高延性纤维混凝土加固砌体施工技术

杨培娜　吴晓东　马维纬

摘要：始建于上世纪80年代的唐华宾馆为曲江标志性仿古建筑之一，为保持原有建筑风貌，项目采用高延性纤维混凝土对现有建筑承重砌体墙面层进行加固，此法改善了原有砌体结构容易开裂、整体性能差的缺陷，为砖混结构仿古建筑砌体墙加固、改造提供了借鉴。

关键词：纤维混凝土;砌体;加固;延性;施工工艺

引言

高延性纤维混凝土是近年来出现的一种新型生态建筑产品，它是以水泥、石英砂等为基体的纤维增强复合材料。与普通混凝土相比具有以下显著特点[1]：1）拉伸或剪切作用下具有较强的延展性，拉伸性能可达普通混凝土的50-200倍（如图1），可弥补普通混凝土抗裂性差的缺陷;2）具有抗坍塌能力和高损伤容限，地震或震动损伤后残余裂缝宽度较小，降低震后加固费用;3）具有较高的耐久性，可有效延长构件使用寿命。基于以上优势，高延性纤维混凝土被广泛用于剪力墙连梁、底部塑性铰区、转换大梁、梁柱节点等结构关键部位[2]，并在混凝土剪力墙、梁的加固[3]甚至古墓壁画的整体搬迁中发挥其特有优势。

1 工程概况

唐华宾馆位于西安市雁引路40号，宾馆始建于上世纪80年代，为雁塔区标志性仿古建筑之一。宾馆内原有建筑为2～4层，改造区域分为A、B、C、D、E、F、G共7个大区，其中B～F区为砖混结构，A、G区为框架填充墙结构。依据鉴定标准，鉴定检测确定其后续使用年限确定为40年。为保持建筑原有风貌，宾馆各分区室内外墙体加固全部采用高延性混凝土面层加固法进行，以达到提高砌体结构的整体性、承载能力和变形能力的目的。

2 工艺特点

高延性纤维混凝土面层加固砌体的施工工艺除方法简单，便于操作外，还具有以下显著特点：

对原结构破坏小，不需要钻孔打洞绑扎钢筋网片，底层内墙不需要开挖基槽，节省材料、人工。

加固工序少，构造措施简单，抹面可一次完成，施工质量易保证，施工工期比传统加固工期可压缩1/3。

材料用量少、重量轻，对原建筑荷载增加不大或有减少，兼顾了施工工程的安全性与经济性。

单面加固，建筑外立面可保持原风貌。

高延性混凝土砖墙粘结强度高，可显著提高砌体墙的开裂荷载和开裂以后的后继承载力、竖向承载力和耐损伤能力，并能有效约束砖墙，改善砌体墙的脆性特征，有效提高砖墙的变形性能。

该加固工艺适用于原有砌体、砖混结构墙体加固、砌体抗震加固、填充墙砌体的抗裂、抗剪加固以及需保持建筑外立面原风貌的墙体内侧单面加固等诸多加固类型。

3 施工工艺

3.1 工艺流程

基层处理→剔凿抗剪键→润湿墙体→冲筋或制作灰饼→拌制纤维混凝土→底层混凝土加固→纤维混凝土罩面→面层养护

3.2 施工操作要点

3.2.1 基层处理

铲除需加固墙体的原装饰抹灰层，清除墙面残灰、松散砖块，采用整砖或半砖局部替换，原墙面拆除线槽留下的孔洞，采用高延性混凝土填充。

3.2.2 线管预埋

由于高延性混凝土施工完成后严禁墙面开槽，因此，需提前确认线管、线盒位置、数量无误后，于下道工序施工前完成开槽预埋线管、线盒等工作。

3.2.3 设置抗剪键

抗剪键是凿除原墙面砌体结构并嵌入墙体不小于30×30×30mm的方洞。当高延性混凝土面层加固厚度超过15mm，应提前在墙体上剔凿抗剪键，使高延性混凝土与墙体粘结更牢固。将需设置抗剪键的墙面标记清楚，相邻抗剪键间距不大于600mm，呈梅花状分布（如图2），嵌入部位应位于整块砖上，其数量、尺寸均要满足要求。

