本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)抗震與加固技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增生土墻加固裝置。

背景技術(shù)：

生土墻是一種比較古老的砌筑方式，在我國部分地區(qū)仍有此類建筑物的存在和使用。但是此種墻體材料本身強(qiáng)度低、脆性大、變形能力很差，地震作用下承載力迅速下降，極易發(fā)生倒塌，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，急需尋求一種改善生土墻的抗震性能尤其是增加延性的有效措施，以滿足生土墻的安全使用需求。

生土墻建筑的建設(shè)年代久遠(yuǎn)，因此一些整體結(jié)構(gòu)較完整、外形具有時代特征的建筑具有一定的保存價(jià)值。對現(xiàn)有的生土墻建筑進(jìn)行加固也是保存生土墻建筑的方式。現(xiàn)有的加固技術(shù)，常常會破壞墻體的立面，破壞墻體的外立面，降低建筑物的保存價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種生土墻加固裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種生土墻加固裝置，包括磚柱，高延性混凝土面層，水平高延性混凝土帶，T形拉結(jié)鋼筋，水平鋼筋和高延性混凝土抗剪鍵；

生土墻表面開設(shè)有若干水平凹槽和豎向凹槽；

所述水平凹槽底部設(shè)有孔洞，所述孔洞軸向與生土墻墻面垂直，沿孔洞軸向設(shè)有橫截面大小不同孔洞，且朝向墻體內(nèi)部分別為第一橫截面和第二橫截面，所述第一橫截面直徑小于第二橫截面直徑；

所述孔洞內(nèi)澆筑高延性混凝土，構(gòu)成高延性混凝土抗剪鍵；所述高延性混凝土抗剪鍵內(nèi)埋有T形拉結(jié)鋼筋；

水平凹槽內(nèi)放置有水平鋼筋，所述水平鋼筋與所述T形拉結(jié)鋼筋綁扎在一起；

水平凹槽內(nèi)灌注高延性混凝土，構(gòu)成水平高延性混凝土帶，所述水平高延性混凝土帶將水平鋼筋和T形拉結(jié)鋼筋包覆；

所述豎向凹槽底部設(shè)有孔洞，所述孔洞軸向與生土墻墻面垂直，沿孔洞軸向設(shè)有橫截面大小不同孔洞，且朝向墻體內(nèi)部分別為第三橫截面和第四橫截面，所述第三橫截面直徑小于第四橫截面直徑；孔洞內(nèi)澆筑高延性混凝土，構(gòu)成高延性混凝土抗剪鍵；

所述豎向凹槽內(nèi)砌筑有磚柱，磚柱高度與生土墻等高；

所述豎向凹槽底部高延性混凝土抗剪鍵內(nèi)埋有T形拉結(jié)鋼筋，T形拉結(jié)鋼筋有端頭鋼筋的一端伸出磚柱；

生土墻表面未開槽部分設(shè)有孔洞，所述孔洞軸向與生土墻墻面垂直，沿孔洞軸向設(shè)有橫截面大小不同孔洞，且朝向墻體內(nèi)部分別為第五橫截面和第六橫截面，所述第五橫截面直徑小于第六橫截面直徑；孔洞內(nèi)澆筑高延性混凝土，構(gòu)成高延性混凝土抗剪鍵；

所述高延性混凝土抗剪鍵內(nèi)埋有T形拉結(jié)鋼筋，所述T形拉結(jié)鋼筋有端頭鋼筋的一端突出生土墻墻面；

在生土墻外表面涂覆有高延性混凝土面層，所述高延性混凝土面層厚度為15～30mm；高延性混凝土面層將磚柱，伸出磚柱表面的T形拉結(jié)鋼筋，突出生土墻墻面的T形拉結(jié)鋼筋和水平高延性混凝土帶包覆。

可選的，所述水平凹槽的寬度為150～300mm，深度為30～100mm，相鄰水平凹槽間距為900～1500mm。

可選的，所述孔洞的深度為100～150mm；第一橫截面、第三橫截面和第五橫截面直徑為25～50mm；第二橫截面、第四橫截面和第六橫截面直徑為80～120mm。

可選的，所述T形拉結(jié)鋼筋的直徑為6～10mm。

可選的，所述水平凹槽內(nèi)相鄰孔洞的水平距離為600～1000mm。

可選的，所述豎向凹槽寬度為240～620mm，深度為150～400mm，相鄰豎向凹槽的間距為1000～1500m。

可選的，所述豎向凹槽內(nèi)相鄰孔洞的水平距離為120～240mm，豎直距離為300～600mm。

可選的，所述生土墻表面未開槽部分相鄰孔洞的水平距離為600～1000mm，豎直距離為600～1000mm。

另外，所述豎直凹槽內(nèi)的T形拉結(jié)鋼筋埋入高延性混凝土抗剪鍵內(nèi)的長度為100～150mm，T形拉結(jié)鋼筋伸出磚柱的長度為高延性混凝土面層厚度的一半。

