CN108999425A - 一种用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法 - Google Patents

一种用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法，包括以下步骤：1)在待加固砌体结构砖墙侧面沿水平方向的灰缝上开设若干渗浆孔，再清理渗浆孔内的杂物后进行冲洗；2)将灌浆嘴插入于渗浆孔内，并固定，将高分子浆液装入注射器中，再自下到上通过各灌浆嘴将高分子浆液注射到各渗浆孔中，直至灌浆嘴有高分子浆液溢出为止；3)静置，直至待高分子浆料渗入到灰缝的毛细管道中，然后转至步骤2)进行下一次的注浆，当注浆N次后，高分子浆液渗入到渗浆孔周围的灰缝中，然后拔出灌浆嘴，并通过糯米灰浆对渗浆孔进行封口处理，压实后养护，该方法能够实现古建筑砌体结构的加固，且对古建筑砌体结构的外观影响较小。

Description

一种用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法
技术领域
本发明属于古建砖墙加固方法，具体涉及一种用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法。
背景技术
我国是一个拥有悠久历史的文明古国，其历史建筑也在世界上享有盛誉，其中砌体结构作为古建筑形式的重要组成部分，所保留下的完整的砌体结构不仅遍布广泛且数量众多，如西安大慈恩寺的大雁塔、南京灵谷寺的无梁殿、河南登封嵩岳寺塔等。古建筑砌体结构作为我国古代建筑的杰出代表，对研究我国古代历史、文化、宗教、政治、艺术以及经济交往等都具有非凡的价值，是中国古代建筑中最为宝贵的一笔文化遗产。但现存古建筑砌体结构大多经受了长期的自然灾害及人为破坏，均有不同程度的损伤，加之材料风化等原因，加剧了结构承载力的下降。
随着我国国民经济的迅速发展，“盛世修古建”的思潮快速散播开来。目前国内外针对古建筑砌体结构的加固方法做了一些研究。西安建筑科技大学王社良课题组在文章《某古塔抗震及碳纤维加固性能分析》及《基于ECC的小雁塔抗震加固性能分析》中分别针对建于唐朝贞观元年某砖砌古塔及建于唐景龙年间小雁塔，分别采用外贴FRP片材及涂抹ECC面层进行了加固修复。并通过有限元软件进行了模拟分析。王亭在文章《历史风貌建筑砖砌体加固试验及模拟计算分析》采用钢筋网水泥抹面方法对某历史性砖墙进行加固，并分析了其力学性能。呼梦洁在文章《震损砖石古塔灌浆围箍加固的抗震性能试验研究》针对四川某砖石古塔，采用预应力围箍进行了加固修复，并通过试验和有限元分析。魏智辉在文章《勾缝加固砖砌体墙的抗压性能试验》针对砌体结构历史建筑，采用勾缝加固方法，并进行了轴压试验，上述这些方法虽然可以有效提高古建筑砌体结构力学性能，但均在不同程度上影响古建筑砌体结构的外观，破坏了原有的历史风貌，对古建筑历史信息的研究和传承造成一定的损失。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法，该方法能够实现古建筑砌体结构的加固，且对古建筑砌体结构的外观影响较小。
为达到上述目的，本发明所述的用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法包括以下步骤：
1)在待加固砌体结构砖墙侧面沿水平方向的灰缝上开设若干渗浆孔，再清理渗浆孔内的杂物，然后通过清水冲洗渗浆孔；
2)将灌浆嘴插入于渗浆孔内，并通过糯米粉灰浆进行固定，将高分子浆液装入注射器中，再自下到上通过各灌浆嘴将高分子浆液注射到各渗浆孔中，直至灌浆嘴有高分子浆液溢出为止；
