摘要：近來全球地震頻發，在中小學建筑設計如何加固抗震，是我們必須要重視的問題。本文發表在《礦床地質》上，是地震論文發表范文，文章通過歸結中小學校舍加固過程經驗，系統分析了當前中小學校舍質量安全存在的現狀原因;針對當前校舍質量安全現狀并結合對中小學校舍加固過程經驗的總結從校舍的檢測、安全鑒定、加固方案、施工監督等方面進行了探討與分析。

　　關鍵詞：抗震加固;質量安全;監督管理

　　1概述

　　在我國有40多萬所中小學校，約兩億名中小學生，1300多萬中小學教師。而且我國又是一個地震、洪澇、山體滑坡、泥石流、臺風等自然災害頻發的國家，僅地震重點監視防御區和七度以上地震高烈度區的分布就占全國的一半以上，當前全國校舍房屋建筑質量普遍抗震性能差，離現行規范、規程規定的標準相差甚遠。另外,目前仍有很多地區中小學校舍有相當部分達不到抗震設防和其他防災要求，C級和D級危房仍較多存在。已經修繕改造的校舍，仍有一部分不符合抗震設防等防災標準和設計規范。

　　特別在汶川大地震后中小學校舍安全更引起了黨和國家的重視，據國務院及全國校安程工程領導組精神，安徽省各地自09年著手對全省中小學校舍進行了排查、加固工作，取得很大的良效，現就結合安徽省巢湖市校安工程的實施對中小學校舍加固工程進行探討與分析。

　　2加固前中小學校舍現狀及其成因

　　因缺少縣域校園布點或布點規劃修整跟不上城市化進程，人口結構變化步伐等因素，造成校園布局不合理，資金投入不配比。一些農村中小學校舍難以得以重建、維護、修繕，根據巢湖市校安工程前期的調查，校舍工程質量安全存在的常見問題歸納起來有以下幾方面。

　　(1)設計缺陷。對工程地質、地基情況了解不全，地基承載力估計過高，漏算或少算作用于結構上的荷載;設計人員受力分析概念不清，結構內力計算錯誤等;結構構造不合理，如梯間作為安全島部分未作加強處理，構柱布置不合理等。

　　(2)施工質量低劣。首先是工匠的素質不高，特別是邊遠農村，由此人為造成如混凝土強度等級低于設計要求，鋼筋混凝土結構構件有蜂窩、孔洞、露筋等缺陷，鋼筋力學性能不符合設計要求;砌體構件中砌筑方法不當，造成通縫，空心砌塊不按設計要求灌筑混凝土芯柱;或鋼結構的焊接質量或焊縫高度達不到設計要求;材料上多使用淘汰的產品等。

　　(3)改擴建造成的安全隱患。由于質量安全意識不強，部分學校為滿足使用功能的要求隨意改建校舍，如擴大開洞率，甚至拆除部分承重墻以及未經核算就在原有建筑物上加層，改變疏散通道等，以此造成原有結構承載力不足、疏散不規范等。

　　(4)其它情況。使用環境惡化，如結構長期受到高溫、振動、酸、堿、鹽、雜散電流等不利因素作用，引起結構構件的腐蝕性和損傷等;建筑物年久失修.結構有損傷或破壞，不能滿足目前的使用要求或安全度不足;由于各種災害事件的影響使結構產生裂縫或者破壞。

　　3校安抗震加固實施要點及控制要素

　　校舍加固過程分抗震鑒定、加固方案、施工監督驗收備案等階段。現分別論述如下：

　　3.1抗震檢測、鑒定

　　在對校舍作鑒定時應根據現有建筑設計建造年代及原設計依據規范的不同明確其后續使用年限，根據不同后續使用年限的建筑應采用相應的抗震鑒定方法，根據規范分為A、B、C類建筑抗震鑒定方法。通過抗震鑒定明確現有建筑抗震鑒定的設防目標，適度提高了乙類建筑的抗震鑒定要求。

