邢 華 雷

(煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030001)

1 概述

隨著城市老舊房屋的越來越多，新型商業(yè)綜合體往往遠(yuǎn)離居民住宅區(qū)，對(duì)于老舊房屋底層商業(yè)價(jià)值的需求也就越來越明顯。但是普通民用建筑多數(shù)由于開間的限制，很難實(shí)現(xiàn)商業(yè)的大空間需求，這就需要對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，對(duì)一些墻體進(jìn)行開洞增加內(nèi)部大空間區(qū)域，又或者增大出入口面積增加人流或者視線。

1.1 磚混砌體墻開洞

這類型主要是針對(duì)磚混結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)承重體系為黏土實(shí)心磚，對(duì)墻體開洞就是削弱現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)剛度和局部墻體承載力。所以對(duì)于這種類型的開洞，一定要從承載力和抗震方面分別計(jì)算開洞對(duì)于結(jié)構(gòu)的整體影響，而且嚴(yán)格控制開洞的數(shù)量、大小和位置。磚混結(jié)構(gòu)的損壞就是松散型破壞，破壞時(shí)間短，不易補(bǔ)救。如果開洞過多過大，會(huì)給建筑帶來不可逆轉(zhuǎn)的破壞。

1.2 框架填充砌塊墻開洞

這類型主要是針對(duì)框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)承重體系為框架柱和框架梁，其中砌體砌塊屬于后砌構(gòu)件，對(duì)于結(jié)構(gòu)本身剛度和承載力幾乎沒有貢獻(xiàn)。這類型墻體開洞對(duì)于原結(jié)構(gòu)基本沒有損失，只要控制使用荷載不超過設(shè)計(jì)要求，就可以實(shí)現(xiàn)自由開洞，自由填充。當(dāng)然填充墻對(duì)于結(jié)構(gòu)抗震不是完全沒有作用，它的多少對(duì)于結(jié)構(gòu)周期折減有貢獻(xiàn)，所以也要按照設(shè)計(jì)要求做必要的復(fù)核驗(yàn)算，這個(gè)驗(yàn)算涉及承載力和抗震驗(yàn)算?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的破壞主要是框架梁或框架柱的破壞，很少因?yàn)樘畛鋲w導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，所以這類型的墻體開洞是比較容易實(shí)現(xiàn)的。

1.3 鋼筋混凝土剪力墻開洞

這類型主要是針對(duì)純剪力墻結(jié)構(gòu)或者框架剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)承重體系就是鋼筋混凝土墻，開洞部位在鋼筋混凝土墻上，這種墻上開洞對(duì)于墻體承載力、剛度和抗震性都有影響，而且影響較大，所以在開洞前一定要進(jìn)行充分的驗(yàn)算，防止盲目開洞對(duì)結(jié)構(gòu)造成損傷，這種開洞一般需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)償，否則很難通過驗(yàn)算。而且開洞數(shù)量、大小和位置對(duì)于結(jié)構(gòu)整體性有直接的關(guān)系。所以這類型的墻體開洞也是當(dāng)今社會(huì)難度較大的加固改造技術(shù)。

2 開洞補(bǔ)強(qiáng)方法

新時(shí)代孕育著新技術(shù)，當(dāng)今社會(huì)建筑改造加固行業(yè)勃勃興起，對(duì)于墻體開洞補(bǔ)強(qiáng)加固的方法很多，主要思路就是替換法和補(bǔ)強(qiáng)法。國家相應(yīng)頒布了國標(biāo)規(guī)范和圖集，就是為了更好的指導(dǎo)加固設(shè)計(jì)和施工，現(xiàn)就三種類型墻體開洞分別表述。

2.1 磚混砌體墻開洞

主要參照國標(biāo)圖集15G611磚混結(jié)構(gòu)加固與修復(fù)和相關(guān)規(guī)范。根據(jù)洞口大小可以分為小洞口(<600)、一般洞口(600～1 200)、大洞口(1 200～2 000)和超大洞口(>2 000)。下面分別表述：

