本發明涉及建筑工程領域，尤其涉及舊樓加固的技術領域。

背景技術：

經歷汶川大地震的災難，建筑結構業界終于清醒地認識到：過低設計標準乃是“潛伏”在建筑物全壽命周期中的“基因缺陷”，大批建筑“未老先衰”，源于結構設計與耐久性設計標準過低，由于歷史的原因和受經濟發展的制約，我國廣大農村和部分城市中小學校舍建筑標準過低，建筑質量不高，綜合防災能力差，存在著較大的安全隱患。據初步統計我國目前仍有約1.2億平方米的校舍需要加固，這些校舍多為預制多孔板磚混結構甚至為空斗墻結構，且建設年代較早，使用年限較長，大部分達不到抗震設防要求；這些校舍還因建設年代不同，建筑質量差異很大，需要根據排查鑒定結果確定加固方案。對大量的預制多孔板磚混結構房屋的傳統加固方法一般都采用在原墻體結構內加置構造柱與圈梁的方法，但都建立在對原墻體進行全長開槽的開膛破肚式基礎上進行，即對原結構實施動筋拆骨的加固方式，加固過程會破壞原墻體的整體性并產生內力重分布現象，從而降低墻體的原有承載力，而對多孔樓板幾無加固措施，因此，達不到理想的加固效果。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種預制多孔板磚混合結構的校舍體外加固加強方法，技術先進，工藝簡單，結構安全可靠度高，施工無噪音，施工安全性好、工期短，不影響正常開學時間，社會效益明顯。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種預制多孔板磚混合結構的校舍體外加固加強方法，包括以下步驟：

（1）在校舍體外進行格構式構造肢柱施工及獨立磚柱加固；

（2）對校舍的墻體進行垂直加強帶鋼筋綁扎和水平加強帶鋼筋綁扎；

（3）在預制多孔樓板的板端安裝鋼支托并對預制樓板的結構開裂進行處理；

（4）對懸挑梁和臺口梁進行植筋以加大截面；

（5）對簡支大梁進行碳纖維布加固施工并修補墻面裂縫；

（6）在門窗洞口進行鋼筋綁扎加固；

（7）對墻體進行雙面鋼筋網水泥砂漿夾板加固處理；

（8）對墻體進行滲漏處理；

（9）對開裂的預制樓板面層進行修補；

（10）對屋面進行防水處理。

在采用上述技術方案的同時，本發明還可以采用或者組合采用以下進一步的技術方案：

步驟（1）具體做法是：首先在校舍的梁底處定位確定體外雙側柱各側面上350×200斷面尺寸，將6根φ14縱向鋼筋用植筋方法植入雙側柱的基礎內并綁扎φ6@150箍筋，然后沿構造柱縱向的墻體方向每隔620毫米對墻體取250×180的穿透洞，并通過該洞綁扎4φ12和φ6@100鋼筋將兩側體外構造肢柱連接，形成格構式構造肢柱鋼筋骨架，再分段支模澆筑；獨立磚柱加固是在原磚柱外四周設置8φ14豎向鋼筋并植入基礎，再綁扎φ8@200箍筋，按磚柱各邊加厚100mm支模分段澆筑混凝土。

步驟（2）的具體做法是：在校舍縱橫墻交接處的四角設置至少7φ12的豎向配筋，并在橫向鋪設φ6@200分布筋，豎筋上下貫通，墻內外兩側通過φ6@400拉結筋將豎向筋連結；在與多孔樓板相交的所有縱橫墻立面，以多孔板截面中性軸為中心線，在其上、下各0.6米范圍墻的雙面豎直設置間距約為500MM的豎向φ12鋼筋，橫墻擱置多孔板時，應將該鋼筋穿過板縫向上、下延伸，分布鋼筋取φ6@200，豎向鋼筋須與橫向分布筋在交叉處隔跨點焊。

所述步驟（3）的施工方法是：采用100×8的角鋼襯支于多孔板的端部，同時采用100×100×8的三角鋼板作為加肋板焊置在角鋼內，形成鋼支托，襯貼于墻體與多孔板的交接處，選用M14@400的化學螺栓予以固定，最后除銹便于水泥砂漿粉刷；并對開裂處進行處理。