　　3.1.1檢測

　　科學合理地采用適當的檢測方法，盡量減少破壞性檢測。常用檢測方法有混凝土結構檢測、砌體結構檢測、鋼結構檢測和鋼混凝土組合結構檢測等。內容上主要注重結構材料的力學性能檢測、結構的構造措施檢測等。對砌體結構根據巢湖市此次經驗，采用測試砂漿強度的間接方法基本能滿足要求，通過測試與砂漿強度有關的物理參數，進而推定其強度，即使增大了測試誤差，但測試工作較為簡便，可以做到對砌體工程損傷較少或無損傷。當然具體的檢測方法應綜合考慮結構情況可采用檢測砌體抗壓強度和砌體抗剪強度的方法與測試砂漿強度的方法兩者綜合。對混凝土結構的混凝土材料強度主要應用的檢測方法是鉆芯法和回彈法。根據經驗在校安工程中盡量采用非破損法中的回彈法、超聲法、超聲一回彈綜合法等。其它方法如拔出法，是一種介于鉆芯法和非破損檢測方法之間的混凝土強度微破損檢測方法，操作簡便易行，對結構構件損傷小，又有足夠檢測精度。尤其是近20年才出現的后裝拔出法無需預先在混凝土中埋置錨固件，而是在己硬化的混凝土上通過鉆孔、擴槽、嵌入的方法將錨固件置入并固定其中，因此，在己硬化的新舊混凝土的各種構件上都可以使用，適應性很強，檢測結果的可靠性也較高，特別是當現場結構缺少混凝土強度的有關試驗資料時，是非常有價值的一種檢驗評定手段。對某些結構或構件為獲得其結構整體受力性能或構件承載力、剛度或抗裂性能，可進行結構或構件的整體性能的靜力實荷檢驗。其中靜力實荷檢驗可分為使用性能檢驗、承載力檢驗和破壞性檢驗。使用性能的檢驗主要用于驗證結構或構件在規定荷的作用下不出現過大的變形和損傷，結構或構件經過檢測后還必須滿足正常使用要求;承載力檢驗主要用于驗證結構或構件的設計承載力，在校安工程涉及不多，在此就不詳述。

　　3.1.2鑒定

　　抗震鑒定工作應根據不同情況區別對待，使鑒定工作有更強的針對性，現行規范明確規定現有建筑中要區別結構類型;同一結構中要區別檢查和鑒定的重點部位與一般部位;綜合評定時，要區別各構件(部位)對結構抗震性能的整體影響與局部影響。根據規范抗震鑒定分為兩級。第一級鑒定應以宏觀控制和構造鑒定為主進行綜合評價，第二級鑒定應以抗震驗算為主結合構造影響進行綜合評價。

　　3.2加固方案

　　在針對一棟單體建筑在出具加固方案之前,要全面收集該棟建筑的相關信息,包括原設計文件、備案文件，檢測鑒定報告等。在這里要特別指出的是，較旱的建筑可能相關資料不全甚或無從查找，對此在檢測工作中應化更大力氣去針對現場實物進行走訪與探測，如建設時間、地質情況、構件布置情況等。有了可靠的一手資料作支撐根據建筑類別出具科學合理的加固方案。對遇因使用布局在近期需要調整、或建筑外觀需要改變等情況的校舍，加固方案要一并處理以避免加固后再維修改造，造成二次加固。加固方案的結構布置，應針對原結構存在的缺陷，弄清使結構達到規定抗震設防要求的關鍵，盡可能消除原結構不規則、不合理、局部薄弱層等不利因素;防止局部加固增加結構的不規則性，應從整體結構綜合抗震能力的提高入手;新舊構件連接的細部構造，不能損傷原有構件且應能確保連接的可靠性;當非結構構件的構造不符合要求時，至少對可能倒塌傷人的部位進行處理;加固方法要考慮施工的可能性及其對周圍正常生活、社會活動工作等的影響，可進行局部、區段加固的，就不需要對所有構件全面加固。

　　3.2.1具體加固方案在充分理解規范基礎下首先應做到以下幾點：

　　1) 針對房屋存在的缺陷，對選擇的加固方法逐一進行分析，以提高結構綜合抗震能力為目標予以確定。以提高變形能力或既提高承載力又提高變形能力的方法，對不符合抗震鑒定要求的建筑進行抗震加固

　　2) 以擴大原構件截面、新增部分構件為基本方法提高承載力同時提高結構剛度;以外包鋼構套、粘鋼或碳纖維加固為基本方法。需要提高結構變形能力，則以增加連接構件、外包鋼構套等為基本方法提高承載力。