1)小洞口(<600)。這類型洞口主要是用于設(shè)備管道開洞或者檢修臨時(shí)開洞。由于磚砌體本身砌筑采用馬牙槎砌筑，互相之間咬合力尚可，對(duì)于此類型的洞口最好選在圈梁下部，可使圈梁承擔(dān)一部分上部荷載，也不會(huì)造成結(jié)構(gòu)隱患或者破壞，對(duì)抗震的影響也幾乎可以忽略。所以在施工上述洞口時(shí)盡量沿磚縫靜力切割，防止由于切割方式的不當(dāng)對(duì)原有結(jié)構(gòu)造成更大的損傷。如果洞口不能開在圈梁下部，也應(yīng)選在靠近圈梁的部位。如果洞口開在墻體下端，從安全角度考慮應(yīng)在洞口上部墻體的灰縫內(nèi)嵌入鋼筋，每邊超過洞口200，且鋼筋嵌入后應(yīng)抹水泥封閉。

2)一般洞口(600～1 200)。這種類型的洞口一般是門洞或通道之類，是為了使彼此封閉的空間聯(lián)通，也是最常遇到的情況，按照規(guī)范圖集要求，此類型洞口開洞前需對(duì)樓板或上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時(shí)支撐，加固方式采用角鋼封閉洞口，具體做法是：a.鑿除砌體墻抹灰層并控制盡量少傷害墻面；b.根據(jù)所選的角鋼尺寸，再剔除洞口上部近似角鋼尺寸的水平灰縫的砂漿，吹凈灰粉，抹入摻膠的水泥膠泥，保證膠泥填滿灰縫并高出灰縫3 mm～5 mm，立刻嵌入切割好的角鋼并壓緊；c.按同一工序施工墻體另一側(cè)角鋼，靜置不少于24 h；d.采用鉆機(jī)對(duì)角鋼打孔，使用普通螺栓連接兩側(cè)角鋼，螺栓不少于兩個(gè)并間距不大于500 mm；e.拆除洞口局部砌體，再對(duì)原有角鋼下端采用綴板焊接連接，待洞口上部施工完畢觀測(cè)洞口上部墻體有無沉降開裂情況，若正常后方可進(jìn)行洞口的大面積開鑿；f.拆除臨時(shí)支撐，并采用水泥砂漿封閉洞口周邊墻體，有必要時(shí)可在洞口兩側(cè)也按此法加固洞邊。要保證角鋼超過洞口每邊200 mm。如果所開洞口數(shù)量極少，可不進(jìn)行抗震驗(yàn)算，若開洞口數(shù)量較多，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)整體模型進(jìn)行抗震及承載力驗(yàn)算，出現(xiàn)抗震及承載力不足的情況，應(yīng)考慮增加墻體剛度的方法，比如開洞墻體進(jìn)行面層加固法或增設(shè)構(gòu)造柱壁柱的方式。

3)大洞口(1 200～2 000)。這類型的洞口一般是為了聯(lián)通兩個(gè)封閉的房間形成較開闊視野的大空間，也屬于比較常見的一種方式。按照規(guī)范圖集要求，此類型洞口開洞前需對(duì)樓板或上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時(shí)支撐，加固方式采用洞口下沿增設(shè)鋼筋混凝土托梁的方法，具體做法是：a.鑿除砌體墻抹灰層并控制盡量少傷害墻面；b.根據(jù)上部荷載所計(jì)算的托梁尺寸在門洞位置放線，制作與梁高相同的鋼撐，可用圓鋼也可以采用工字鋼，隨后在混凝土托梁位置局部打孔，安置鋼撐用來支撐上部墻體傳來的荷載；c.按同一工序施工墻體所有鋼撐，設(shè)置間距不大于500 mm，空置時(shí)間不多于24 h；d.采用靜力切割法對(duì)托梁位置墻體進(jìn)行拆除，盡量沿著灰縫切割，托梁兩端超過洞口不少于200 mm，切割完畢清理灰塵及破碎物，進(jìn)行托梁鋼筋的擺放及支模，鋼撐直接埋入托梁內(nèi)不必取出；e.澆筑托梁混凝土，最好采用細(xì)石混凝土或者灌漿料，待強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%再進(jìn)行拆模，并檢查澆筑質(zhì)量，若存在澆筑問題，應(yīng)考慮重新澆筑，不可二次修補(bǔ)澆筑；f.靜力拆除洞口位置墻體，并采用水泥砂漿封閉洞口周邊墻體，有必要時(shí)可在洞口兩側(cè)也按此法加固洞邊，要保證托梁鋼筋植筋錨入樓板或梁內(nèi)。這類型洞口屬于抗震規(guī)范明確的大洞口，必須進(jìn)行承載力及抗震驗(yàn)算，若出現(xiàn)抗震及承載力不足的情況，應(yīng)考慮增加墻體剛度的方法，比如開洞墻體進(jìn)行面層加固法或增設(shè)構(gòu)造柱壁柱的方式。