還有，所述高延性混凝土的組分為水泥、粉煤灰、砂、PVA纖維、減水劑和水；按質(zhì)量百分比計(jì)，水泥：粉煤灰：砂：水＝1：1：0.76：0.58；

以水泥、粉煤灰、砂和水混合均勻后的總體積為基數(shù)，PVA纖維的體積摻量為1.5％；減水劑的添加量為水泥、粉煤灰和硅灰總質(zhì)量的0.8％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的特點(diǎn)：

(1)本加固裝置采用增設(shè)磚柱和涂抹高延性混凝土面層來加固生土墻，高延性混凝土面層與磚柱粘結(jié)良好，和磚柱共同承擔(dān)豎向荷載，面層和磚柱對生土墻產(chǎn)生橫向約束作用，防止其發(fā)生過大的變形，提高了墻體的承載力和抗震性能。其具有施工簡便、成本較低且延性較好的優(yōu)點(diǎn)。

(2)本加固裝置的水平高延性混凝土帶與豎向高延性混凝土組合柱形成類似框架的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了墻體的整體性。

(3)本加固裝置采用高延性混凝土抗剪鍵，即增加了水平高延性混凝土帶與墻體共同工作的能力，又能防止水平高延性混凝土帶與墻體發(fā)生剝離。高延性混凝土抗剪鍵可以埋置和錨固T形拉結(jié)筋，解決了傳統(tǒng)方式中鋼筋穿過墻體對外立面的破壞。

(4)本加固裝置加固完成后，墻體厚度未增加，墻體的內(nèi)立面可保持平整無突出，方便后期的裝修。

(5)、該加固裝置可僅在墻體內(nèi)側(cè)加固，不改變墻體外立面。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明的立面示意圖。

圖2是本發(fā)明生土墻表面凹槽與孔洞剖面圖。

圖3是本發(fā)明生土墻表面凹槽與孔洞A-A剖面圖。

圖4是本發(fā)明生土墻表面凹槽與孔洞B-B剖面圖。

圖5是本發(fā)明生土墻表面凹槽與孔洞C-C剖面圖。

圖6是本發(fā)明生土墻表面孔洞F-F剖面圖。

圖7是本發(fā)明的俯視圖。

圖8是本發(fā)明的A-A剖面圖。

圖9是本發(fā)明的B-B剖面圖。

圖中各代碼表示：1-生土墻；2-磚柱；3-高延性混凝土面層；4-T形拉結(jié)鋼筋；5-水平鋼筋；6-高延性混凝土抗剪鍵；7-水平高延性混凝土帶，8-孔洞；801-第一橫截面；802-第二橫截面；803-第三橫截面；804-第四橫截面；805-第五橫截面；806-第六橫截面；9-水平凹槽；10-豎直凹槽。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的高延性混凝土的組分為水泥、粉煤灰、砂、PVA纖維、減水劑和水；其中，按質(zhì)量百分比計(jì)，水泥：粉煤灰：砂：水＝1：1：0.76：0.58；以水泥、粉煤灰、砂和水混合均勻后的總體積為基數(shù)，PVA纖維的體積摻量為1.5％；減水劑的添加量為水泥、粉煤灰和硅灰總質(zhì)量的0.8％。

上述高延性混凝土的攪拌方法為：首先將水泥、粉煤灰和砂倒入強(qiáng)制式攪拌機(jī)中干拌2～3分鐘；再加入減水劑和80％的水；然后加入PVA纖維再攪拌2分鐘后加入剩余20％的水，攪拌1～2分鐘。

實(shí)施例：

本發(fā)明的具體施工步驟如下：

步驟一：在生土墻上開設(shè)豎向凹槽和水平凹槽；

步驟二：在所述豎向凹槽和水平凹槽內(nèi)，用鉆孔器鉆出內(nèi)部為擴(kuò)大頭的孔洞，在孔洞內(nèi)埋入T形連接鋼筋，在孔洞內(nèi)灌入高延性混凝土；

