CN105604340B - 一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法，属于利用结构改性技术提高房屋抗震能力、安全性和寿命，同时还可以增加楼层的改造方法。包括根据改造后实际荷载，按照常规的框架建筑结构计算有关基础、立柱、梁结构尺寸与位置，壁里安柱与加层，混凝土拆模此时，结构改性已经成功，房屋已经从砖石结构变为框架结构，墙与框架成为一体，承载与抗震能力已经大幅提高。优点是：改造后的房屋效果极佳，从砖砌结构用结构改性转换为框架结构，房屋可利用空间极佳，结构安全度大幅提高，抗震能力和寿命也大幅提高，用户极为满意。

Description

一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法

技术领域

本发明属于利用结构改性技术提高房屋抗震能力、安全性和寿命，同时还可以增加楼层的改造方法。

背景技术

对旧房屋改造时，如能同时提升使用性能、抗震能力、耐久性与安全性则是用户非常喜欢并追求的。目前对于已有的如下简单结构的房屋：即包括浆砌石基础，外边墙及屋顶，若房屋举架足够高，希望通过改造提高使用能力与范围，扩大面积及使用空间时，并没有一种有效实用的改造方法，多数还是选择拆除重建，因为通过增加室内立柱进行加层时，会导致室内立柱太多，使用时并不方便，结构安全度没有提高，楼层结构独立，属承台式结构，地震期间容易产生震动叠加型破坏，这些都给房屋改造带来许多不便。

发明内容

本发明提供一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法，目的是通过技术改性，房屋的使用面积与空间扩大，房屋结构抗振能力得以提升。

本发明采取的技术方案是，包括下列步骤：

包括下列步骤：

⑴根据改造后实际荷载，按照常规的框架建筑结构计算有关基础、立柱、梁结构尺寸与位置，该需改造的房屋结构是：包括原有浆砌石基础，边墙，顶梁及屋顶；

⑵壁里安柱与加层

按照计算结果布置位置实施结构改性；具体包括：

①基础处理

新增钢筋混凝土基础和新增毛石混凝土基础，处理要求一个一个的单独进行，必须在前一个基础处理完成后才能进行下一个；

处理方式是按照设计尺寸开挖，要求与原房屋基础相接，但不能伤害原基础，在侧向基础内布置基础钢筋网、钢筋笼与立柱钢筋，为使新旧基础有更好的相接，采用钻孔，插钢筋混凝土基础侧向锚固钢筋，与原基础锚固后，浇注混凝土或浆砌石连接，要求用特种快速凝结环氧树脂锚固浆快速凝结，2小时应达C20以上，新增钢筋混凝土基础和新增毛石混凝土基础与原基础锚固采用简易快速锚固浆，立柱为承弯、压力结构，竖向承力钢筋布置不能有大的弯折，贴原房屋基础上，为提高立柱钢筋锚固钢抗拔力与韧性，采用特种快速凝结环氧树脂锚固浆锚固，钢筋布置并锚固完成后，浇注混凝土，混凝土标号采用C30以上抗冻融混凝土；

所述特种快速凝结环氧树脂锚固浆是由下列重量份的原料组成：

所述简易快速锚固浆是由下列重量份的原料组成：

②重复以上过程，直到各立柱基础全部完成；

③基础混凝土浇注完成24小时以后，沿立柱区开凿植入承重外墙的承力立柱区，按照立柱设计尺寸，凿入承重外墙厚度40～70％，外墙立柱区处的墙体开凿高度应该不超过新增楼层楼板1.2米，立柱开凿完成后，绑扎立柱钢筋、立柱与基础锚固钢筋，然后浇注设计标号混凝土，混凝土浇注高度可以到圈梁底部，采用C30以上抗冻融混凝土，混凝土与墙体形成一体，下部墙体安全性得到了保证，此时可以进行下一步；

④开凿圈梁沟

在立柱形成后，墙体足够安全，此时进行开凿圈梁沟，圈梁嵌入房屋承重外墙15～25厘米，目的是将墙体与新增立柱结合成为一体；

⑤承力横梁

横梁开凿可以穿透房屋承重外墙，布置锚固张拉端，锚固端可以布置在横梁的另一端，按照设计长度制作安装U型预应力锚索，按照后张法预应力在屋外实施张拉，横梁布置钢筋可与圈梁、立柱同时或顺序进行，使新增横梁、圈梁、立柱通过同一点，钢筋模板布置好后，进行预应力锚固端与张拉端布置，对端点锚固与筋材进行防腐处理，并按照设计要求布置好钢绞线，楼板为肋型结构，然后与圈梁、楼板一起浇注混凝土，张拉端与锚固端局部混凝土要求C40以上，其它部位采用C30以上抗冻融混凝土，24小时以后可以进行下一道工序；

U型预应力锚索采用简易低松弛无粘结钢绞线制作，包括钢筋网，承重钢板，焊接钢筋，永久保护采用套管内灌浆，锚固端为挤压头，张拉端为夹片；

U型预应力锚索锚固端制作：

首先按照拉索设计长度下料，包括张拉预留段，在锚固端剥开约10厘米长PE保护皮，对于油层，使用丙酮进行清洗；或用液体钢铁表面除锈磷化剂，如钢绞线存在浮锈，则说明钢绞线已经开始锈蚀，此时应该先进行除锈、磷化，用液体钢铁表面除锈磷化剂涂刷或冲洗钢绞线，能够直接除锈并且磷化，生成保护膜，磷化施工温度在17℃以上，清洗后套上挤压头，上挤压器挤压成型，挤压成型后，在钢绞线与挤压头接触区，注入低黏度环氧树脂，达到挤压区内部全部用环氧树脂封闭，若封口位置封堵不严，注入环氧树脂可能有较多流失，采用封口食用胶封堵，注浆后将封口食用胶清除；