3)静置，直至待高分子浆料渗入到灰缝的毛细管道中，然后转至步骤2)进行下一次的注浆，当注浆N次后，高分子浆液渗入到渗浆孔周围的灰缝中，然后拔出灌浆嘴，并通过糯米灰浆对渗浆孔进行封口处理，并使用钢棒进行压实处理，然后在自然条件下进行养护，完成古建筑砌体结构的渗浆加固。
同一水平高度上，相邻两个渗浆孔之间的间距为400mm-600mm，渗浆孔的横截面为直径为8mm的圆形，渗浆孔的深度等于待加固砌体结构的砖墙厚度。
渗浆孔的两端均插入有灌浆嘴。
在自然条件下进行养护的养护时间为48h。
渗浆孔位于水平方向的灰缝与竖直方向的灰缝的交叉位置处。
不同高度的相邻两个渗浆孔错开分布。
当注浆5次后，高分子浆液渗入到渗浆孔周围的灰缝中，然后拔出灌浆嘴。
步骤1)中用钢棒清理渗浆孔内的杂物。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法在具体操作时，通过在待加固砌体结构砖墙侧面沿水平方向的灰缝上开设若干渗浆孔，然后利用灌浆嘴将高分子浆料注射到渗浆孔中，使得高分子浆液渗入到渗浆孔周围的灰缝中，实现其内部裂缝的补修及灰浆粘结力的增加，以提高古建筑结构的整体力学性能，操作方便，易于实现。同时经本发明加固后，文物建筑的外观与原有外观差异较小，从而最大限度的保护古建筑的历史信息。另外，本发明通过注射器进行注浆，在注浆过程中，对建筑产生的扰动较小，避免对建筑产生新的破坏。
附图说明
图1为本发明中渗浆孔3的位置图；
图2为图1的侧视图；
图3为灌浆嘴4的安装示意图；
图4为图1中1-1方向的截面图；
图5为注射器5注射过程中的示意图；
图6为加固后砂浆的示意图；
图7为未加固砌体结构的荷载-位移滞回曲线图；
图8为加固后砌体结构的荷载-位移滞回曲线图；
图9为加固后及未加固砌体结构的水平荷载-位移骨架曲线图。
其中，1为待加固砌体结构、2为灰缝、3为渗浆孔、4为灌浆嘴、5 为注射器、6为高分子浆液。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1至图6，本发明所述的用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法包括以下步骤：
1)在待加固砌体结构1砖墙侧面沿水平方向的灰缝2上开设若干渗浆孔3，再清理渗浆孔3内的杂物，然后通过清水冲洗渗浆孔3；
2)将灌浆嘴4插入于渗浆孔3内，并通过糯米粉灰浆进行固定，将高分子浆液6装入注射器5中，再自下到上通过各灌浆嘴4将高分子浆液6注射到各渗浆孔3中，直至灌浆嘴4有高分子浆液6溢出为止；
3)静置，直至待高分子浆料渗入到灰缝2的毛细管道中，然后转至步骤2)进行下一次的注浆，当注浆N次后，高分子浆液6渗入到渗浆孔3周围的灰缝2中，然后拔出灌浆嘴4，并通过糯米灰浆对渗浆孔3 进行封口处理，并使用钢棒进行压实处理，然后在自然条件下进行养护，完成古建筑砌体结构的渗浆加固。
同一水平高度上，相邻两个渗浆孔3之间的间距为400mm-600mm，渗浆孔3的横截面为直径为8mm的圆形，渗浆孔3的深度等于待加固砌体结构1的砖墙厚度；不同高度的相邻两个渗浆孔3错开分布；渗浆孔 3的两端均插入有灌浆嘴4。
在自然条件下进行养护的养护时间为48h。
渗浆孔3位于水平方向的灰缝2与竖直方向的灰缝2的交叉位置处。
当注浆5次后，高分子浆液6渗入到渗浆孔3周围的灰缝2中，然后拔出灌浆嘴4。
步骤1)中用钢棒清理渗浆孔3内的杂物。
仿真实验
本实验以小雁塔砌体墙作为试验对象，进行加固性能的测定。试验开始前，先进行小雁塔砌体墙的真实材料力学参数的采集，依据测得的参数信息制作试验墙体，使本次渗透加固试验墙体接近古建筑加固条件，本次试验选取尺寸为240mm*115mm*53mm的实心砌块作为原砌体结构砌块，用以模拟古建筑砌块，墙体试件的尺寸为240mm*1200mm*1800mm，用以模拟古建筑砌体结构砖墙。砌筑灰浆采用古建筑中常用到的糯米灰浆进行原砌体墙灰缝2的制作，接近古建筑灰缝2的性能。对试件砖墙进行砌筑完毕后进行为期28d的养护，同时保证养护期间的温度及湿度，以保证试验所采用试件与原古建筑墙体性能接近，使本次试验具有代表性，能反映古建筑的结构特点。试验过程中采用的高分子浆液为高渗透性改性环氧树脂(M-EP)，填补渗浆孔3的原低强度砂浆采用糯米砂浆。
