工程事故分析与处理_第6章_砌体加固

第6章砌体结构事故处理优点：取材广泛、造价低廉、施工简单等；缺点：开裂、渗漏及基础沉降。温度裂缝第6章砌体结构事故处理6.1.1砌体的荷载裂缝荷载裂缝有：受压裂缝、受弯裂缝、局部受压裂缝、受拉裂缝以及受剪裂缝。荷载裂缝的出现，表明砌体承载力安全度不够，应及时进行加固。6.1砌体裂缝的种类和原因分析种类：一是由荷载引起，反应了砌体的承载力不足或稳定性不够；二是由于温度变化或地基不均匀沉降引起。后者引起的砌体开裂约占90%左右。受压裂缝裂缝顺轴向力方向，砌体中有断砖现象，当竖向裂缝连续长度超过4皮转时，砌体接近破坏。受弯裂缝偏心受压构件，裂缝垂直于荷载作用方向；砖砌平拱抗弯强度不足产生竖向或斜向裂缝。受拉裂缝水池池壁、筒仓等结构，裂缝与拉力方向垂直或呈马牙状。受剪裂缝挡土墙或拱座处，裂缝呈水平或阶梯状态。局部受压裂缝大梁或梁垫下的斜向或竖向裂缝。第6章砌体结构事故处理6.1.2砌体的温度裂缝温度变化所引起的裂缝，在砌体裂缝中所占的比例是最大的。温度裂缝的特点：一般对称分布；温度裂缝始自房屋的顶层，偶尔才向下发展；温度裂缝经一年后即可稳定，不再扩展。顶层斜裂缝因日照及气温变化，材料的线膨胀系数不同，并存在较强的约束，造成屋盖与砖墙变形不一致所产生的裂缝。呈正八字或倒八字形态。顶层水平裂缝砂浆强度较低时，在屋顶顶层圈梁下四角出现水平裂缝，是由屋盖的热胀或冷缩作用所致。第6章砌体结构事故处理6.1.3砌体的沉降裂缝因地基不均匀沉降引起。一般呈450的斜裂缝。沉降裂缝的特点：1、多层房屋中、下部的裂缝较上部的裂缝大，有时甚至仅在底层出现裂缝；2、沉降缝向上指向哪里，那里下部的沉降量必然是较大的。长高比较大的砖混结构房屋,中部地基沉降大于两端时产生八字裂缝。地基两端沉降大于中部时,产生倒八字裂缝。房屋一端处在软土地基上或较差地基上，该端产生较大沉降而产生裂缝地基突变,一端沉降较大时,产生竖向裂缝。地震引起的裂缝冻胀引起的裂缝。第6章砌体结构事故处理6.2砌体裂缝的处理以下裂缝，应及时采取措施处理：（1）明显的受压、受弯等荷载裂缝；（2）缝宽超过1.5mm的变形裂缝；（3）缝长超过层高的1/2、缝宽大于20mm的竖向裂缝，或产生缝长超过层高1/3的多条竖向裂缝；（4）梁支座下的墙体产生明显的竖向裂缝；（5）门窗洞口或窗间墙产生明显的交叉裂缝、竖向裂缝或水平裂缝。第6章砌体结构事故处理6.2砌体裂缝的处理6.2.1裂缝处理的原则温度裂缝：一般不影响结构安全。经过观测，找出裂缝最宽的时间，采用封闭或局部修复的方法处理。沉降裂缝：基本稳定后，作修复或封闭堵塞处理；对长期不稳定的应先加固地基，再处理裂缝。荷载裂缝：危及结构安全的裂缝，应及时采取卸荷或加固补强等方法处理，并应立即采取应急防护措施。第6章砌体结构事故处理6.2.2填缝修补用于墙体外观维修和裂缝较浅的场合，主要用于温度裂缝和不影响结构稳定及安全的沉降裂缝。水泥砂浆填缝：将裂缝清理干净，用勾缝刀、抹子、刮刀等工具将1∶3的水泥砂浆或比砌筑砂浆高一级的水泥砂浆或掺有107胶的聚合物水泥砂浆填入砖缝内。配筋水泥砂浆填缝：每隔4～5皮砖在砖缝中嵌入细钢筋，然后按水泥砂浆填缝的修补工序进行。加筋填缝修补法第6章砌体结构事故处理6.2.3灌浆修补用压力设备把水泥浆液压入墙体的裂缝内，使裂缝粘合起来的修补方法。由于水泥浆液的强度远大于砌筑砖墙的砂浆强度，所以压力灌浆修补的砌体承载力可以恢复如初。★浆液组成：水灰比为0.7～1.0的纯水泥浆液；在水泥浆液中掺入适量的聚乙烯醇或水玻璃或107胶等悬浮剂的混合水泥浆液，其强度略有提高。配制方法：先将聚乙烯醇放入98℃的热水中，然后加热到100℃，直至完全溶解。