所述封口食用胶是由下列重量份的原料组成：

食用胶基 50～80份，

胶姆糖基础剂 30～40份，

碱性填料 10～30份。

所述低黏度环氧树脂是由下列重量份的原料组成：

黏度用苯乙烯、丙酮或二甲苯调节；

⑥二层或多层立柱处理

如有二层立柱，处理同前步骤③～⑤一样进行，多层也同样步骤。

⑦顶层立柱处理

房屋层顶下边有顶梁，穿过房屋承重外墙，这样立柱可以直接按照步骤③开凿到顶梁之下，顶梁锚固钢筋锚固到顶梁上，或采用横托牛腿，即在顶梁下布置双向钢筋混凝土牛腿托住顶梁，在牛腿两边设置钢筋混凝土约束，限制顶梁左右位移，或两种方式结合使用，若采用横托牛腿，则要求新旧混凝土结合良好，因此，旧混凝土应该清理表面，凿除碳化部分，涂刷界面剂，浇注混凝土，包括约束混凝土部分，约束混凝土尺寸30×20×20厘米；

采用锚固钢筋时，锚孔朝下，采用高流动环氧树脂浆体锚固，方法如下：钻孔采用稍粗于锚固钢筋的钻头，一般不超过钢筋直径2mm，然后插入锚固钢筋，用鸡蛋清面团封住孔口，在孔口中预埋注浆针头与排气细管，注入高强度环氧树脂浆，注意排气细管将一头放在锚孔顶端，细管出浆后将细管边拔边注浆，直到细管接近拔出，封闭细管与针头，此时已将钢筋锚固，再与立柱钢筋焊接形成结构整体，3小时后清除鸡蛋清面团；

所述新旧混凝土界面剂配方的各组分的重量份数比为：

通用硅酸盐水泥PO42.5 1000份，

粉煤灰I级 5～300份，

水 200～350份，

复配材料包括下列重量份数比的原料：

采用高速搅拌机搅拌3～5分钟，观察稠度合适于涂抹时即可涂抹，厚度1～3mm；

所述鸡蛋清面团：

鸡蛋一枚取清，白面二两，和成较为干硬面团；

所述高强度环氧树脂浆：

浇注混凝土，采用C30以上抗冻融混凝土，可以有效提高混凝土耐久性；

⑧28天后，按照设计张拉预应力，建议循环张拉，拉力逐步提高直到满足设计要求，夹片夹牢后，在夹片区灌注低黏度环氧树脂，可以增加夹片锚固的抗动荷载能力，然后采用迁移性阻锈混凝土封锚，这样可以大幅提高锚区预应力锚固的耐久性；

所述迁移性阻锈封锚混凝土配合比：

复配材料包括下列重量份数比的原料：

⑶拆模

混凝土拆模同常规结构，此时，结构改性已经成功，房屋已经从砖石结构变为框架结构，墙与框架成为一体，承载与抗震能力已经大幅提高。

本发明的优点是：改造后的房屋效果极佳，从砖砌结构用结构改性转换为框架结构，房屋可利用空间极佳，结构安全度大幅提高，抗震能力和寿命也大幅提高，用户极为满意。

附图说明

图1是改建前房屋横向剖面图；

图2是改建前房屋纵向剖面图；

图3是本发明二层楼面俯视图；

图4是图3的A-A剖面图；

图5是图3的B-B剖视图；

图6是本发明侧向锚固示意图；

图7是本发立柱与基础锚固相接图；

图8是本发明圈梁、立柱、横梁布置剖视示意图；

图9是图8的C-C剖视图；

图10是本发明无粘结钢绞线锚固端与张拉端布置示意图；

图11是本发明顶层楼板主梁立柱连接示意图

图12是本发明圈梁、立柱，边墙结构示意图；

图13是发明无粘结钢绞线锚固端布置示意图；

图中：原有浆砌石基础1，边墙2，顶梁3，屋顶4，原有地面线5，横梁6，圈梁7，立柱8，新增钢筋混凝土基础9，新增毛石混凝土基础10，钢筋混凝土基础侧向锚固钢筋11，立柱与基础锚固钢筋12，挤压头13，钢筋网14，承重钢板15，焊接钢筋16，U型预应力锚索17，楼板18，边墙开挖线19，张拉端夹片20，界面剂层21，顶梁锚固钢筋22，横托牛腿23。

具体实施方式

实施例1

包括下列步骤：

⑴根据改造后实际荷载，按照常规的框架建筑结构计算有关基础、立柱、梁结构尺寸与位置，该需改造的房屋结构是：包括原有浆砌石基础1，边墙2，顶梁3及屋顶4；

⑵壁里安柱与加层

按照计算结果布置位置实施结构改性；具体包括：

①基础处理

新增钢筋混凝土基础9和新增毛石混凝土基础10，处理要求一个一个的单独进行，必须在前一个基础处理完成后才能进行下一个；

处理方式是按照设计尺寸开挖，要求与原房屋基础相接，但不能伤害原基础，在侧向基础内布置基础钢筋网、钢筋笼与立柱钢筋，为使新旧基础有更好的相接，采用钻孔，插钢筋混凝土基础侧向锚固钢筋11，与原基础锚固后，浇注混凝土或浆砌石连接，要求用特种快速凝结环氧树脂锚固浆快速凝结，2小时应达C20以上，新增钢筋混凝土基础9和新增毛石混凝土基础10与原基础锚固采用简易快速锚固浆，见侧向锚固图6；立柱8为承弯、压力结构，竖向承力钢筋布置不能有大的弯折，贴原房屋基础上，为提高立柱钢筋锚固钢抗拔力与韧性，采用特种快速凝结环氧树脂锚固浆锚固，见立柱与基础锚固相接图7，钢筋布置并锚固完成后，浇注混凝土，混凝土标号采用C30以上抗冻融混凝土；

