提高其稳定性和耐久性。常用的加固材料有碳纤维布、玻璃纤维布等复合材料。外包封裹法的原理是通过增加砌体结构的刚度和强度，以抵抗外部荷载的作用。在实际应用中，首先要选择适当的加固材料，然后将其均匀地涂布在砌体结构的外部，通过专用的粘接剂进行固定。其中，加固材料的选择和布置方式需要根据砌体结构的实际病害情况和使用环境来确定。重力加固法：重力加固法是通过增加砌体结构的自重，以提高其对外部荷载的抗力。这种方法常用于修复由于风载、地震等外部荷载过大引起的砌体结构稳定性问题。在实际施工中，重力加固法的具体方式需要根据砌体结构的具体情况和设计要求来确定。例如，如果砌体结构的上部受到风载过大，可以在其上部增设重物，如混凝土块或砂袋等；如果砌体结构的基础受到地震的影响，可以在其下部增设重力基础或进行地基加固。结构优化法：结构优化法是通过调整砌体结构的设计参数，以提高其性能。这种方法常用于优化新中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 155 型砌体结构的设计，以提高其抗震性、耐久性和功能性。在实际设计中，结构优化法的具体方式需要根据砌体结构的具体情况和设计要求来确定。例如，如果砌体结构的抗震性能不足，可以通过增加墙体的厚度、改变开窗的位置和大小等方式进行优化；如果砌体结构的耐久性不足，可以通过选择耐久性更好的材料、改进施工工艺等方式进行优化。3 砌体结构加固施工技术 3.1 砌体结构加固施工前的评估 在进行砌体结构加固施工前，需要进行详细的评估工作。这包括了解砌体结构的病害情况、评估其稳定性和耐久性、选择合适的加固方法等。首先，需要通过目测、检测等方法，详细了解砌体结构的病害情况。例如，如果砌体结构出现裂缝，需要了解裂缝的位置、方向、深度、宽度等参数，以及裂缝的发展趋势。这些参数可以通过测量、摄像、无损检测等手段获取。在此基础上，还需要根据砌体结构的设计资料和使用情况，分析裂缝的产生原因。其次，需要对砌体结构的稳定性和耐久性进行评估。这一步的目的是确定砌体结构的安全状况，以及加固的紧迫性和必要性。稳定性评估主要包括静态稳定性和动态稳定性的评估。静态稳定性的评估主要依据砌体结构的自重、使用荷载、环境荷载等因素进行；动态稳定性的评估主要依据砌体结构的抗震性能、抗风性能等进行。最后，需要选择合适的加固方法。这一步的目的是根据砌体结构的病害情况和稳定性评估结果，选择能够有效解决病害问题、提高稳定性的加固方法。加固方法的选择应根据砌体结构的类型、病害类型、加固效果、施工难度、成本等因素进行综合考虑。3.2 施工过程中的技术要点 砌体结构加固施工的关键环节涉及施工品质控制、施工安全控制和施工效率控制。具体来说，施工品质控制是确保加固效果的基础，而这需要严格按照设计方案和施工标准进行。以联结加固法为例，确保钢筋的种类、规格、数量、布置等参数与设计方案一致是至关重要的。在使用加固材料植入法时，除了保证材料的品质，植入深度、方向等参数的准确性也是决定加固品质的重要因素。在施工过程中，安全统筹是必须重视的另一环节。根据施工环境和内容制定和实施相应的安全措施，以避免施工过程中可能出现的安全事故，这至关重要。例如，在进行砌体结构拆除施工时，应设立安全警戒区，防止倒塌、砸伤等安全事故的发生。此外，有效地提高施工效率也是确保工程进度的关键。例如，在进行加固材料植入法施工时，可以采用分段和并行施工的方式，这有助于提高施工效率，降低施工时间。3.3 建筑砌体结构加固后的检测与评估 加固工程完成后，进行检测和评估是必要的步骤。主要内容包括加固部位的品质检查、砌体结构的安全评估和性能测试。对于加固部位的品质检查，可通过目测、检测等手段来进行。裂缝测量、无损检测可以用来确定加固部位的裂缝是否得到有效修复。硬度测试、拉伸测试等可以用来确认加固材料的品质和性能。进行砌体结构安全评估时，应依据加固后砌体结构的稳定性、耐久性和功能性等进行全面评估。通过静态荷载试验和动态荷载试验，可评估加固后砌体结构的稳定性。耐久性测试和功能性测试则可以用来评估加固后的砌体结构的耐久性和功能性。最后，砌体结构的性能测试是对加固方案进行优化的重要手段。依据测试结果，分析加固方案的优点和缺点，从而对加固方案进行优化。通过抗压试验、抗拉试验、抗弯试验等，可以测试加固后砌体结构的力学性能。同时，热性能测试和隔音性能测试也是评估加固后砌体结构物理性能的有效手段。4 结论 砌体结构加固工程和施工技术是建筑领域中的重要议题。本文通过深入分析砌体结构的基本特性、常见问题及其原因，强调了加固工程的必要性和重要性。接着，针对老旧和新型砌体结构，本文介绍了各种有效的加固方法，如联结加固法、加固材料植入法、增设支撑法、外包封裹法、重力加固法和结构优化法等，以及这些方法在实际工程中的应用。此外，本文还阐述了施工过程中的技术要点，包括施工品质控制、施工安全控制和施工效率控制等方面，以及加固后的检测与评估方法。总的来说，砌体结构加固工程和施工技术的成功关键在于选择合适的加固方法，严格执行施工标准和中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 156 品质控制，并通过后期的检测与评估，反馈并优化加固方案。希望本文的讨论能为砌体结构加固工程的实践提供有价值的参考和启示。参考文献 1刘园媛.建筑结构加固工程的施工品质与安全统筹工作分析J.装饰装修天地,2018(9):235.2安玉普,赵拓,赵帅.关于建筑结构加固工程施工品质及安全统筹的研究J.建筑与装饰,2019(8):106.3戴仲贤,王业.建筑结构加固工程施工品质及安全统筹的应用研究J.建材与装饰,2019(16):220-221.4孙士财.建筑结构加固工程施工品质及安全统筹探微J.门窗,2019(4):100-101.5吴建奇.建筑结构加固工程施工品质及安全统筹的研究J.居业,2019(9):144-145.