所述步驟（4）的施工方法是：（1）準備：檢測被植混凝土表面是否完好，用鋼筋探測核對標記植筋部位；（2）鉆孔：根據植筋的直徑選擇相應的孔徑和孔深進行鉆孔，對未達到設計孔深而碰到結構的，另行在附近選孔位，原孔位以不低于混凝土強度無收水泥砂漿填實；（3）清孔：采用壓縮空氣清孔，用金屬毛刷刷三遍，吹三遍，確保孔壁無塵；（4）注膠：將注膠管插入孔的底部開始注膠，逐步往外移動，直至注滿孔深40%；（5）植入：經清潔除銹后的鋼筋插入膠體內，植入后膠體如低于孔口的應進行補膠；（6）在規定的固化時間內禁止擾動鋼筋；（7）植筋外露段應有足夠長度，與拼接鋼筋焊接時，當焊接點距離筋根部小于15d時，植筋根部應采用濕潤的紗布進行包裹，以防焊接高溫損傷膠體；（8）采用上八仰口法支設模板，實施先澆后修的方法，確保混凝土澆筑后的斷面符合要求舊構件與新澆筑混凝土的結合面需沖洗干凈，澆筑前充分濕潤；對混凝土材料的舊構件的結合面進行鑿毛。（9）新澆筑混凝土梁鋼筋保護層厚度為30mm，板筋保護層厚度為20mm。

所述步驟（6）的施工方法是：在門窗洞口周邊的兩角縱向設置2φ10鋼筋，與角筋垂直方向綁扎三邊φ6@200的箍筋，開口箍伸入墻內長度不小于500mm，每個角點至少綁扎長度不小于1000mm的3φ6@50放射鋼筋，此外加分布筋φ6@200。門窗間短墻須采用6φ6縱筋、環箍式閉合箍筋外包綁扎，并在墻的厚度方向鉆孔布置拉結鋼筋。

所述步驟（7）的施工方法是：（1）鏟除被加固墻體表面的抹灰層，并清洗干凈，灑水濕潤，并刷素水泥漿一道；（2）安裝鋼筋網；(3)抹灰泥砂漿；(4)養護。

所述步驟（8）的施工方法是：檢查滲漏部位，若外墻涂料和面磚有空鼓、凸起等現象，對涂料和面磚進行更換、開裂預制樓板修補修補；剝落內墻原粉刷層，再用25mm厚的防水砂漿粉刷。

所述步驟（9）的施工方法是：（1）鑿除板面的原水泥面層及細石混凝土層，；（2）除去浮渣塵土，澆水濕潤，再澆注45厚C25細石混凝土層，配筋4@150；（3）后澆筑層采用平板振動器振搗到出漿，或用輥筒滾出漿；（4）澆注的板表面抹光，不再另做面層。

所述步驟（10）的施工方法是：對于預制板平屋面：先拆除屋面架空層及其他找平層，再重新搭建屋面；對于瓦屋面，更換為小青瓦屋面，并進一步加固。

本發明的有益效果是：本發明的工法基于格構式肢柱的受力分析、墻梁結構在砌體中的應力分布狀態以及地震災害下預應力多孔樓板在支座處所產生位移的破壞特點等力學原理，應對于預制多孔板磚混結構舊校舍實施體外的加強加固，適用于所有預制多孔板樓面磚混結構舊房加固改造工程施工。

本發明增設扶壁格構式鋼筋混凝土構造柱和鋼筋水泥砂漿豎直加強帶等體外加固措施來增強原砌體在豎向的剛度和整體性；安裝鋼支托加長預制多孔板的擱置長度、墻體增設鋼筋水泥砂漿水平加強帶等體外加固措施來增強原砌體在橫向的剛度和整體性；針對不同的墻體裂縫分別采用聚合砂漿填縫法、配筋填密縫法、灌漿修補法對原墻體補強；有選擇地采用截面加大法、碳纖維布加強法對懸空梁實施補強；以包筋漿法對門窗洞口、窗間墻進行整體加加固。