所述特种快速凝结环氧树脂锚固浆是由下列重量份的原料组成：

材料拌合在温度30℃以上，凝结会更快；

所述简易快速锚固浆是由下列重量份的原料组成：

材料拌合在温度30℃以上，凝结会更快；

②重复以上过程，直到各立柱基础全部完成；

③基础混凝土浇注完成24小时以后，沿立柱区开凿植入承重外墙的承力立柱区，按照立柱8设计尺寸，凿入承重外墙厚度40％，外墙立柱区处的墙体开凿高度应该不超过新增楼层楼板1.2米，立柱开凿完成后，绑扎立柱钢筋、立柱与基础锚固钢筋12，然后浇注设计标号混凝土，混凝土浇注高度可以到圈梁底部，采用C30以上抗冻融混凝土，混凝土与墙体形成一体，下部墙体安全性得到了保证，此时可以进行下一步；

④开凿圈梁沟

在立柱形成后，墙体足够安全，此时进行开凿圈梁沟，圈梁嵌入房屋承重外墙15厘米，见图8，目的是将墙体与新增立柱结合成为一体；

⑤承力横梁

对于新增楼层，增加横梁是结构处理的关键，在横梁上使用后张法U形预应力(布置方式见图10、13)，横梁开凿可以穿透房屋承重外墙，布置锚固张拉端，锚固端可以布置在横梁的另一端，按照设计长度制作安装U型预应力锚索17，按照后张法预应力在屋外实施张拉，横梁布置钢筋可与圈梁、立柱同时或顺序进行，使新增横梁6、圈梁7、立柱8通过同一点，钢筋模板布置好后，进行预应力锚固端与张拉端布置，对端点锚固与筋材进行防腐处理，并按照设计要求布置好钢绞线，楼板18为肋型结构，然后与圈梁、楼板一起浇注混凝土，张拉端与锚固端局部混凝土要求C40以上，其它部位采用C30以上抗冻融混凝土，24小时以后可以进行下一道工序；

U型预应力锚索采用简易低松弛无粘结钢绞线制作，包括钢筋网14，承重钢板15，焊接钢筋16，永久保护采用套管内灌浆，锚固端为挤压头13，张拉端为夹片20；

U型预应力锚索锚固端制作：

首先按照拉索设计长度下料，包括张拉预留段，在锚固端剥开约10厘米长PE保护皮，对于油层，使用丙酮进行清洗；或用液体钢铁表面除锈磷化剂，如钢绞线存在浮锈，则说明钢绞线已经开始锈蚀，此时应该先进行除锈、磷化，用液体钢铁表面除锈磷化剂涂刷或冲洗钢绞线，能够直接除锈并且磷化，生成保护膜，磷化施工温度在17℃以上，清洗后套上挤压头，上挤压器挤压成型，挤压成型后，在钢绞线与挤压头接触区，注入低黏度环氧树脂，达到挤压区内部全部用环氧树脂封闭，环氧树脂起到两种作用：防腐与增加锚固韧性，若封口位置封堵不严，注入环氧树脂可能有较多流失，采用封口食用胶封堵，注浆后将封口食用胶清除；

所述封口食用胶是由下列重量份的原料组成：

食用胶基 50份，

胶姆糖基础剂 30份，

碱性填料 10份。

所述低黏度环氧树脂是由下列重量份的原料组成：

黏度用苯乙烯、丙酮或二甲苯调节；

⑥二层或多层立柱处理

如有二层立柱，处理同前步骤③～⑤一样进行，多层也同样步骤。

⑦顶层立柱处理

房屋层顶下边有顶梁，穿过房屋承重外墙，这样立柱可以直接按照步骤③开凿到顶梁之下，顶梁锚固钢筋22锚固到顶梁上，或采用横托牛腿23，即在顶梁下布置双向钢筋混凝土牛腿托住顶梁，在牛腿两边设置钢筋混凝土约束，限制顶梁左右位移，或两种方式结合使用，若采用横托牛腿，则要求新旧混凝土结合良好，因此，旧混凝土应该清理表面，凿除碳化部分，涂刷界面剂21，浇注混凝土，包括约束混凝土部分，约束混凝土尺寸30×20×20厘米；

采用锚固钢筋时，锚孔朝下，由于重力作用锚固难度极大，灌浆很难进行，本发明采用高流动环氧树脂浆体锚固，方法如下：钻孔采用稍粗于锚固钢筋的钻头，一般不超过钢筋直径2mm，钻孔过粗，用浆量过大，成本太高，然后插入锚固钢筋，用鸡蛋清面团封住孔口，在孔口中预埋注浆针头与排气细管，注入高强度环氧树脂浆，注意排气细管将一头放在锚孔顶端，细管出浆后将细管边拔边注浆，直到细管接近拔出，封闭细管与针头，此时已将钢筋锚固，再与立柱钢筋焊接形成结构整体，3小时后清除鸡蛋清面团；

所述新旧混凝土界面剂配方的各组分的重量份数比为：

通用硅酸盐水泥PO42.5 1000份，

粉煤灰I级 5份，

水 200份，

复配材料包括下列重量份数比的原料：

采用高速搅拌机搅拌3～5分钟，观察稠度合适于涂抹时即可涂抹，厚度1～3mm；

所述鸡蛋清面团：

鸡蛋一枚取清，白面二两，和成较为干硬面团；

所述高强度环氧树脂浆：

黏度用苯乙烯调节，

浇注混凝土，为提升工程耐久性，采用C30以上抗冻融混凝土，可以有效提高混凝土耐久性；

⑧28天后，按照设计张拉预应力，建议循环张拉，拉力逐步提高直到满足设计要求，夹片夹牢后，在夹片区灌注低黏度环氧树脂，可以增加夹片锚固的抗动荷载能力，然后采用迁移性阻锈混凝土封锚，这样可以大幅提高锚区预应力锚固的耐久性；

