旧有墙体开洞的加固方式研究

邢 华 雷

(煤炭工业太原设计研究院，山西 太原 030001)

1 概述

随着城市老旧房屋的越来越多，新型商业综合体往往远离居民住宅区，对于老旧房屋底层商业价值的需求也就越来越明显。但是普通民用建筑多数由于开间的限制，很难实现商业的大空间需求，这就需要对原有结构进行改造，对一些墙体进行开洞增加内部大空间区域，又或者增大出入口面积增加人流或者视线。

1.1 砖混砌体墙开洞

这类型主要是针对砖混结构，结构承重体系为黏土实心砖，对墙体开洞就是削弱现有的结构刚度和局部墙体承载力。所以对于这种类型的开洞，一定要从承载力和抗震方面分别计算开洞对于结构的整体影响，而且严格控制开洞的数量、大小和位置。砖混结构的损坏就是松散型破坏，破坏时间短，不易补救。如果开洞过多过大，会给建筑带来不可逆转的破坏。

1.2 框架填充砌块墙开洞

这类型主要是针对框架结构，结构承重体系为框架柱和框架梁，其中砌体砌块属于后砌构件，对于结构本身刚度和承载力几乎没有贡献。这类型墙体开洞对于原结构基本没有损失，只要控制使用荷载不超过设计要求，就可以实现自由开洞，自由填充。当然填充墙对于结构抗震不是完全没有作用，它的多少对于结构周期折减有贡献，所以也要按照设计要求做必要的复核验算，这个验算涉及承载力和抗震验算。框架结构的破坏主要是框架梁或框架柱的破坏，很少因为填充墙体导致结构破坏，所以这类型的墙体开洞是比较容易实现的。

1.3 钢筋混凝土剪力墙开洞

这类型主要是针对纯剪力墙结构或者框架剪力墙结构，结构承重体系就是钢筋混凝土墙，开洞部位在钢筋混凝土墙上，这种墙上开洞对于墙体承载力、刚度和抗震性都有影响，而且影响较大，所以在开洞前一定要进行充分的验算，防止盲目开洞对结构造成损伤，这种开洞一般需要进行结构加固补偿，否则很难通过验算。而且开洞数量、大小和位置对于结构整体性有直接的关系。所以这类型的墙体开洞也是当今社会难度较大的加固改造技术。

2 开洞补强方法

新时代孕育着新技术，当今社会建筑改造加固行业勃勃兴起，对于墙体开洞补强加固的方法很多，主要思路就是替换法和补强法。国家相应颁布了国标规范和图集，就是为了更好的指导加固设计和施工，现就三种类型墙体开洞分别表述。

2.1 砖混砌体墙开洞

主要参照国标图集15G611砖混结构加固与修复和相关规范。根据洞口大小可以分为小洞口(<600)、一般洞口(600～1 200)、大洞口(1 200～2 000)和超大洞口(>2 000)。下面分别表述：

1)小洞口(<600)。这类型洞口主要是用于设备管道开洞或者检修临时开洞。由于砖砌体本身砌筑采用马牙槎砌筑，互相之间咬合力尚可，对于此类型的洞口最好选在圈梁下部，可使圈梁承担一部分上部荷载，也不会造成结构隐患或者破坏，对抗震的影响也几乎可以忽略。所以在施工上述洞口时尽量沿砖缝静力切割，防止由于切割方式的不当对原有结构造成更大的损伤。如果洞口不能开在圈梁下部，也应选在靠近圈梁的部位。如果洞口开在墙体下端，从安全角度考虑应在洞口上部墙体的灰缝内嵌入钢筋，每边超过洞口200，且钢筋嵌入后应抹水泥封闭。

2)一般洞口(600～1 200)。这种类型的洞口一般是门洞或通道之类，是为了使彼此封闭的空间联通，也是最常遇到的情况，按照规范图集要求，此类型洞口开洞前需对楼板或上部结构进行临时支撑，加固方式采用角钢封闭洞口，具体做法是：a.凿除砌体墙抹灰层并控制尽量少伤害墙面；b.根据所选的角钢尺寸，再剔除洞口上部近似角钢尺寸的水平灰缝的砂浆，吹净灰粉，抹入掺胶的水泥胶泥，保证胶泥填满灰缝并高出灰缝3 mm～5 mm，立刻嵌入切割好的角钢并压紧；c.按同一工序施工墙体另一侧角钢，静置不少于24 h；d.采用钻机对角钢打孔，使用普通螺栓连接两侧角钢，螺栓不少于两个并间距不大于500 mm；e.拆除洞口局部砌体，再对原有角钢下端采用缀板焊接连接，待洞口上部施工完毕观测洞口上部墙体有无沉降开裂情况，若正常后方可进行洞口的大面积开凿；f.拆除临时支撑，并采用水泥砂浆封闭洞口周边墙体，有必要时可在洞口两侧也按此法加固洞边。要保证角钢超过洞口每边200 mm。如果所开洞口数量极少，可不进行抗震验算，若开洞口数量较多，应对结构整体模型进行抗震及承载力验算，出现抗震及承载力不足的情况，应考虑增加墙体刚度的方法，比如开洞墙体进行面层加固法或增设构造柱壁柱的方式。