相對于現有的校舍改造工程來說，本發明的工法采用體外加固增設構造柱、水平加強帶、垂直加強帶、預制多孔板鋼托座加長以及采用梁外截面加大法對梁、板、墻等主要受力構件實施無傷加固，避免了加固過程對原墻體進行全長開槽、開膛破肚式的二次傷害，使整體結構得到加強，抗震設防能力顯著提高，從而達到加固目的；本工法工藝簡單、施工安全 、加固后的結構可靠性高；本工法加固校舍造價是新建造價的1/4，耐久年限可達50年，對在經濟和社會事業發展相對落后的地區以及對延緩校舍更新改造有要求的地區應用，其優勢十分明顯。本工法技術先進、工藝簡單、建筑垃圾少、工期短，一般在暑期就能完成，不影響正常的開學時間，經濟效益和社會效益非常著顯，推廣應用前景廣闊。

附圖說明

圖1是本發明中格構式構造肢柱施工及獨立磚柱加固的施工示意圖。

圖2是本發明中的墻體垂直加強帶鋼筋綁扎的施工示意圖。

圖3是本發明中的墻體水平加強帶鋼筋綁扎的施工示意圖。

圖4是本發明中安裝鋼支托的施工示意圖。

圖5是本發明中對預制樓板的結構開裂進行處理的施工示意圖。

圖6是本發明中墻面裂縫修補的施工示意圖。

圖7是本發明的步驟（6）的施工示意圖。

圖8是本發明的步驟（10）的分類施工表。

圖9是本發明所用到的設備和材料的明細表。

具體實施方式

參照附圖1-8。

本發明的施工方法具體如下：

（1）體外格構式構造肢柱施工及獨立磚柱加固: 格構式構造肢柱一般設置于簡支大梁所擱置的縱墻處，并與圈梁及墻體有可靠的連接，其做法是：首先在梁底處定位確定體外雙側柱各側350×200斷面尺寸，并將6φ14縱向鋼筋用植筋方法植入基礎內并綁扎φ6@150箍筋，縱筋的頂部遇有圈梁或大梁時，須通過圈梁或大梁底的植筋連接，重新在梁背植筋連接縱筋，然后沿構造柱縱向的墻體方向每隔620毫米對墻體取250×180的穿透洞，并通過該洞綁扎4φ12和φ6@100將兩側體外構造肢柱連接，如此形成格構式構造肢柱鋼筋骨架，再分段支模澆筑。獨立磚柱加固是在原磚柱外四周設置8φ14豎向鋼筋并植入基礎，再綁扎φ8@200箍筋，按磚柱各邊加厚100mm支模分段澆筑混凝土，詳見圖1。

（2）墻體垂直加強帶鋼筋綁扎:縱墻的垂直加強帶是設置于橫墻與縱墻相交處的縱向外墻，其作用于構造柱相同。由于簡支大梁與縱墻交接處已采用格構式構造肢柱加固，橫墻與縱墻相交處設置垂直加強帶后，就可保證縱向外墻在每一個開間處都得到加固。其做法：縱橫墻交接處四角按要求設置至少7φ12的豎向配筋，并在橫向鋪設φ6@200分布筋，豎筋應上下貫通，墻內外兩側通過φ6@400拉結筋將豎向筋連結，詳見圖2。

（3）墻體水平加強帶施工：水平加強帶是用來替代圈梁的作用，其施工方法是：在與多孔樓板相交的所有縱橫墻立面，以多孔板截面中性軸為中心線，在其上、下各0.6米范圍墻的雙面豎直設置間距約為500MM的豎向φ12鋼筋，橫墻擱置多孔板時，應將該鋼筋穿過板縫向上、下延伸，分布鋼筋取φ6@200，豎向鋼筋須與橫向分布筋在交叉處隔跨點焊，詳見圖3。