所述迁移性阻锈封锚混凝土配合比：

复配材料包括下列重量份数比的原料：

⑶拆模

混凝土拆模同常规结构，此时，结构改性已经成功，房屋已经从砖石结构变为框架结构，墙与框架成为一体，承载与抗震能力已经大幅提高。外观看，只是墙壁里多了几根混凝土立柱，举架降低了。

实施例2

包括下列步骤：

⑴根据改造后实际荷载，按照常规的框架建筑结构计算有关基础、立柱、梁结构尺寸与位置，该需改造的房屋结构是：包括原有浆砌石基础1，边墙2，顶梁3及屋顶4；

⑵壁里安柱与加层

按照计算结果布置位置实施结构改性；具体包括：

①基础处理

新增钢筋混凝土基础9和新增毛石混凝土基础10，处理要求一个一个的单独进行，必须在前一个基础处理完成后才能进行下一个；

处理方式是按照设计尺寸开挖，要求与原房屋基础相接，但不能伤害原基础，在侧向基础内布置基础钢筋网、钢筋笼与立柱钢筋，为使新旧基础有更好的相接，采用钻孔，插钢筋混凝土基础侧向锚固钢筋11，与原基础锚固后，浇注混凝土或浆砌石连接，要求用特种快速凝结环氧树脂锚固浆快速凝结，2小时应达C20以上，新增钢筋混凝土基础9和新增毛石混凝土基础10与原基础锚固采用简易快速锚固浆，见侧向锚固图6；立柱8为承弯、压力结构，竖向承力钢筋布置不能有大的弯折，贴原房屋基础上，为提高立柱钢筋锚固钢抗拔力与韧性，采用特种快速凝结环氧树脂锚固浆锚固，见立柱与基础锚固相接图7，钢筋布置并锚固完成后，浇注混凝土，混凝土标号采用C30以上抗冻融混凝土；

所述特种快速凝结环氧树脂锚固浆是由下列重量份的原料组成：

材料拌合在温度30℃以上，凝结会更快；

所述简易快速锚固浆是由下列重量份的原料组成：

材料拌合在温度30℃以上，凝结会更快；

②重复以上过程，直到各立柱基础全部完成；

③基础混凝土浇注完成24小时以后，沿立柱区开凿植入承重外墙的承力立柱区，按照立柱8设计尺寸，凿入承重外墙厚度55％，外墙立柱区处的墙体开凿高度应该不超过新增楼层楼板1.2米，立柱开凿完成后，绑扎立柱钢筋、立柱与基础锚固钢筋12，然后浇注设计标号混凝土，混凝土浇注高度可以到圈梁底部，采用C30以上抗冻融混凝土，混凝土与墙体形成一体，下部墙体安全性得到了保证，此时可以进行下一步；

④开凿圈梁沟

在立柱形成后，墙体足够安全，此时进行开凿圈梁沟，圈梁嵌入房屋承重外墙20厘米，见图8，目的是将墙体与新增立柱结合成为一体；

⑤承力横梁

对于新增楼层，增加横梁是结构处理的关键，在横梁上使用后张法U形预应力(布置方式见图10、13)，横梁开凿可以穿透房屋承重外墙，布置锚固张拉端，锚固端可以布置在横梁的另一端，按照设计长度制作安装U型预应力锚索17，按照后张法预应力在屋外实施张拉，横梁布置钢筋可与圈梁、立柱同时或顺序进行，使新增横梁6、圈梁7、立柱8通过同一点，钢筋模板布置好后，进行预应力锚固端与张拉端布置，对端点锚固与筋材进行防腐处理，并按照设计要求布置好钢绞线，楼板18为肋型结构，然后与圈梁、楼板一起浇注混凝土，张拉端与锚固端局部混凝土要求C40以上，其它部位采用C30以上抗冻融混凝土，24小时以后可以进行下一道工序；

U型预应力锚索采用简易低松弛无粘结钢绞线制作，包括钢筋网14，承重钢板15，焊接钢筋16，永久保护采用套管内灌浆，锚固端为挤压头13，张拉端为夹片20；

U型预应力锚索锚固端制作：

首先按照拉索设计长度下料，包括张拉预留段，在锚固端剥开约10厘米长PE保护皮，对于油层，使用丙酮进行清洗；或用液体钢铁表面除锈磷化剂，如钢绞线存在浮锈，则说明钢绞线已经开始锈蚀，此时应该先进行除锈、磷化，用液体钢铁表面除锈磷化剂涂刷或冲洗钢绞线，能够直接除锈并且磷化，生成保护膜，磷化施工温度在17℃以上，清洗后套上挤压头，上挤压器挤压成型，挤压成型后，在钢绞线与挤压头接触区，注入低黏度环氧树脂，达到挤压区内部全部用环氧树脂封闭，环氧树脂起到两种作用：防腐与增加锚固韧性，若封口位置封堵不严，注入环氧树脂可能有较多流失，采用封口食用胶封堵，注浆后将封口食用胶清除；

所述封口食用胶是由下列重量份的原料组成：

食用胶基 65份，

胶姆糖基础剂 35份，

碱性填料 20份。

所述低黏度环氧树脂是由下列重量份的原料组成：

黏度用苯乙烯、丙酮或二甲苯调节；

⑥二层或多层立柱处理

如有二层立柱，处理同前步骤③～⑤一样进行，多层也同样步骤。

⑦顶层立柱处理

房屋层顶下边有顶梁，穿过房屋承重外墙，这样立柱可以直接按照步骤③开凿到顶梁之下，顶梁锚固钢筋22锚固到顶梁上，或采用横托牛腿23，即在顶梁下布置双向钢筋混凝土牛腿托住顶梁，在牛腿两边设置钢筋混凝土约束，限制顶梁左右位移，或两种方式结合使用，若采用横托牛腿，则要求新旧混凝土结合良好，因此，旧混凝土应该清理表面，凿除碳化部分，涂刷界面剂21，浇注混凝土，包括约束混凝土部分，约束混凝土尺寸30×20×20厘米；