　　3) 增設構件的方法予以改善原結構的結構體系明顯的不合理，若條件許可，采取同時提高承載力和變形能力的方法，以使其綜合抗震能力能滿足抗震鑒定的要求。

　　4) 采取提高變形能力的方法改善結構的整體性。

　　5)應采取不使薄弱部位轉移的局部處理方法;或通過結構體系的改變，使地震作用由增設的構件承擔，解決局部構件的構造問題。

　　3.2.2其次加固方案應做到重概念設計、重環境理念、重創新手法的體現。

　　3.2.2.1重概念設計。建筑的結構體型、場地情況及構件受力狀況，對建筑結構的抗震性能有顯著的影響。應從結構布置和連接構造、加固結構體系、新舊構件連接、抗震分析十的內力和承載力調整、加固材料和加固施工的特殊要求等方面考慮概念設計。根據結構的實際情況，正確處理好下列關系。

　　① 減少扭轉效應。增設構件或加強原有構件，均要考慮對整個結構產生扭轉效應的可能，盡可能使加固后結構的重量和剛度分布比較均勻對稱。對難以改變建筑的體型，通過結合加固、維修和改造，減少不利于抗震的因素。

　　② 改善受力狀態。加固設計要防止結構構件的脆性破壞;要避免局部加強導致剛度和承載力發生突變，加固設計要復核原結構的薄弱部位，采取適當的加強措施，并防止薄弱部位的轉移;

　　③ 加強薄弱部位的抗震構造。對不同結構類型的連接處，房屋平、立面局部突出部位等，地震反應加大等這些薄弱部位，加固時要采取相應的加強構造。

　　④ 考慮場地影響。在條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段，水平地震作用應按規定乘以增大系數1.1～1.6。針對建筑和場地條件的具體情況，加固后的結構要選擇地震反應較小的結構體系，避免加固后地震作用的增大超過結構抗震能力的提高。

　　⑤加強新舊構件的連接。連接的可靠性是使加固后結構整體工作的關鍵，設計時要予以足夠的重視。

　　⑥新增設的抗震墻、柱等豎向構件，不僅要傳遞豎向荷載，而且是直接抵抗水平地震作用的主要構件，因此，這類構件應自上至下連續并落到基礎上，不允許直接支承在樓層梁板上。對于新增構件基礎的埋深和寬度，應根據計算確定。板墻和構架的基礎埋深，一般宜與原構件相同。

　　⑦女兒墻、門臉、出屋面煙囪等非結構構件的處理，應以加強與主體結可靠連接、防止倒塌傷人為目的。對不符合要求時，優先考慮拆除、降低高度或改用輕質材料，然后再考慮加固。

　　⑧ 加固所用砂漿強度和混凝土強度一般比原結構材料強度提高一級，但強度過高并不能發揮預期效果。

　　3.2.2.2重環境理念。對環境的影響。采取人性化方案、專門對策，減少對日常生活影響。例如，盡量采用外部加固、干作業、集中加固的等方案。

　　3.2.2.3重創新手法。隨著技術的進步，當現有建筑的具體條件合適時，應盡可能采用新的成熟的技術，包括采用隔震、減震技術進行加固設計。

　　3.3施工、監督過程

　　校安工程所涉及地域面廣，特別是廣大邊遠農村，施工隊伍素質差，缺少相應的培訓。而加固技術因不同地區在自然條件、建設環境、建設成本等方面存在差異，又要考慮不同結構、不同年代建筑的加固改造需求，房屋采取的加固形式也五花八門，諸多因素造成校安加固工作的難度加大，現就相關重要細節和節點構造在從施工角度進行詳細闡述。

　　3.3.1加固施工

　　3.3.1.1墻體加固。對砌筑砂漿強度較低的墻體，行之有效的方法是水泥砂漿面層和鋼筋網砂漿面層加固墻體或混凝土板墻加固，用之最多是鋼筋網砂漿面層。當采用此種方法應注意幾下幾點： 1)鋼筋網的保護層及鋼筋距墻面空隙;2)雙向梅花狀布置的穿墻筋在穿墻筋位置，穿孔直徑適當放大，一般為錨筋直徑的2.5倍，雙面加固時需貫通墻面;單面加固時深度為150mm。3)鋼筋網與周邊原有結構構件應有有效的連接。