采用本发明进行试件墙体的加固，加固完成后，利用作动器进行荷载—位移双控制的加载方式，分别得到未加固试件及加固后试件墙体的荷载-位移滞回曲线如图7、图8及图9所示，对比图7及图8，加固试件墙体的滞回曲线更加饱满，滞回环所围面积也较大，说明加固之后使得原砌体结构砖墙拥有更好的耗能能力；由图9可以看出，相较于未加固墙体骨架曲线WS1，加固后的墙体骨架曲线WS2峰值大，且曲线斜率减小慢，近似直线段也较长。这说明加固后的墙体不仅拥有更高的承载力及极限位移，墙体的弹性阶段也有了显著增长，充分表明本发明的加固效果良好。
以上对本加固方法充分描述，但只是示意性的实施方式，本发明的实施不限于此，基于本设计方案的任何不需要付出创造性劳动即可进行的各种修改或变形仍在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在待加固砌体结构(1)砖墙侧面沿水平方向的灰缝(2)上开设若干渗浆孔(3)，再清理渗浆孔(3)内的杂物，然后通过清水冲洗渗浆孔(3)；
2)将灌浆嘴(4)插入于渗浆孔(3)内，并通过糯米粉灰浆进行固定，将高分子浆液(6)装入注射器(5)中，再自下到上通过各灌浆嘴(4)将高分子浆液(6)注射到各渗浆孔(3)中，直至灌浆嘴(4)有高分子浆液(6)溢出为止；
3)静置，直至待高分子浆料渗入到灰缝(2)的毛细管道中，然后转至步骤2)进行下一次的注浆，当注浆N次后，高分子浆液(6)渗入到渗浆孔(3)周围的灰缝(2)中，然后拔出灌浆嘴(4)，并通过糯米灰浆对渗浆孔(3)进行封口处理，并使用钢棒进行压实处理，然后在自然条件下进行养护，完成古建筑砌体结构的渗浆加固。
2.根据权利要求1所述的用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法，其特征在于，同一水平高度上，相邻两个渗浆孔(3)之间的间距为400mm-600mm，渗浆孔(3)的横截面为直径为8mm的圆形，渗浆孔(3)的深度等于待加固砌体结构(1)的砖墙厚度。
3.根据权利要求1所述的用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法，其特征在于，渗浆孔(3)的两端均插入有灌浆嘴(4)。
4.根据权利要求1所述的用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法，其特征在于，在自然条件下进行养护的养护时间为48h。
5.根据权利要求1所述的用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法，其特征在于，渗浆孔(3)位于水平方向的灰缝(2)与竖直方向的灰缝(2)的交叉位置处。
6.根据权利要求1所述的用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法，其特征在于，不同高度的相邻两个渗浆孔(3)错开分布。
7.根据权利要求1所述的用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法，其特征在于，当注浆5次后，高分子浆液(6)渗入到渗浆孔(3)周围的灰缝(2)中，然后拔出灌浆嘴(4)。
8.根据权利要求1所述的用于古建筑砌体结构的渗浆加固方法，其特征在于，步骤1)中用钢棒清理渗浆孔(3)内的杂物。
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