采用锚固钢筋时，锚孔朝下，由于重力作用锚固难度极大，灌浆很难进行，本发明采用高流动环氧树脂浆体锚固，方法如下：钻孔采用稍粗于锚固钢筋的钻头，一般不超过钢筋直径2mm，钻孔过粗，用浆量过大，成本太高，然后插入锚固钢筋，用鸡蛋清面团封住孔口，在孔口中预埋注浆针头与排气细管，注入高强度环氧树脂浆，注意排气细管将一头放在锚孔顶端，细管出浆后将细管边拔边注浆，直到细管接近拔出，封闭细管与针头，此时已将钢筋锚固，再与立柱钢筋焊接形成结构整体，3小时后清除鸡蛋清面团；

所述新旧混凝土界面剂配方的各组分的重量份数比为：

通用硅酸盐水泥PO42.5 1000份，

粉煤灰I级 152份，

水 275份，

复配材料包括下列重量份数比的原料：

采用高速搅拌机搅拌3～5分钟，观察稠度合适于涂抹时即可涂抹，厚度1～3mm；

所述鸡蛋清面团：

鸡蛋一枚取清，白面二两，和成较为干硬面团；

所述高强度环氧树脂浆：

黏度用苯乙烯调节；

浇注混凝土，为提升工程耐久性，采用C30以上抗冻融混凝土，可以有效提高混凝土耐久性；

⑧28天后，按照设计张拉预应力，建议循环张拉，拉力逐步提高直到满足设计要求，夹片夹牢后，在夹片区灌注低黏度环氧树脂，可以增加夹片锚固的抗动荷载能力，然后采用迁移性阻锈混凝土封锚，这样可以大幅提高锚区预应力锚固的耐久性；

所述迁移性阻锈封锚混凝土配合比：

复配材料包括下列重量份数比的原料：

⑶拆模

混凝土拆模同常规结构，此时，结构改性已经成功，房屋已经从砖石结构变为框架结构，墙与框架成为一体，承载与抗震能力已经大幅提高。外观看，只是墙壁里多了几根混凝土立柱，举架降低了。

实施例3

包括下列步骤：

⑴根据改造后实际荷载，按照常规的框架建筑结构计算有关基础、立柱、梁结构尺寸与位置，该需改造的房屋结构是：包括原有浆砌石基础1，边墙2，顶梁3及屋顶4；

⑵壁里安柱与加层

按照计算结果布置位置实施结构改性；具体包括：

①基础处理

新增钢筋混凝土基础9和新增毛石混凝土基础10，处理要求一个一个的单独进行，必须在前一个基础处理完成后才能进行下一个；

处理方式是按照设计尺寸开挖，要求与原房屋基础相接，但不能伤害原基础，在侧向基础内布置基础钢筋网、钢筋笼与立柱钢筋，为使新旧基础有更好的相接，采用钻孔，插钢筋混凝土基础侧向锚固钢筋11，与原基础锚固后，浇注混凝土或浆砌石连接，要求用特种快速凝结环氧树脂锚固浆快速凝结，2小时应达C20以上，新增钢筋混凝土基础9和新增毛石混凝土基础10与原基础锚固采用简易快速锚固浆，见侧向锚固图6；立柱8为承弯、压力结构，竖向承力钢筋布置不能有大的弯折，贴原房屋基础上，为提高立柱钢筋锚固钢抗拔力与韧性，采用特种快速凝结环氧树脂锚固浆锚固，见立柱与基础锚固相接图7，钢筋布置并锚固完成后，浇注混凝土，混凝土标号采用C30以上抗冻融混凝土；

所述特种快速凝结环氧树脂锚固浆是由下列重量份的原料组成：

材料拌合在温度30℃以上，凝结会更快。

所述简易快速锚固浆是由下列重量份的原料组成：

材料拌合在温度30℃以上，凝结会更快。

②重复以上过程，直到各立柱基础全部完成；

③基础混凝土浇注完成24小时以后，沿立柱区开凿植入承重外墙的承力立柱区，按照立柱8设计尺寸，凿入承重外墙厚度70％，外墙立柱区处的墙体开凿高度应该不超过新增楼层楼板1.2米，立柱开凿完成后，绑扎立柱钢筋、立柱与基础锚固钢筋12，然后浇注设计标号混凝土，混凝土浇注高度可以到圈梁底部，采用C30以上抗冻融混凝土，混凝土与墙体形成一体，下部墙体安全性得到了保证，此时可以进行下一步；

④开凿圈梁沟

在立柱形成后，墙体足够安全，此时进行开凿圈梁沟，圈梁嵌入房屋承重外墙25厘米，见图8，目的是将墙体与新增立柱结合成为一体；

⑤承力横梁

对于新增楼层，增加横梁是结构处理的关键，在横梁上使用后张法U形预应力(布置方式见图10、13)，横梁开凿可以穿透房屋承重外墙，布置锚固张拉端，锚固端可以布置在横梁的另一端，按照设计长度制作安装U型预应力锚索17，按照后张法预应力在屋外实施张拉，横梁布置钢筋可与圈梁、立柱同时或顺序进行，使新增横梁6、圈梁7、立柱8通过同一点，钢筋模板布置好后，进行预应力锚固端与张拉端布置，对端点锚固与筋材进行防腐处理，并按照设计要求布置好钢绞线，楼板18为肋型结构，然后与圈梁、楼板一起浇注混凝土，张拉端与锚固端局部混凝土要求C40以上，其它部位采用C30以上抗冻融混凝土，24小时以后可以进行下一道工序；