（4）預制多孔樓板板端鋼支托安裝：多孔板端部擱置長度不足是造成抗震性能降低的主要因素。本工法采用了100×8的角鋼襯支于多孔板端部，為增強角鋼的剛度，用—100×100×8的三角鋼板作為加肋板，以間距400垂直該角鋼的截面焊置于其內，做成鋼支托，襯貼于墻體與多孔板的交接處，選用M14@400的對化學螺栓予以固定，最后除銹便于水泥砂漿粉刷。開裂預制樓板面處理。詳見圖4。（5）預制樓板結構開裂處理：樓、屋面多孔板在加固過程中應進行全面檢查對發現存在混凝土疏松，板底漏筋、裂縫等情況應現場確認，可采用修補后碳纖維加固或替換。樓、屋面多孔板及現澆板板面存在明顯裂縫時，必須鑿除面層至本底結構，如發現結構裂縫須現場確認。對混凝板實體結構加固時首先應在板底板面用快干膏將裂縫外封閉，再用專用注將筒向縫內注入灌漿樹脂填滿縫隙止（注意不得使漿液流入多孔板的孔內），然后采用—100@400碳纖維布縱橫粘貼于已清理潔凈的板底。詳見圖5。

（6）懸挑梁和臺口梁植筋加大截面：

①準備：檢測被植混凝土表面是否完好，鋼筋探測核對標記植筋部位。

②鉆孔：根據植筋的直徑選擇相應的孔徑和孔深進行孔，在未達到設計孔深而碰到結構的，不可打斷或破壞主筋，應另行在附近選孔位，原孔位以不低于混凝土強度無收水泥砂漿填實。

③清孔：采用壓縮空氣清孔，用金屬毛刷刷三遍，吹三遍，確保孔壁無塵。

④注膠：將注膠管插入孔的底部開始注膠，逐步往外移動，一般注滿孔深的40%。

⑤植入：經清潔除銹后的鋼筋插入膠體內，植入后膠體如低于孔口的應進行補膠。⑥在規定的固化時間內禁止擾動鋼筋。

⑦植筋外露段應有足夠長度，與拼接鋼筋焊接時，當焊接點距離筋根部小于15d時，植筋根部應采用濕潤的紗布進行包裹，以防焊接高溫損傷膠體。

⑧支模須根據加固梁的特點，采用上八仰口法支設模板，實施先澆后修的方法，確保混凝土澆筑后的斷面符合要求，舊構件與新澆筑混凝土的結合面需沖洗干凈，澆筑前充分濕潤；如舊構件為混凝土，則結合面需充分鑿毛。

⑨新澆筑混凝土梁鋼筋保護層厚度為30mm，板筋保護層厚度為20mm。

（7）簡支大梁碳纖維布加固：

①施工宜在環境溫度為5攝氏度以上的條件進行，否則應采用低溫固化型的配套膠或采取升溫措施。

②碳纖維片材應遠離電氣和電源;施工過程應避免碳纖維片材彎折。

③配套膠應密封萬用儲存，遠離為源，避免陽光直接照射。膠粘劑的配置各使用現場應保持通風良好。

④粘貼纖維布前，應采取一定的措施對被加固構件進行卸荷處理。

⑤采用本方法加固時，根據檢測結果確定的原梁的混凝土的強度等級不應低以C15，且混凝土表面正拉粘貼強度不得低于1.5MPa。

⑥基層處理時應清除被加固件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結構屋，并用修復材料將表面修復平整。對表面有裂縫的，須先對裂縫進行灌縫或封閉處理。被粘貼混凝土表面打磨平整、除去表層浮漿、油污等雜質，直至完全露出混凝土結構新面。轉角粘貼處要進行導角處理井打磨弧狀，圓弧半徑不小于25mm。混凝土表面應清理干凈并保持干燥。

⑦涂刷底屋樹脂時應按產品供應商提供的工藝規定配制底層樹脂。應用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。應在樹脂表面指觸于干燥后立即進行下一步工序施工。

⑧找平處理時應按產品供應商提供的工藝規定配制找平材料。對混凝土表面凹陷部位用找干材料填補平整，且不應有棱角。轉角應用長平材料修復為光滑的圓弧，半徑應不小于20mm。在找平材料表面指觸干燥后立即進行下一步工序施工。