3)大洞口(1 200～2 000)。这类型的洞口一般是为了联通两个封闭的房间形成较开阔视野的大空间，也属于比较常见的一种方式。按照规范图集要求，此类型洞口开洞前需对楼板或上部结构进行临时支撑，加固方式采用洞口下沿增设钢筋混凝土托梁的方法，具体做法是：a.凿除砌体墙抹灰层并控制尽量少伤害墙面；b.根据上部荷载所计算的托梁尺寸在门洞位置放线，制作与梁高相同的钢撑，可用圆钢也可以采用工字钢，随后在混凝土托梁位置局部打孔，安置钢撑用来支撑上部墙体传来的荷载；c.按同一工序施工墙体所有钢撑，设置间距不大于500 mm，空置时间不多于24 h；d.采用静力切割法对托梁位置墙体进行拆除，尽量沿着灰缝切割，托梁两端超过洞口不少于200 mm，切割完毕清理灰尘及破碎物，进行托梁钢筋的摆放及支模，钢撑直接埋入托梁内不必取出；e.浇筑托梁混凝土，最好采用细石混凝土或者灌浆料，待强度到达设计强度70%再进行拆模，并检查浇筑质量，若存在浇筑问题，应考虑重新浇筑，不可二次修补浇筑；f.静力拆除洞口位置墙体，并采用水泥砂浆封闭洞口周边墙体，有必要时可在洞口两侧也按此法加固洞边，要保证托梁钢筋植筋锚入楼板或梁内。这类型洞口属于抗震规范明确的大洞口，必须进行承载力及抗震验算，若出现抗震及承载力不足的情况，应考虑增加墙体刚度的方法，比如开洞墙体进行面层加固法或增设构造柱壁柱的方式。

4)超大洞口(>2 000)。这类型洞口基本属于正面墙体的拆除，一般建议在房屋顶层考虑，若在底层则不建议开洞。开洞方式同上述大洞口开洞方式，只是托梁必须计算荷载及代换折减。这类型洞口必然对抗震产生极大的影响，加固不当容易引起结构的安全问题，故慎重。

2.2 框架填充砌块墙开洞

框架结构的特性就是空间划分随意性大，由于填充砌块的轻质性，可以对已砌筑的墙体进行随意空间分割，开洞原则也是尽量在洞口周边设置钢筋混凝土圈梁和构造柱，以防止剩余砌体墙的失稳，构造柱钢筋应上下端植入框架梁内，圈梁必须与构造柱封闭。

2.3 钢筋混凝土剪力墙开洞

主要参照国标图集06SG311—1混凝土结构加固构造和相关规范。根据洞口大小可以分为小洞口(<300)、较小洞口(300～500)、一般洞口(500～1 000)、大洞口(1 000～3 000)和超大洞口(>3 000)。下面分别表述：

1)小洞口(<300)。这类型洞口主要是用于设备管道开洞，可不做加固处理。

2)较小洞口(300～500)。这种类型的洞口一般是大型设备管道门洞，是较常遇到的情况。采用洞口周边双面粘贴扁钢的方式加固。

3)一般大洞口(500～1000)。这种类型的洞口一般是门洞或通道之类，是为了使彼此封闭的空间联通，也是最常遇到的情况。应在洞周边外包型钢边框的方式加固，开洞数量较多的时候应验算承载力和抗震。

4)大洞口(1 000～3 000)。这类型的洞口一般是为了联通两个封闭的房间形成较开阔视野的大空间。也采用一般大洞口的加固方式，型钢边框尚应延伸门洞长度的1/3。这类型开洞必须进行承载力和抗震验算。

5)超大洞口(>3 000)。这类型洞口基本属于正面墙体的拆除，一般建议在房屋顶层考虑，若在底层则不建议开洞。增设托梁的方式应采用托梁拆墙法，再此不多表述。

3 结语

随着墙体洞口的增设，使一些房屋具备了更好的使用价值和商业价值，当然对于建筑物本身也带来了很大的伤害。原则上不提倡对既有结构进行开洞，尤其是大洞口及超大洞口，很多工程事故都是因为随意对老旧建筑开洞造成的整栋建筑塌毁，所以需要设计人员遇到此类问题时要慎重；另外，计算时一定要考虑折减和安全储备，切不可按照新建建筑考虑。