U型预应力锚索采用简易低松弛无粘结钢绞线制作，包括钢筋网14，承重钢板15，焊接钢筋16，永久保护采用套管内灌浆，锚固端为挤压头13，张拉端为夹片20；

U型预应力锚索锚固端制作：

首先按照拉索设计长度下料，包括张拉预留段，在锚固端剥开约10厘米长PE保护皮，对于油层，使用丙酮进行清洗；或用液体钢铁表面除锈磷化剂，如钢绞线存在浮锈，则说明钢绞线已经开始锈蚀，此时应该先进行除锈、磷化，用液体钢铁表面除锈磷化剂涂刷或冲洗钢绞线，能够直接除锈并且磷化，生成保护膜，磷化施工温度在17℃以上，清洗后套上挤压头，上挤压器挤压成型，挤压成型后，在钢绞线与挤压头接触区，注入低黏度环氧树脂，达到挤压区内部全部用环氧树脂封闭，环氧树脂起到两种作用：防腐与增加锚固韧性，若封口位置封堵不严，注入环氧树脂可能有较多流失，采用封口食用胶封堵，注浆后将封口食用胶清除；

所述封口食用胶是由下列重量份的原料组成：

食用胶基 80份，

胶姆糖基础剂 40份，

碱性填料 30份。

所述低黏度环氧树脂是由下列重量份的原料组成：

黏度用苯乙烯、丙酮或二甲苯调节；

⑥二层或多层立柱处理

如有二层立柱，处理同前步骤③～⑤一样进行，多层也同样步骤。

⑦顶层立柱处理

房屋层顶下边有顶梁，穿过房屋承重外墙，这样立柱可以直接按照步骤③开凿到顶梁之下，顶梁锚固钢筋22锚固到顶梁上，或采用横托牛腿23，即在顶梁下布置双向钢筋混凝土牛腿托住顶梁，在牛腿两边设置钢筋混凝土约束，限制顶梁左右位移，或两种方式结合使用，若采用横托牛腿，则要求新旧混凝土结合良好，因此，旧混凝土应该清理表面，凿除碳化部分，涂刷界面剂21，浇注混凝土，包括约束混凝土部分，约束混凝土尺寸30×20×20厘米；

采用锚固钢筋时，锚孔朝下，由于重力作用锚固难度极大，灌浆很难进行，采用高流动环氧树脂浆体锚固，方法如下：钻孔采用稍粗于锚固钢筋的钻头，一般不超过钢筋直径2mm，钻孔过粗，用浆量过大，成本太高，然后插入锚固钢筋，用鸡蛋清面团封住孔口，在孔口中预埋注浆针头与排气细管，注入高强度环氧树脂浆，注意排气细管将一头放在锚孔顶端，细管出浆后将细管边拔边注浆，直到细管接近拔出，封闭细管与针头，此时已将钢筋锚固，再与立柱钢筋焊接形成结构整体，3小时后清除鸡蛋清面团；

所述新旧混凝土界面剂配方的各组分的重量份数比为：

通用硅酸盐水泥PO42.5 1000份，

粉煤灰Ⅰ级 300份，

水 350份，

复配材料包括下列重量份数比的原料：

采用高速搅拌机搅拌3～5分钟，观察稠度合适于涂抹时即可涂抹，厚度1～3mm；

所述鸡蛋清面团：

鸡蛋一枚取清，白面二两，和成较为干硬面团；

所述高强度环氧树脂浆：

黏度用苯乙烯调节。

浇注混凝土，为提升工程耐久性，采用C30以上抗冻融混凝土，可以有效提高混凝土耐久性；

⑧28天后，按照设计张拉预应力，建议循环张拉，拉力逐步提高直到满足设计要求，夹片夹牢后，在夹片区灌注低黏度环氧树脂，可以增加夹片锚固的抗动荷载能力，然后采用迁移性阻锈混凝土封锚，这样可以大幅提高锚区预应力锚固的耐久性；

所述迁移性阻锈封锚混凝土配合比：

复配材料包括下列重量份数比的原料：

⑶拆模

混凝土拆模同常规结构，此时，结构改性已经成功，房屋已经从砖石结构变为框架结构，墙与框架成为一体，承载与抗震能力已经大幅提高。外观看，只是墙壁里多了几根混凝土立柱，举架降低了。

应用例1：锅炉房改造：

锅炉房室内高度约6.5米，地面面积约250平方米，砖石结构，基础为浆砌石，已经运行近40年，锅炉取消后希望改造成为二层楼，并提高其安全性与耐久性。采用传统方法设计后发现设计有以下问题令人不满意：

⑴室内立柱太多，6根立柱，室内特别不方便；

⑵结构安全度没有提高；

⑶施工单位不敢施工，认为房屋有坍塌可能；

⑷楼层结构独立，属承台式结构，地震期间容易产生震动叠加型破坏；

⑸不能增加窗口，室内过于黑暗。

后采用本专利技术处理工法：

结构处理程序：

⑴根据实际荷载，按照常规的框架建筑结构计算，确定基础、柱、梁结构尺寸与位置，确定楼板为肋型结构，柱、梁位置位于能够直接垂直支撑上顶梁的位置。

⑵壁里安柱与加层

按照计算结果布置位置实施结构改性。

①基础处理

按照设计尺寸开挖基础，直到浇注完本基础混凝土后才能处理下一个基础。

在开挖好的基础内布置基础钢筋网、钢筋笼与立柱钢筋，为基础更牢靠，在原浆砌石基础上基础钻孔插锚固筋，采用特种快速凝结环氧树脂锚固浆锚固，侧向锚筋用简易快速锚固浆锚固。立柱的竖向承力钢筋布置贴原房屋基础随上，基本垂直。布置完成后，浇注混凝土，混凝土标号为C30抗冻融混凝土。