步驟三：在豎向凹槽內(nèi)砌筑與凹槽深度相同、寬度相同的磚柱，砌筑過程中，保證T形連接鋼筋穿過磚柱的豎縫；

步驟四：在水平凹槽內(nèi)放置水平鋼筋，與T形連接鋼筋綁扎在一起，然后填滿高延性混凝土。

步驟五：在生土墻整個墻面涂抹高延性混凝土面層。

參考圖1～圖4，本實(shí)施例待加固的生土墻1長度為4.5m，高度為3m，厚為500mm。本實(shí)施例給出的墻體包括：包括生土墻1、磚柱2、高延性混凝土面層3、T形拉結(jié)鋼筋4和高延性混凝土抗剪鍵6，在生土墻上1上沿水平方向每隔1500mm開設(shè)寬度為490mm、深度為180mm的豎向凹槽，沿墻體高度每隔1000mm開設(shè)高度為300mm、深度為30mm的水平凹槽；在豎向凹槽內(nèi)沿墻高每隔500mm鉆出2個直徑為50mm的孔洞，孔洞間的距離為240mm，孔洞內(nèi)填充高延性混凝土，形成高延性混凝土抗剪鍵6，高延性混凝土抗剪鍵6內(nèi)放置直徑為6mm的T形連接鋼筋4，T形連接鋼筋4無端頭鋼筋的一端埋入高延性混凝土抗剪鍵6內(nèi)，有端頭鋼筋的一端突出墻面15mm；在水平凹槽底沿墻長每隔500mm鉆出直徑為50mm帶擴(kuò)大頭的孔洞，孔洞內(nèi)填充高延性混凝土，形成高延性混凝土抗剪鍵6，高延性混凝土抗剪鍵6內(nèi)放置直徑為6mm的T形連接鋼筋4，T形連接鋼筋4無端頭鋼筋的一端埋入高延性混凝土抗剪鍵6內(nèi)，有端頭鋼筋的一端突出墻面15mm；在所述豎向凹槽內(nèi)采用M5.0的水泥砂漿砌筑寬度為490mm、厚度為180mm厚的磚柱2至樓板底處，磚強(qiáng)度等級為MU10，砌筑過程中，保證T形連接鋼筋4穿過磚柱的豎縫，同時用水泥砂漿填滿磚柱2與生土墻1之間的空隙；在所述水平凹槽內(nèi)放置水平鋼筋，與T形鋼筋的端頭鋼筋綁扎在一起，水平鋼筋從磚柱2的水平縫內(nèi)通過，然后用高延性混凝土填滿水平凹槽，形成水平高延性混凝土帶7；最后，在整個墻面上涂覆高延性混凝土面層3，高延性混凝土面層3厚度為30mm，所述高延性混凝土面層3將磚柱和水平高延性混凝土帶7包覆。

上述實(shí)施例：高延性混凝土中所用砂的最大粒徑為1.26mm；PVA纖維為上海羅洋科技有限公司生產(chǎn)的PA600型纖維，長度為8mm，直徑為26μm，抗拉強(qiáng)度為1200MPa，彈性模量為30GPa；水泥為P.O.42.5R硅酸鹽水泥；粉煤灰為Ⅰ級粉煤灰；減水劑為減水率在30％以上的聚羧酸高效減水劑，聚羧酸減水劑為江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的-Ⅰ型聚羧酸高性能減水劑。

高延性混凝土是一種具有高強(qiáng)度、高延性、高耐久性和高耐損傷能力的建筑材料，采用高延性混凝土面層對生土墻體進(jìn)行加固，可提高承載力和變形能力。在生土墻墻體內(nèi)增設(shè)的磚柱，其表面涂覆了高延性混凝土面層后，抗震性能和變形能力得到提高，可在生土墻墻體內(nèi)部對其形成約束作用，提高生土墻的抗震性能；水平高延性混凝土帶加強(qiáng)對墻面橫向的約束作用，提高墻體的變形能力。高延性混凝土抗剪鍵，增加了高延性混凝土面層與墻體共同工作的能力，防止高延性混凝土面層與墻體發(fā)生剝離。該加固裝置可僅在墻體內(nèi)側(cè)加固，不改變墻體外立面，有利于保存有價(jià)值的生土墻建筑。

本加固裝置采用增設(shè)磚柱和涂抹高延性混凝土面層來加固生土墻。由于高延性混凝土面層與磚柱具有良好的粘結(jié)性能，能磚柱組合在一起共同工作；高延性混凝土面層與磚柱形成的組合磚柱對生土墻的變形有約束作用，防止其發(fā)生脆性變形，提高了墻體的承載力和抗震性能。水平高延性混凝土帶與豎向高延性混凝土組合柱形成類似框架的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了墻體的整體性。

其施工過程簡便快捷，易于操作，施工方式不會增加墻體厚度。