最后按重量比水泥∶水溶液为1∶0.7的比例配制成混合浆液。第6章砌体结构事故处理6.2.3灌浆修补★灌浆设备：包括空气压缩机、压浆罐、输浆管道及灌浆嘴等。第6章砌体结构事故处理6.2.3灌浆修补★灌浆工艺：（1）清理裂缝，使其成为一条通缝。（2）埋设灌浆嘴，间距500mm，裂缝交叉点和裂缝端均布设。厚度大于360mm的墙体，两面设灌浆嘴。灌浆嘴用1∶2水泥砂浆固定。（3）用1∶2水泥砂浆嵌缝，形成一个可以灌浆的空间。（4）封闭层砂浆达到一定强度后，先在每个灌浆嘴中灌入适量的水，然后进行灌浆。当附近灌浆嘴溢出或进浆嘴不进浆时方可停止灌浆。灌浆压力0.2MPa左右。第6章砌体结构事故处理6.2.4局部更换将裂缝两侧的砖拆除，然后用M7.5或M10砂浆补砌。更换的顺序是自下而上，每次拆除4～5皮砖，经清洗后砌入新砖。第6章砌体结构事故处理6.3砖砌体的承载力和稳定性加固砖砌体承载力及稳定性加固方法，有扶壁柱法和钢筋网水泥法。砖柱的加固方法有增大截面法和外包角钢法。加固施工前应尽可能卸除外荷载。若卸除外荷有困难，应设置临时预应力支撑，以减小后加构件的应力滞后。6.3.1扶壁柱法加固砖墙扶壁柱法能提高砖墙的承载力和稳定性。根据使用材料的不同，扶壁柱法分砖扶壁柱和混凝土扶壁柱两种方法。第6章砌体结构事故处理6.3.1扶壁柱法加固★砖扶壁柱法工艺和构造扶壁柱与原砖墙的连接，可采用插筋法或挖镶法，以保证两者共同工作。具体工艺如下：（1）将新旧砌体接触面间的粉刷层剥去，并冲洗干净；（2）在砖墙的灰缝中打入b4或6的连接插筋；或用电钻钻孔，然后将插筋打入。插筋的水平间距应小于120mm，竖向间距以240～300mm为宜；（3）在开口边绑扎b3的封口筋；（4）用M5～M10的混合砂浆，MU7.5级以上的砖砌筑扶壁柱。砌至楼板底或梁底时，应采用硬木顶撑，或用膨胀水泥砂浆砌筑最后5皮砖，以保证补强砌体有效地发挥作用。第6章砌体结构事故处理6.3.1扶壁柱法加固★承载力计算N（fA＋0.9f1A1）N——荷载设计值产生的轴力；——高厚比和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数。f、f、f1—分别为原砖墙和新砌扶壁柱的抗压设计强度；A、A1——分别为原砖墙和新砌扶壁柱的截面面积。在验算加固砖墙的高厚比以及正常使用极限状态时，不必考虑后砌扶壁柱的应力滞后。第6章砌体结构事故处理6.3.1扶壁柱法加固U形箍筋的竖向间距不应大于240mm，纵筋直径不宜小于12mm。C15～C20级混凝土浇筑，截面宽度不宜小于250mm，厚度不宜小于70mm。开口箍应插入原墙砖缝内，深度不小于120mm，闭口箍在穿过墙体后再行弯折。当插入箍筋有困难时，可先用电钻钻孔，再将箍筋插入。纵筋的直径不得小于8mm。★混凝土扶壁柱构造和工艺构造：第6章砌体结构事故处理6.3.1扶壁柱法加固轴心受压时：NconA＋（cAc＋s）偏心受压时：NA’＋（c＋s）－sAs或NenSs＋cSc，s＋s（h0－）★混凝土扶壁柱承载力syAfcAsyAfsyAfa★事故概况四层办公楼，建于50年代。在80年代加建两层，投入使用后，底层内横墙发现多条贯穿4皮砖的竖向裂缝，情况紧急，需立即进行加固。★事故原因仅凭外观就认为砖质量很好，盲目作出加层决定。事故发生后，经实测发现砌筑砂浆为石灰粘土，强度很低，约相当于M0.4。计算表明加建二层后，一层部分砌体已达极限强度的85%。★加固方法采用两侧加砖扶壁柱的方法加固一、二层横墙。原墙上打入间距为240的b4连接筋。采用MU10砖，M10混合砂浆，楼板下最后5皮砖用膨胀砂浆砌筑。由于底层墙体荷载接近极限荷载，所以施工前进行卸载，并用预应力顶撑支托楼板，进一步减小墙体应力，然后用压力灌浆法修补裂缝。