【摘要】某磚混結構教學樓加層加固工程實例，在加層加固之前對原建筑進行現場檢測及計算分析，在此基礎上，以加層后結構新增荷載的情況和檢測所得結構主要承重構件的強度為依據，在確保該建筑結構的安全性作為最重要指標的前提下，對該教學樓進行了加固方案設計，提出對該磚混結構教學樓進行加層加固的方法與具體技術措施。本研究將工程現場實測、試驗、加固方案研究緊密結合，對類似工程有較強的參考價值。
　　【關鍵詞】磚混結構；檢測；加層；加固設計
　　1.工程概況
　　某工程(中學教學樓)始建于1989年，本為主體4層(兩側為3層)磚混結構，如圖1所示，1軸～5軸原為3層，與主體結構之間設置60mm寬的伸縮縫。在1998年校方將原兩側3層直接加層為4層，所有房間全部作為教室使用。該教學樓東西長74m，寬為11．3m，總建筑面積約3345m2；采用水泥砂漿砌筑毛石基礎，樓屋面板為混凝土預制空心板(兩側后加4層為現澆屋面)、不上人屋面。原設計基礎、梁、板、柱的混凝土強度均為C20；基礎墻身采用機制紅磚，用M7.5水泥砂漿砌筑；上部磚墻用M7.5混合砂漿砌筑。由于學校辦學規模的擴大，校方準備將原(兩側加層后)結構加至5層，仍作為教學使用。為確定該建筑物加層后的安全性狀態，對該建筑主控受力構件的承載能力進行檢測，并根據相關結構構件的檢測結果，對其加層后的結構整體進行設計驗算，提出加層后需對原結構加固處理的相關方案。
　　
　　2安全性檢測結果及分析
　　2．1基礎檢測
　　選取1-D、6-E兩拐角處的基礎，將其上部回填土開挖至基礎底面，根據現場勘測，結合原基礎施工圖及地質勘查報告，檢測結果表明：該教學樓基礎為墻下條形毛石基礎，基礎寬度1．6m～1．9m，基礎埋深在1．5m左右，表層為30cm混凝土磚石墊層，其下為粉質黏土，平均厚度1．69m，由此可見該教學樓基礎坐落在1層粉質黏土上，該土層的層底坡度小于1．2％，滿足規范要求，為均勻地基。
　　2．2墻體的檢測
　　2．2．1外觀檢測
　　從外觀觀察，原4層中部房間的圈梁與墻體間存在較為明顯的裂縫，并有滲水現象。通過裂縫顯微鏡觀測，其最大裂縫寬度為0．18mm。經分析該裂縫主要是由于溫度變化導致材料之間的不均勻收縮引起的。
　　2．2．2水泥砂漿強度檢測
　　采用筒壓法對墻體水泥砂漿的強度進行了檢測，每層隨機抽取2個測區，每個測區取三組試樣。檢測結果表明：本教學樓墻體砌筑砂漿的強度等級總體可推定為M1O；而在原設計中該教學樓的上部墻體砌筑砂漿強度等級為M5，說明該教學樓的實際砌筑砂漿強度較好，能較好地滿足原設計要求，最終按照原設計強度將該教學樓墻體砌筑砂漿強度等級評定為M5。
　　2．2．3砌體(燒結磚)抗壓強度檢測
　　采用磚強度直接取樣法對此教學樓的磚砌體的抗壓強度進行了檢測。所取磚樣抗壓強度試驗結果表明，本教學樓承重墻燒結磚的抗壓強度平均值為13.8MPa，抗壓強度標準值為6.8MPa，根據《燒結普通磚強度等級劃分規定》，可得出此建筑的砌塊(燒結磚)抗壓強度等級總體推定為MU1O。與原設計該教學樓的磚砌塊強度等級相同，因此該教學樓的磚砌體強度等級綜合評定為MU1O。
　　2.3鋼筋混凝土粱的檢測
　　2.3.1外觀檢測
　　從外觀觀測，3層兩側所有承重大梁均存在較為明顯的裂縫，裂縫出現的位置大都集中在梁的跨中部位，部分梁在跨中存在上下貫通裂縫，從梁截面底端一直延伸至頂端；通過裂縫顯微鏡觀測，其最大裂縫寬度為0.3mm。3層兩側承重大梁中部裂縫主要是由于兩側加層后荷載變化導致結構的裂縫寬度增加。
　　2．3．2碳化深度檢測
　　在混凝土表面鑿孔、向孔內噴灑1％的酚酞溶液，已碳化的混凝土不變色，未碳化的混凝土變為紅色，用游標卡尺測量已碳化與未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距離，即為混凝土的碳化深度值；根據現場情況，隨機抽取測點對每層的混凝土構件碳化深度進行檢測，檢測結果發現該樓的混凝土碳化較為嚴重，每層抽取的3個～5個點(兩側后加層部分除外)其碳化深度均大于45mm，屬于中重度碳化。
　　2．3．3混凝土抗壓強度檢測
　　對于構件混凝土抗壓強度的測試，根據結構構件的重要性及現場操作的可能性，對屋面混凝土主控構件主要采用回彈法，用鉆芯法(修正量法)進行修正，并用超聲一回彈綜合法進行驗證；對樓面梁、構造柱、圈梁等構件混凝土抗壓強度主要采用回彈法、超聲一回彈綜合法進行檢測。對每層檢測構件的數量，按照《建筑結構檢測技術標準》(GB／T50344-2004)最小樣本容量數確定。根據現場檢測數據綜合分析判定：1層～4層主梁、圈梁、1層～2層挑梁修正后的混凝土強度推定值均大于20MPa，3層～4層挑梁修正后的混凝土強度推定值為15MPa，原設計該樓上部結構所有構件混凝土強度等級均為C20，因此1層～4層主梁、圈梁、1層～2層挑梁混凝土強度等級可綜合推定為C20，3層～4層挑梁混凝土強度等級可綜合推定為C15。
　　2.3.4梁的配筋情況檢測
　　本工程檢測中采用PS200型系統鋼筋探測儀對部分主要承重梁的鋼筋分布情況進行了檢測。根據掃描結果分析判定：該建筑物的承重主梁、挑梁及封口梁的主筋和箍筋的配置與原圖基本吻合。
　　3加固范圍的確定及加固設計方案的確定
　　3.1加固范圍的確定
　　加層設計要求在原有的標準層基礎上再增加一層，首先依據現場實測分析的數據，驗算加層后的地基基礎、墻體結構、混凝土構件等能否滿足承載力和正常使用極限狀態的要求，根據其驗算結果來確定加層加固構件的范圍。
　　3.1.1基礎驗算復核及分析
　　按照選定的組合系數，對上部恒荷載和活荷載進行組合，計算出傳至基礎上部的荷載值，選用其每一種不同截面尺寸和配筋的基礎上部荷載的最大值對該地基基礎的承載能力進行驗算。由于原設計(89規范)時采用的地基承載能力標準值，在驗算過程中將原標準值轉化為地基承載能力特征值計算，計算結果表明有兩道橫墻的基礎寬度滿足不了加層后的設計要求，其寬度相差200mm。但考慮到該建筑建成已有一定年代，且地基土層分布比較均勻，下部土體無軟弱下臥層，地基土受壓固結，其承載能力會有所提高，根據該地區的相關經驗并取其地基原狀土進行實驗室試驗，可推定其地基承載能力較原設計提高15％左右。據此，進行重建筑與結構設計l新驗算，原設計基礎能完全滿足加層后的承載能力要求。

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