圖1 墻體倒塌

近年來地震災害頻繁不斷, 致使人類生命財產受到了巨大威脅。5·12汶川特大地震短短的幾分鐘, 就奪走了數萬人的生命, 給我國帶來了巨大的損失。在此次大地震中, 由于砌體結構本身的抗震性能不足, 出現垮塌現象 (如圖1) , 致使造成的二次傷害遠遠超過地震本身的傷害。因此, 加強砌體結構抗震性能尤為重要。

一、通過近年的地震資料總結, 發現砌體結構有以下缺點:

(1) 結構的整體性不足。砌體由于是砂漿粘結而成的, 砂漿的粘結力差, 造成砌塊之間的粘結力不足。

(2) 用料過多, 性價比不高。由于砌體是由砂漿和砌塊組成, 砌塊和砂漿的力學性能不高, 致使用料增多, 橫截面積偏大, 降低其性價比。

(3) 抗震性能差。砌體結構的整體性不強, 抗彎、抗拉、抗剪性能都較差, 延展性不足, 在地震中容易出現倒塌現象。所以, 應該采取適當的砌體加固技術對其進行加固, 減少倒塌, 較大可能保護人民的生命財產安全。

二、抗震加固技術

1.粘碳纖維布加固技術

隨著近年的科技發展, 建筑行業引入了纖維材料。由于碳纖維突出的力學性能, 碳纖維也用于砌體結構的加固。碳纖維布本身密度小, 強度高等優良, 使得粘碳纖維布加固技術優于其他鋼筋混凝土加固方法。

圖2 加固后的墻體

2.粘貼鋼板加固技術

粘鋼加固法是利用建筑結構膠將鋼板與待加固的砌體粘結組合在一起, 形成一個新的擁有良好協同受力的組合體, 從而達到加固和增強砌體結構整體性及抗震性能的目的。粘鋼加固法是近年來新發展的一種加固方法, 比起傳統加固法, 具有施工簡單、周期較短、密度大、所占面積小, 且可以通過設計構造來確定加固位置及范圍的優勢。

粘鋼加固法屬于二次受力形式加固法, 由于鋼板本身較薄, 待加固墻體較厚, 經過該方法加固后的墻體具有不太明顯的二次受力特性, 因此該方法明顯優于其他的二次受力形式的加固方法。

圖3 粘鋼技術

2.1粘貼鋼板加固法施工工藝

(1) 制作鋼板

按構造要求, 根據砌體構件的實際大小對鋼板進行下料、成型、打孔。

(2) 處理粘貼面

主要是處理鋼板和待加固構件的接觸面。先將接觸面上的污垢處理干凈, 再將砌體構件表面打磨至完全裸露, 并將生銹鋼板打磨至出現金屬光澤。

(3) 制作膠粘劑、刷膠

一般的結構膠分為A、B兩組, 將兩組膠分別倒入不同的干凈容器內, 用適當的方法將其攪拌至顏色均勻即可。用抹刀將配制好的膠體涂均勻抹至接觸面上, 厚度控制在1 mm~3 mm, 然后固定鋼板至待加固位置。

(4) 錨固鋼板

鋼板粘貼于加固位置后, 應立即進行錨固。同一孔的打孔、注膠應與錨固同時進行。打孔應從中間向兩端逐步對稱進行。

(5) 固化檢驗

在錨固鋼板24 h后, 檢驗粘貼鋼板的固化效果, 如若不合格, 應剝下重新粘貼或采取相應的措施進行修補。

(6) 防腐處理

一般情況下, 使用刷防銹漆、噴防火涂料的方法進行保護。

3.鋼筋網砂漿加固技術

鋼筋網砂漿加固, 是一種先將鋼筋編制成網狀, 再與加固要用的砂漿結合使用的一種增加整體性能的加固方式。其具體步驟如下:

(1) 清理粉刷層, 使墻面干凈;

(2) 設置錨筋;

(3) 均勻刷水泥砂漿結合層;

(4) 鋼筋編制成網狀 (如圖4) ;

(5) 噴射水泥砂漿。這種加固的方式使得墻體橫截面增大, 有效面減少, 但是不能使加固的墻體強度增加, 所以這種方式并不推薦使用。

圖4 鋼筋網

4.鋼筋混凝土板墻加固技術

這種技術是在原有的砌體墻上組合使用鋼筋混凝土, 讓其成為一個新的組合墻體, 這種新墻體的力學性能較鋼筋網砂漿加固技術有大幅提高, 是一種有效且實用的加固方法。鋼筋混凝土板加固技術加固方式簡單, 施工容易, 性價比較高, 便于推廣。但由于這種技術需要在潮濕的環境下進行, 所以加固周期長, 對于建筑物的正常使用會帶來很大的不便, 同時因為增加了鋼筋混凝土, 使得重量變化大, 易改變結構受力特性。

5.高強鋼絞線-聚合物砂漿加固技術

這種技術類似于鋼筋網砂漿加固技術, 不過使用的材料更為優良。這種加固方法是將高強鋼絞線網片設置在滲透性優越的聚合物砂漿上, 與原本的砌體結構結合成一個新的組合體, 共同承擔外界力作用下的剪切力。

其施工方法如下:

(1) 清理墻體 (如圖5) ;

(2) 固定高強鋼絞線并預緊;

(3) 噴涂粘結劑;

 (4) 噴射聚合物砂漿施工。目前這種技術已經用于大型建筑物加固中, 但由于這種施工方法復雜, 要求較高, 造價昂貴, 后期不易保養, 所以不易推廣使用。

圖5 清理墻體

砌體結構加固幾種方法均可以增強結構的整體性, 提高抗震性能, 保護結構在地震中不被破壞, 同時也保護人民生命財產安全。雖然現在加固技術有自身的一些不足, 但是隨著科學技術的發展, 新型材料的出現, 終會解決砌體結構自身的不足問題。

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