②顺序以上过程，直到立柱基础全部完成。

③基础混凝土浇注完成24小时以后，沿立柱区开凿植入承重外墙的立柱区，墙厚50厘米，开凿尺寸为深入墙壁25厘米，宽40厘米，在墙外暴露15厘米，凿入承重外墙厚度50％左右。立柱开凿高度超过二层楼板1.2米左右，立柱开凿完成后，绑扎立柱钢筋，支模板，然后浇注标号C30混凝土，混凝土浇注高度到横梁底部；

④圈梁也用开凿方式完成，嵌入房屋承重外墙20厘米，外露20厘米；

⑤布置横梁，新增楼层跨度8米，在横梁上使用了U形后张法预应力，横梁开凿穿透房屋承重外墙，后张法预应力在屋外实施张拉，因为采用混凝土肋型楼板结构，横梁布置钢筋与圈梁、楼板、立柱钢筋顺序进行，钢筋模板布置好后，布置预应力锚固端与张拉端，锚固端采用挤压锚头，用环氧树脂灌注防腐，张拉端用夹片锚固，用阻锈水泥浆保护防腐，然后浇注混凝土，张拉端与锚固端局部混凝土为C40，其它部位C30；

⑥二层立柱为顶层立柱；

⑦本房屋顶层下是顶梁，穿过房屋承重外墙，本次按照③立柱直接开凿到顶梁之下，采用横托牛腿，即在梁下布置双向钢筋混凝土牛腿托住顶梁，在牛腿两边设置钢筋混凝土约束，限制顶梁左右位移，牛腿高度40厘米，约束混凝土尺寸30×20×20厘米，立柱、牛腿包裹内的顶梁先用钢丝刷清理干净，清理掉接触区表面碳化层，用高强环氧树脂浆锚固插入顶梁的钢筋，与立柱钢筋相接后，然后浇注混凝土C30抗冻融混凝土，

⑧28天后，按照设计张拉预应力(两束共14根)，预应力140吨，循环张拉，拉力逐步提高直到满足设计要求，封锚时，在封锚混凝土加入了阻锈剂；

⑶混凝土拆模同常规结构，此时，结构改性已经成功，房屋已经从砖石结构变为框架结构，墙与框架成为一体，承载与抗震能力已经大幅提高，外观看，只是墙壁里多了几根凸出立柱，举架有些降低了，两层楼举架都是3.3米，也足够用。

装修，按照自己的要求装修，注意了立柱凸出部位。

目前改造后的房屋效果极佳，从砖砌结构用结构改性转换为框架结构，房屋可利用空间极佳，结构安全度大幅提高，用户极为满意。

Claims (9)

1.一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法，其特征在于包括下列步骤：

⑴根据改造后实际荷载，按照常规的框架建筑结构计算有关基础、立柱、梁结构尺寸与位置，该需改造的房屋结构是：包括原有浆砌石基础，边墙，顶梁及屋顶；

⑵壁里安柱与加层

按照计算结果布置位置实施结构改性；具体包括：

①基础处理

新增钢筋混凝土基础和新增毛石混凝土基础，处理要求一个一个的单独进行，必须在前一个基础处理完成后才能进行下一个；

处理方式是按照设计尺寸开挖，要求与原房屋基础相接，但不能伤害原基础，在侧向基础内布置基础钢筋网、钢筋笼与立柱钢筋，为使新旧基础有更好的相接，采用钻孔，插钢筋混凝土基础侧向锚固钢筋，与原基础锚固后，浇注混凝土或浆砌石连接，要求用特种快速凝结环氧树脂锚固浆快速凝结，2小时应达C20以上，新增钢筋混凝土基础和新增毛石混凝土基础与原基础锚固采用简易快速锚固浆，立柱为承弯、压力结构，竖向承力钢筋布置不能有大的弯折，贴原房屋基础上，为提高立柱钢筋锚固钢抗拔力与韧性，采用特种快速凝结环氧树脂锚固浆锚固，钢筋布置并锚固完成后，浇注混凝土，混凝土标号采用C30以上抗冻融混凝土；

②重复以上过程，直到各立柱基础全部完成；

③基础混凝土浇注完成24小时以后，沿立柱区开凿植入承重外墙的承力立柱区，按照立柱设计尺寸，凿入承重外墙厚度40~70%，外墙立柱区处的墙体开凿高度应该不超过新增楼层楼板1.2米，立柱开凿完成后，绑扎立柱钢筋、立柱与基础锚固钢筋，然后浇注设计标号混凝土，混凝土浇注高度到圈梁底部，采用C30以上抗冻融混凝土，混凝土与墙体形成一体，下部墙体安全性得到了保证，此时进行下一步；

④开凿圈梁沟

在立柱形成后，墙体足够安全，此时进行开凿圈梁沟，圈梁嵌入房屋承重外墙15～25厘米，目的是将墙体与新增立柱结合成为一体；

⑤承力横梁

横梁开凿穿透房屋承重外墙，布置锚固张拉端，锚固端布置在横梁的另一端，按照设计长度制作安装U型预应力锚索，按照后张法预应力在屋外实施张拉，横梁布置钢筋可与圈梁、立柱同时或顺序进行，使新增横梁、圈梁、立柱通过同一点，钢筋模板布置好后，进行预应力锚固端与张拉端布置，对端点锚固与筋材进行防腐处理，并按照设计要求布置好钢绞线，楼板为肋型结构，然后与圈梁、楼板一起浇注混凝土，张拉端与锚固端局部混凝土要求C40以上，其它部位采用C30以上抗冻融混凝土，24小时以后进行下一道工序；