3.2.4 浇水湿润

高延性混凝土施工前一天应将需施工的墙面进行浇水湿润，砌体

洇水厚度不应小于2cm，并保证高延性混凝土施工前基层的湿润。浇水的同时应将抗剪键洞内的碎屑冲洗干净。

3.2.5 冲筋或制作灰饼

测量需加固墙体平整度、房间方正度，最终确定每道墙体的灰餅厚度，注意单面加固、双面加固抹面厚度在墙体上的最小厚度均不应小于设计值。灰饼的密度适当加密，横竖向间距均不得大于500mm，距墙角不得大于300mm，距地面和顶板不得大于300mm。

3.2.6 拌制高延性混凝土

高延性混凝土拌制时首先加入50%的水和50%的母料并搅拌均匀，然后将所有纤维加入剩余50%水中，并用电动搅拌器打散，侵泡2分钟后将纤维和水同时加入到搅拌机中，然后在搅拌过程中加入剩余50%的母料，搅拌3-5分钟至纤维全部分散且为无结块后停止搅拌。

3.2.7 底层混凝土加固

先将已经剔凿好的抗剪键内填塞高延性混凝土，然后在砌体表面甩浆，底层高延性混凝土抹面，每一层涂抹厚度不得大于15mm。当墙体根部为柔性地面时应先挖槽涂抹至刚性地面或伸至地面下不小于200mm深。

3.2.8 纤维混凝土罩面

罩面高延性混凝土应在底层高延性混凝土初凝时进行施工，涂抹时应从上至下依灰饼厚度完成面层涂抹（如图3），涂抹时应消除压痕使墙面横平竖直。

3.2.9 面层养护

在施工完成后12h内，对施工完成的墙面进行洒水养护，养护时长不少于7天。

3.3 注意事项

3.3.1 原有粉刷层处理时不得破坏原有结构，作业过程中尽量使用小型电动冲击钻，以减小对墙体的扰动。遇有松动或过梁不牢靠情况应暂停作业，待采取可靠支撑措施后再进行施工。若墙体存在裂缝或孔洞等现象，应视其对结构的影响对其进行压力灌浆处理或替换修补。

3.3.2 试验表明[4]：纤维掺量对高延性纤维混凝土的抗弯性能影响明显，纤维掺量越大，其抗弯强度和弯曲任性越高，水胶比和砂胶比影响次之。工程中纤维混凝土的配合比应视实际需要而定，一般地，我们使用的纤维混凝土水胶比不低于0.29，砂胶比不超过0.36。本工程用于砌体加固的配合比为：母料：水：专用纤维=40：8.8：5。

3.3.3 加固砌体与非加固墙体接茬转角处应连续涂抹至非加固墙体上不小于120mm宽，并且在转角处压入孔径20mm的钢丝网片，不得在转角处留施工冷缝。

3.3.4 因纤维混凝土流动性较差，因此其大面墙体的表面平整度不宜控制，若建筑装饰面层对墙体平整度要求较高（4mm以内），则建议此表面进行砂浆面层处理。

3.4 与传统工艺的对比

砌体加固主要采用面层加固，传统的聚合物钢丝网片加固和高延性混凝土加固对墙体刚度提高程度相差不多，前者对整体质量提高较多，地震力相对提高较明显，但对于面层抗剪强度及墙体整体抗震综合系数提高有限，难以满足后续使用年限40年的要求，且在满足设计要求的前提下，加固墙体厚度增加，综合考虑各因素，决定采用面层厚度薄，自身抗剪强度高的高延性混凝土对原有砌体承重墙进行加固。

结语

唐华宾馆项目室内外墙体采用高延性混凝土面层加固法进行处理，不仅有效提高了墙体的承载力、弯剪性能和抗震性能，而且成型后观感效果良好，相比相同面积的钢筋网砂浆面层加固虽然其造价提高近18元，但其加固面层厚度小，可有效节省空间，值得在其他类似项目应用推广。

参考文献

[1]邓明科，高小军.ECC面层加固砖墙抗震性能试验研究[J].工程力学，2013，30（6）：168—174.

[2]梁兴文，郑雨，邓明科.塑性铰区用纤维增强混凝土剪力墙的变形性能研究[J].工程力学，2013，30（3）：256—262.

[3]徐世，王楠，尹世平.超高韧性水泥基复合材料加固钢筋混凝土梁弯曲控制试验研究[J].建筑结构学报.2011，32（9）：115—122.

[4]邓明科，孙宏哲，梁兴文，景武.斌延性纤维混凝土抗弯性能的试验研究[J].工业建筑.2014，44（5）：85—90.

本文由： 现代物业杂志社编辑部整理发布，如需转载，请注明来源。

现代物业杂志社

2019-07-14