　　3.3.1.2預制樓屋面板加固。預制樓屋面板與墻梁連接構造應有有效保證，增加板縫之間構造連接等。

　　水泥砂漿鋼筋網雙面加固 樓板末端角鋼加固 磚柱混凝土加大截面加固

　　3.3.1.3獨立磚柱及小墻段加固。此類部件應在滿足豎向承載力的情況下，采取外包鋼套或鋼筋混凝土方法提高其抗震性能。

　　3.3.1.4加固中碳纖維布、配套樹脂類粘貼材料及表面防護材料的使用。對中小學少部分的框架結構構件碳纖維布采用加固修復是比較理想的方法。此項技術是采用配套膠粘劑將碳纖維布粘貼于混凝土表面，起到結構補強和抗震加固的作用。廣泛適用于建筑物梁、板、柱、墻的加固。施工時通常將加固區域梁、板面打磨平整，并將浮灰清除干凈，轉角處磨成圓角，圓弧半徑≥20mm，再 用丙酮清洗砼表面以清除油脂，涂一層飽滿均勻的粘接劑，然后將碳布粘貼上去并沿碳布受力方向按壓趕出氣泡，反復滾壓，以使碳布與砼表面緊密結合。碳布搭接長度及搭接位置應滿足規范要求，一般般情況下梁面需粘貼2層及以上時。 碳布粘貼完畢后須刷面膠一遍,粘抹粗砂，膠體凝固后再分兩次涂抹25mm高強砂漿作為防護材料。

　　3.3.1.5植筋施工。該技術系一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術，可植入普通鋼筋，也可植人螺栓式錨筋，施工過程應請注意在鑿除和打孔過程中應避開原鋼筋，避免遇到和破壞原結構鋼筋，如遇到要重新選孔。新老砼結合處原砼面鑿毛，凹凸面深度不少于6mm,鋼筋植入前要將植入部分的鋼筋用鋼絲刷除銹至基層。選筋根據植筋拉拔力試驗數據等綜合確定。

　　3.3.1.6裂縫修補。該技術根據混凝土裂縫的起因、性狀和大小，采用不同封護方法進行修補，使結構因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復;主要適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對受力性裂縫，除修補外，尚應采用相應的加固措施。磚墻體裂縫可采用鋼筋砂漿補強措施補強。

　　鋼筋砼裂縫修補 鋼筋砼增大截面 外包鋼 粘貼鋼板

　　3.3.1.7混凝土表面處理技術。該技術是指采用化學方法、機械方法、噴砂方法、真空吸塵方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油跡、殘渣以及其它附著物的專門技術。

　　3.3.2監督管理

　　抗震加固工程質量監管。上文提到校安工程涉及區或面廣，施工隊伍素質參參差不齊，加強監管是保證安全生產及工程質量的關鍵。在監管上應做到以幾點。①制定區域內針對加固工程質量監管辦法，實行加固工程開工條件驗收制度。完善質量監管要點和驗收流程;②質量監管提前介入，全面掌握、全面控制;③推行加固工程專項設計交底制度，加固樣板件各方認可制度;④完善文件變更檔案管理及備案制度;⑤建立加固工程評優機制;　。

　　4對中小學校舍安全工程長治管理幾點建議

　　為了確保各級各類學校校舍安全， 讓“所有學校的建筑，都要建成最安全的，也就是讓群眾最放心、讓家長最放心、讓學生最放心的地方”。務必做到幾下幾點：1、以縣域為單位根據縣域的城鎮化發展及各項結構的調整并結合相關上位規劃做好長遠教學布點發展規劃。提出近期建設規劃，做好拆并計劃。新建學校選址意向應做到避開易淹、易澇、易災等抗震不利地段，將交通便利、環境優越、安全舒適的場地留給學校。以此杜絕因自然災害給孩子們帶來的傷害。2、做好園區內修建性布局規劃，不隨意改擴建校舍，不隨意改變園區內交通、疏散通道等布局。3、通過鑒定普查工作，對不能通過加固使用校舍給予堅決拆除，不抱有僥幸心理。3、新建校舍嚴格按現行規范設計建造，加強監督管理。

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