U型预应力锚索采用简易低松弛无粘结钢绞线制作，包括钢筋网，承重钢板，焊接钢筋，永久保护采用套管内灌浆，锚固端为挤压头，张拉端为夹片；

U型预应力锚索锚固端制作：

首先按照拉索设计长度下料，包括张拉预留段，在锚固端剥开10厘米长PE保护皮，对于油层，使用丙酮进行清洗；或用液体钢铁表面除锈磷化剂，如钢绞线存在浮锈，则说明钢绞线已经开始锈蚀，此时应该先进行除锈、磷化，用液体钢铁表面除锈磷化剂涂刷或冲洗钢绞线，能够直接除锈并且磷化，生成保护膜，磷化施工温度在17℃以上，清洗后套上挤压头，上挤压器挤压成型，挤压成型后，在钢绞线与挤压头接触区，注入低黏度环氧树脂，达到挤压区内部全部用环氧树脂封闭，若封口位置封堵不严，注入环氧树脂可能有较多流失，采用封口食用胶封堵，注浆后将封口食用胶清除；

⑥二层或多层立柱处理

如有二层立柱，处理同前步骤③～⑤一样进行，多层也同样步骤；

⑦顶层立柱处理

房屋层顶下边有顶梁，穿过房屋承重外墙，这样立柱直接按照步骤③开凿到顶梁之下，顶梁锚固钢筋锚固到顶梁上，或采用横托牛腿，即在顶梁下布置双向钢筋混凝土牛腿托住顶梁，在牛腿两边设置钢筋混凝土约束，限制顶梁左右位移，或两种方式结合使用，若采用横托牛腿，则要求新旧混凝土结合良好，因此，旧混凝土应该清理表面，凿除碳化部分，涂刷界面剂，浇注混凝土，包括约束混凝土部分，约束混凝土尺寸30×20×20厘米；

采用锚固钢筋时，锚孔朝下，采用高流动环氧树脂浆体锚固，方法如下：钻孔采用不超过锚固钢筋直径2mm的钻头，然后插入锚固钢筋，用鸡蛋清面团封住孔口，在孔口中预埋注浆针头与排气细管，注入高强度环氧树脂浆，注意排气细管将一头放在锚孔顶端，细管出浆后将细管边拔边注浆，直到细管接近拔出，封闭细管与针头，此时已将钢筋锚固，再与立柱钢筋焊接形成结构整体，3小时后清除鸡蛋清面团；

新旧混凝土界面剂采用高速搅拌机搅拌3~5分钟，观察稠度合适于涂抹时即可涂抹，厚度1~3mm；

浇注混凝土，采用C30以上抗冻融混凝土，有效提高混凝土耐久性；

⑧28天后，按照设计张拉预应力，建议循环张拉，拉力逐步提高直到满足设计要求，夹片夹牢后，在夹片区灌注低黏度环氧树脂，增加夹片锚固的抗动荷载能力，然后采用迁移性阻锈混凝土封锚，这样大幅提高锚区预应力锚固的耐久性；

⑶拆模

混凝土拆模同常规结构，此时，结构改性已经成功，房屋已经从砖石结构变为框架结构，墙与框架成为一体。

2.根据权利要求1所述的一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法，其特征在于，所述特种快速凝结环氧树脂锚固浆是由下列重量份的原料组成：

634#环氧树脂 300~320份，

二丁脂 100~110份，

乙二胺 20~22份，

硫铝酸盐水泥 R·SAC 52.5 6100~6500份，

苯乙烯 1.0～16份，

丙酮 15~25份。

3.根据权利要求1所述的一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法，其特征在于，所述简易快速锚固浆是由下列重量份的原料组成：

硫铝酸盐水泥 R·SAC 52.5 1000份

聚羧酸高效减水剂 6～16份

硅树脂聚醚乳液 0.02～4份

低粘度降稠保塑剂,粘度在50~100cps 0.5～5份，

萘磺酸盐甲醛缩合物 0.5～12份。

4.根据权利要求1所述的一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法，其特征在于，所述封口食用胶是由下列重量份的原料组成：

食用胶基 50～80份，

胶姆糖基础剂 30～40份，

碱性填料 10～30份。

5.根据权利要求1所述的一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法，其特征在于，所述低黏度环氧树脂是由下列重量份的原料组成：

环氧树脂E-44型 1000份，

聚酞胺651 200～400份，

磷酸二丁酯 60～300份，

苯甲酸酯（高溶解） 0.25～300份，

氧化铝粉 280目 0.3～300份，

苯乙烯 80～150份，

丙酮或二甲苯 0.5～150份；

黏度用苯乙烯、丙酮或二甲苯调节。

6.根据权利要求1所述的一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法，其特征在于，所述新旧混凝土界面剂配方的各组分的重量份数比为：

通用硅酸盐水泥PO42.5 1000份，

粉煤灰Ⅰ级 5～300份，

水 200~350份，

复配材料包括下列重量份数比的原料：

聚羧酸高效减水剂 8～15份，

硅丙聚合物 1.5～15份,

硫铝酸盐复合剂 1～20份,

萘磺酸盐甲醛缩合物 1～12份。

7.根据权利要求1所述的一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法，其特征在于，所述高强度环氧树脂浆：

E-51环氧树脂 100份，

聚氨酯预聚体（—NCO%=4~5） 50份，

邻苯二甲酸二丁酯 10份，

二乙烯三胺 1份，

苯乙烯 8～20份。

8.根据权利要求1所述的一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法，其特征在于，所述迁移性阻锈封锚混凝土配合比：

通用硅酸盐水泥PO42.5 1000份，

粉煤灰Ⅰ级 20～300份，

中粗砂 2000～2800份，

石子 2100～3000份，

水 300~460份，

复配材料包括下列重量份数比的原料：

聚羧酸高效减水剂 60～150份，

引气剂 0.03～3份，

硅树脂聚醚乳液 0.02～4份，

低粘度降稠保塑剂,粘度在50~100cps 0.25～5份，

迁移性阻锈剂 MCI2010 2～25份，

萘磺酸盐甲醛缩合物 1～12份。

9.根据权利要求1所述的一种能提高抗震能力和安全寿命的旧房屋加楼层改造方法，其特征在于，所述鸡蛋清面团：鸡蛋一枚取清，白面二两，和成较为干硬面团。