4)超大洞口(>2 000)。這類型洞口基本屬于正面墻體的拆除，一般建議在房屋頂層考慮，若在底層則不建議開洞。開洞方式同上述大洞口開洞方式，只是托梁必須計(jì)算荷載及代換折減。這類型洞口必然對(duì)抗震產(chǎn)生極大的影響，加固不當(dāng)容易引起結(jié)構(gòu)的安全問題，故慎重。

2.2 框架填充砌塊墻開洞

框架結(jié)構(gòu)的特性就是空間劃分隨意性大，由于填充砌塊的輕質(zhì)性，可以對(duì)已砌筑的墻體進(jìn)行隨意空間分割，開洞原則也是盡量在洞口周邊設(shè)置鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱，以防止剩余砌體墻的失穩(wěn)，構(gòu)造柱鋼筋應(yīng)上下端植入框架梁內(nèi)，圈梁必須與構(gòu)造柱封閉。

2.3 鋼筋混凝土剪力墻開洞

主要參照國標(biāo)圖集06SG311—1混凝土結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造和相關(guān)規(guī)范。根據(jù)洞口大小可以分為小洞口(<300)、較小洞口(300～500)、一般洞口(500～1 000)、大洞口(1 000～3 000)和超大洞口(>3 000)。下面分別表述：

1)小洞口(<300)。這類型洞口主要是用于設(shè)備管道開洞，可不做加固處理。

2)較小洞口(300～500)。這種類型的洞口一般是大型設(shè)備管道門洞，是較常遇到的情況。采用洞口周邊雙面粘貼扁鋼的方式加固。

3)一般大洞口(500～1000)。這種類型的洞口一般是門洞或通道之類，是為了使彼此封閉的空間聯(lián)通，也是最常遇到的情況。應(yīng)在洞周邊外包型鋼邊框的方式加固，開洞數(shù)量較多的時(shí)候應(yīng)驗(yàn)算承載力和抗震。

4)大洞口(1 000～3 000)。這類型的洞口一般是為了聯(lián)通兩個(gè)封閉的房間形成較開闊視野的大空間。也采用一般大洞口的加固方式，型鋼邊框尚應(yīng)延伸門洞長度的1/3。這類型開洞必須進(jìn)行承載力和抗震驗(yàn)算。

5)超大洞口(>3 000)。這類型洞口基本屬于正面墻體的拆除，一般建議在房屋頂層考慮，若在底層則不建議開洞。增設(shè)托梁的方式應(yīng)采用托梁拆墻法，再此不多表述。

3 結(jié)語

隨著墻體洞口的增設(shè)，使一些房屋具備了更好的使用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值，當(dāng)然對(duì)于建筑物本身也帶來了很大的傷害。原則上不提倡對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行開洞，尤其是大洞口及超大洞口，很多工程事故都是因?yàn)殡S意對(duì)老舊建筑開洞造成的整棟建筑塌毀，所以需要設(shè)計(jì)人員遇到此類問題時(shí)要慎重；另外，計(jì)算時(shí)一定要考慮折減和安全儲(chǔ)備，切不可按照新建建筑考慮。