⑨粘貼碳纖維片材時按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布。按產品供應商提供的工藝規定配制漫漬樹脂并均勻涂抹于所要求的部位。用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布；滾壓不得損傷碳纖維布。多粘貼重復上述步驟，應在纖維表面浸漬樹脂指觸干燥后立即下一層粘貼。在最后一屋碳纖維布的表面均勻抹浸樹脂。

⑩表面保護為保證護材料與碳纖維片間有可靠的粘貼，宜在碳纖維布其的表面涂抹樹脂后，待膠粘劑指觸面干時灑一層細砂。

（8）墻面裂縫修補:

①填縫密封修補法：墻體外觀維修和裂縫≤1.5mm時采用填縫密封修補的方法，常用材料有水泥砂漿、聚合水泥吵漿等。施工工序；先將裂縫清理干凈，勾縫刀、抹子、刮刀等工具將1：3的水泥砂漿或砌筑砂漿強度高一級的水泥砂漿或參有107膠的聚合水泥砂漿填入縫內。

②配筋填密封修補法：當裂縫＞1.5mm時，可采用配筋水泥配筋水泥砂漿的修補方法，即在與裂縫相交的灰縫中嵌入細鋼筋，然后再用水泥砂漿填縫。施工是在兩側每4~5皮磚剔鑿一道長約800~1000mm。深約30~40mm的磚縫，埋入一根端部彎直鉤的細鋼筋并嵌入磚墻豎縫，然后用強度等級為M10的水泥砂漿嵌填嚴實，詳見圖6。施工時應注意以下幾點：1.兩側不要剔同一條縫，最好隔兩皮磚；2.必須和處理好一面，并等砂漿有一定強度后再施工另一面；3.修補前剔開的磚縫要充分澆水濕潤，修補后必須澆水養護。

③灌漿修補法：對實砌墻體裂縫可采用灌漿修補法，當裂縫＜5mm時，可采用純水泥漿灌實，裂縫細小時可采用壓力灌漿；當裂縫≥5mm時，可采用1：2水泥砂漿漿灌實。

（9）門窗洞口鋼筋綁扎加固，門窗洞口周邊須在兩角縱向設置2φ10鋼筋，與角筋垂直方向綁扎三邊開口箍φ6@200，開口箍伸入墻內長度不小于500mm，每個角點至少綁扎長度不小于1000mm的3根φ6@50放射鋼筋，此外加分布筋φ6@200。門窗間短墻須采用6φ6縱筋、環箍式閉合箍筋外包綁扎，并在墻的厚度方向鉆孔布置拉結鋼筋。詳見圖7。