扶壁柱加固实例第6章砌体结构事故处理6.3.2钢丝网水泥砂浆加固砖墙把需加固的砖墙表面除去粉刷层后，两面附设4～8的钢筋网片，然后喷射砂浆（或细石混凝土）。可以较大幅度地提高砖墙的承载力、抗侧移刚度以及墙体延性。常用于下列情况的加固：（1）施工质量差，使砖墙承载力普遍达不到设计要求。（2）窗间墙等局部墙体达不到设计要求。（3）因房屋加层或超载而引起砖墙承载力的不足。（4）因火灾或地震而使整片墙承载力或刚度不足等。★加固方法和适用范围第6章砌体结构事故处理6.3.2钢丝网水泥砂浆加固砖墙不宜采用钢筋网水泥砂浆法进行加固的情况：（1）孔径大于15mm的空心砖墙及240mm厚的空斗砖墙。（2）砌筑砂浆标号小于M0.4的墙体。（3）因墙体严重酥碱，或油污不易消除，不能保证抹面砂浆粘结质量的墙体。★加固方法和适用范围第6章砌体结构事故处理6.3.2钢丝网水泥砂浆加固砖墙★正截面受压承载力计算经钢筋网水泥法加固的墙体（夹板墙）成为组合砌体，正截面受压承载力计算可按式5.2~5.5进行。★构造要求（1）水泥砂浆面层加固时，厚度为20～30mm；钢筋网水泥砂浆面层加固时，厚度宜为30～45mm；当面层厚度大于45mm时，采用细石混凝土；钢筋保护层厚度不应小于10mm。（2）钢筋网的钢筋直径为4～8，网格宜为方格，间距为150mm~500mm。（3）水泥砂浆强度为M7.5～M15；混凝土强度采用C15或C20。（4）钢筋网用4～8穿墙S形筋与墙体固定。间距取1.0m。单面加固的墙体，钢筋网用4的U形钢筋钉入墙内代替S筋与墙体固定。必要时在中间还可以增设4的U形筋或用铁钉钉入墙体砖缝内。（5）横向钢筋遇到洞口时，沿洞边弯成900的直钩加以锚固。第6章砌体结构事故处理6.3.3砖柱加固构造要求：（1）双面加固应采用连通的箍筋；单面加固应在原砖柱上打入射钉或膨胀螺栓等，以加强之间的结合。。（2）原柱的角砖每隔5皮打掉一块，使新混凝土与原柱很好地咬合。（3）混凝土的强度等级C15或C20，受力钢筋距砖柱不应小于50mm，受压钢筋的直径不小于8mm，配筋率不小于0.2%。★侧面增加混凝土加固构造：第6章砌体结构事故处理6.3.3砖柱加固用于轴心受压或小偏心受压砖柱。外包层的混凝土与侧面增加混凝土的要求相同。当外包层较薄时，也可用砂浆。砂浆强度等级不得低于M7.5。外包层内应设置φ4～φ6mm的封闭箍筋，间距不超过150mm。★四周外包混凝土加固承载力计算：≤NAyefNyvn)21(100211≤第6章砌体结构事故处理6.3.3砖柱加固做法：用水泥砂浆将角钢粘贴于砖柱的四周，并用卡具卡紧，随即用缀板将角钢连成整体，去掉卡具后，粉刷水泥砂浆加以保护。★外包角钢加固砖柱≤第6章砌体结构事故处理6.3.3砖柱加固承载力计算：★外包角钢加固砖柱≤NavaaconNAffA)(偏心受压时：≤NavaaaaNAAfAf≤轴心受压时：式中Nav缀板和角钢对砖柱的约束，使砖砌体强度提高而增大的承载力：Nav＝2Ayefavavn)21(1001第6章砌体结构事故处理6.3.4窗间墙、砖过梁加固做法如图：★外包钢加固窗间墙当墙的宽厚比大于25时，在中部两边竖向各增设一根扁铁，并用螺栓拉结。加固结束后，抹以砂浆保护层。第6章砌体结构事故处理6.3.4窗间墙、砖过梁加固做法1：跨度小于1m，且开裂不严重时，将过梁的3～5皮砖缝凿深约4cm，延伸入两侧窗间墙的长度不小于300mm，然后嵌入钢筋，用M10级水泥砂浆捻缝。★窗过梁加固做法2：过梁下边缘两侧剔缝后嵌入角钢，并用水泥砂浆粉刷。做法3：跨度较大，且裂缝又严重时，将砖过梁拆换成钢筋混凝土过梁。施工时，应注意采取必要的安全措施。构造：