浅析砖混结构校舍加固设计
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摘要：本文探讨砖混结构校舍加固设计与施工的几种常用方法及应当注意的主要问题,为类似工程提供参考。
关键词：校舍；砖混结构；抗震加固
《中国的减灾行动》白皮书指出,从2009年起,国家将用三年时间,在全国中小学开展抗震加固、提高综合防灾能力建设,使学校校舍达到重点设防类抗震设防标准。由于大多数中小学校舍都是80年代或者更早建成的,大部分校舍仅满足原抗震规范要求甚至达不到原规范的要求,因此根据新规范的要求及《中国的减灾行动》白皮书的规定,在短时期内大部分的旧有砌体结构校舍都需要进行抗震加固。本文通过对中探讨砖混结构校舍加固设计与施工的几种常用方法及应当注意的主要问题,为类似工程提供参考。
1.砖混结构校舍加固设计的主要原则
砖混结构存在的最突出问题是整体抗震性能不足,因此,采用的主要加固思路,是应当对墙体的抗震性能进行提高,从而提高建筑物的整体抗震性能,特别是提高在大震作用下抗连续倒塌的能力,保障生命安全。常用的加固方法为加钢筋混凝土板墙、钢筋网加水泥砂浆粉刷、钢绞线聚合物砂浆等。根据各栋建筑的具体情况又分为单面墙和双面墙加固,并辅以设置必要的构造柱、圈梁或钢筋加强带。在加固设计工作中,有以下几方面的问题应予以关注:
(1)墙体加固的位置布置应当均匀,兼顾使用功能及建筑的实际状况,尽可能减少对外立面的破坏,以降低工程造价。例如，此次加固不考虑重新粉刷建筑物外立面，加固时就采用在内部加板墙的加固方法对该建筑进行加固,以减少了对外立面的损坏，降低造价；
(2)在对建筑抗震性能分析时,不能仅仅依赖于软件(PKPM)的计算分析,应更加注重抗震概念设计,从提高房屋的整体性、防止大震作用下的连续倒塌出发,通过必要的手算复核解决软件计算中的不足问题；
(3)增设构造柱(或钢筋加强带)、圈梁对提高砖混结构建筑的整体性是非常有效且经济的方法,在解决楼梯间整体性差、小墙肢长度不足抗剪承载力低等问题时,可以作为考虑的重要方法之一；
(4)设计者应对建筑的实际状况进行充分的了解,有些建筑物可能图纸不全,或在使用过程中进行了改造、加层,对于严重影响整体结构安全且不能通过加固提高抗震能力的部位应予以拆除；
(5)对于砖混结构中又有框架的情况,应当特别注意建筑平面抗侧刚度中心与质心的偏位问题,通过增设短肢墙等方法减少扭转产生不利影响的因素;柱子的轴压比应严格控制,并通过加大截面或外包钢等方法提高柱子的抗剪承载力及延性；
(6)尽量避免对基础进行加固。一般情况下,除双面板墙加固需要对增加荷载进行复核验算基础以及建筑已经出现明显的地基不均匀沉降以外,其他加固方法增加的荷载有限,地基承载力在长期荷载作用下也已稳定并有所提高,可以不必进行加固,因此,也可不必进行补充勘察的工作；
(7)设计所采用的加固方法应充分考虑施工的可能性,要从材料的选择、施工工艺的控制、工期、造价等多方面综合考虑；
(8)加固设计的节点构造大样应当表达详细,便于施工。加固施工的工期较短,为了不影响学生的正常上课,此次大规模的校舍加固施工必须在暑假两个月的时间内完成,科学合理的节点构造能够有效地为施工带来便利；
(9)设计文件中应当对加固选用的材料性能要求、施工工艺、操作方法、质量检测的各方面的要求说明详细,并在施工前的技术交底中予以明确,指导现场施工。由于全市中小学校舍加固全面展开,施工力量明显不足,施工队伍的工人素质、管理水平参差不齐,加上工期又短,如果施工过程操作不当,加固工作可能适得其反。因此,设计人员对施工现场的跟踪指导就显得尤其重要。
2.砖混结构校舍加固施工中应当注意的若干问题
砖混结构校舍本身施工年代比较早,基本上在1993年以前建成,经过20来年的使用,若缺乏有效的维护,砂浆强度均比较低,如何确保加固施工质量达到设计预期的目标,在较短的工期、有限的造价前提下,必须做好施工组织设计,并对操作工人进行必要的培训,对设计要求的工艺控制进行明确的交底,严格监督,才能确保工程如期、按质完成。以下几方面应当予以关注:
(1)施工开始之前,应当对施工现场的状况进行详细了解与设计图纸进行核对,发现不符应立即向设计人员进行反馈及时修改设计,以满足实际情况的要求；
(2)对设计选用的各类材料提前进行准备,并按施工规程的要求进行抽样检测,不合格材料必须立即退场;否则,一旦不合格材料投入使用,将留下严重的隐患。在实际施工现场中就有发现,水泥强度监督检验指标不合格、砂的氯离子含量偏高的现象。这将直接影响钢筋的耐久性；
(3)加固施工必须有专业施工人员进行操作,施工工艺必须得到监理单位的审核。例如,采用板墙加固的墙体,加固厚度较薄,一般为60-80mm,常采用的方法为两种:一是支模板,分层浇筑细石混凝土;二是采用喷射混凝土。前者,浇筑质量有保证,但工期较长,费用较高；后者施工速度快,价格较低但如果配合比设计不合理,喷射操作方法不当,骨料的反弹量将达到50%以上,这将造成极大地浪费,对环境造成极大地污染,也直接影响混凝土的质量；
(4)由于全市中小学校舍加固全面开工,施工队伍力量不足,专用材料供应紧张,钢绞线节点卡扣没有采用与线材相同的材料,不符合规范的要求,端部张拉节点也未相互错开,反而可能损伤原有的结构构件；
(5)由于板墙、钢筋网砂浆粉刷或钢绞线聚合物砂浆粉刷等面层都比较薄,现场的实物检测没有成熟的技术手段,就要求施工单位必须按照施工规范的要求制作同条件养护的标准试块,以满足施工质量评定的要求,为竣工验收提供可信依据,严禁弄虚作假；
(6)有些工程原有的施工质量比较差,在剔除表面粉刷层后发现的问题应当及时反馈给设计人员,采取有效的而解决方案。柱子在粉刷层铲除后,发现严重的混凝土浇灌不密实,钢筋暴露,在对柱子加固前,必须将松动的骨料凿除,用细石混凝土补齐；
(7)施工基础加固时,应尽量避免损伤原有的基础,可以通过锚筋加强新旧混凝土的连接,扩大基础面积解决加固荷载增加的问题；
(8)板墙加固时,转角处、上下楼层之间的钢筋搭接应满足设计要求,转角处钢筋未形成搭接状态；
(9)钢筋网与墙体之间的拉结筋在墙中必须锚固牢固。
参考文献：
[1] GB50023-2009,建筑抗震鉴定标准[S].
[2] GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].
[3] GB50003-2002,砌体结构设计规范[S].
[4] JGJ116-2009,建筑抗震加固技术规程[S].
[5] 国家建筑标准设计图集09SG619-1,房屋建筑抗震加固（一）（中小学校舍抗震加固）.
[6] 全国中小学校抗震鉴定与加固示例（中国建筑工业出版社）2010.
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