（10）墻體雙面鋼筋網水泥砂漿夾板加固：

A．鏟除被加固墻體表面的抹灰層，并清洗干凈。墻面鑿除不得猛砸狠打；抹灰前灑水濕潤，并刷素水泥漿一道。

B．鋼筋網安裝

①鋼筋的品種、性能應符合設計要求，質量符合國家標準規定的要求。

②掛網鋼筋應經冷閏調直除銹方可使用。

③鋼筋網拉結筋應利用砌體灰縫（或植入圈梁），并拉住網片節點。

④鋼筋網片部應有妥善錨固；穿越樓板時斷開，用粗鋼筋等強強度代換。

⑤鋼筋網片應有一定的保護層厚度，應置于加固砂漿層中間，與墻面凈距宜≥5mm，網外表保護層應≥10mm。

C．抹灰泥砂漿

①水泥砂漿宜在環境溫度為5℃以上時進行施工，冬期施工應采取防凍措施。

②砂漿應按配合比進行配制，現場應進行試配。

③抹灰施工前，砌體表面應澆水濕潤，待表面稍干后再行抹灰。

④抹面應用手工用力抹在砌體表面，填實原有灰縫空隙。

⑤砂漿面層宜分層抹壓，第一層厚約15mm，表面刮糙，初凝前抹第二層，第二層砂漿應將鋼筋網全部覆蓋，第三層抹至設計厚度，表面壓光。

⑥加固層不宜留置水平施工縫，每層墻面施工分區僅設垂直施工縫，且一、二層的施工縫錯開100mm。

⑦砂漿面層也可采用噴射法施工。

（4）養護

①單面墻體砂漿完畢后，既進行保濕養護。

②外墻面采取遮陽措施防止烈日暴曬。

③養護的水質需符合要求，澆水次數應保持砂漿處于濕潤狀態。

④當砂漿表面不便澆水時宜使用塑料覆蓋，并應保持塑料布內表面有凝結水。

⑤當日平均氣溫低于5℃時，不得澆水。

（11）墻體滲漏處理：對于嚴重滲漏的墻體，若未做其他加固處理，應先檢查滲漏部位，若外墻涂料和面磚有空鼓、凸起等現象，應對涂料和面磚進行更換、開裂預制樓板修補修補；內墻原粉刷層應剝落，再用25mm厚，砂漿比例為1：2.5防水砂漿粉刷。

（12）開裂預制樓板面層修補：

①鑿除板面的原水泥面層及細石混凝土層，輕敲細鑿，不得損壞原預制板。

②除去浮渣塵土，澆水濕潤，但不得積水，再澆注45厚C25細石混凝土層，配筋雙向4@150。

③后澆筑層采用平板振動器振搗到出漿，或用輥筒滾出漿。

④澆注的板表面隨既加以抹光，不再另做面層。

（13）屋面防水處理，詳見圖8。

①預制板平屋面：先拆除屋面架空層及其他找平層，細石混凝土屋等，至原預制板面，不損壞預制板。再分別根據需要，采用下列屋面一做法。

②小青瓦坡屋面檁條椽條等木構件如有嚴重腐蝕或損壞現象，需重新換掉。

（14）其他注意事項：

（1）本發明的工法中的圖示尺寸以毫米（mm）為單位，標高以米（m）單位。

（2）未盡事宜嚴格按國家現行規范和規程執行。

（3）經加固的校舍未經技術鑒定或設計許可，不得改變結構用途和使用環璄。

（4）加固后，應定期檢查構件的工作狀況，檢查次數具體為：前五年每年檢查不少于1次，以后每年檢查不少于兩次。如復檢結論認為建筑結構仍工作正常，則可繼續使用，否則應立即卸荷，停止使用，經重新加固后方可使用。

（5）施工過程中進一步檢查欄桿、女兒墻、雨篷等非結構構件的安全性，發現問題及時通知設計人員進行處理。

（6）屋面人字屋架在加固施工時應進行檢查，對發現構件腐蝕、斷裂脫落、無下旋桿等情況通知設計 人員現場確認是否需要更換或改造。

（7）樓、屋面多孔板在加固過程中應進行全面檢查對發現存在混凝土疏松，板底漏筋、裂縫等情況應通知設計人員現場確認，可采用修補后碳纖維加固或替換。

（8）樓、屋面多孔板及現澆板板面存在明顯裂縫時，必須鑿除面層至本底結構，如發現結構裂縫，應通知設計人員現場確認，另出加方案。

（15）材料質量控制

①混凝土強度等級采用C25，由于加固截面小，應采用灌漿澆筑。

②體加固砂漿采用普通水泥砂漿，強度M10，采用中砂或粗砂，細度模數宜大于2.5。

③鋼筋：級為HRB335，為HPB235。

④材料：Q235及HPB235采用E40XX型焊條，HRB335采用50XX型焊條。

⑤除注明用植筋外，其他錨栓應符合《碳素結構鋼》GB/T700-88規定Q235鋼制作。

⑥植筋膠必須采用專門配置的改性環氧樹脂膠粘劑，其性必須滿足B級膠的要求，滿足GB5036-2006第4.5.6條規定。

⑦碳纖維布規格為300g/㎡,高強度Ⅱ級，安全性能指標須滿足GB50367-2006第4.4.1條規定。

⑧碳纖維布配套膠粘劑采用B級膠，且應滿足GB5036。

本發明的材料和設備明細詳見圖9。