福建省既有石砌體房屋整毛石墻體抗震加固研究綜述

吳繁超　施微丹　何佰昭　商昊江　吳應(yīng)雄

摘要：福建沿海地區(qū)現(xiàn)存大量既有石砌體房屋，其石砌體墻多數(shù)為整毛石干砌甩漿砌筑，砂漿強(qiáng)度低且灰縫飽滿度差，結(jié)構(gòu)未設(shè)置抗震構(gòu)造措施，整體性及抗震性能差，對此類房屋進(jìn)行抗震加固是城鄉(xiāng)建設(shè)工作的重點。分析既有石砌體房屋的構(gòu)造組成特點及抗震薄弱環(huán)節(jié)，綜述了整毛石墻體抗震加固技術(shù)研究進(jìn)展與應(yīng)用情況，總結(jié)了目前整毛石墻體抗震加固研究方面存在的不足。最后根據(jù)新材料、新技術(shù)的發(fā)展，提出采用與石材材性相匹配的超高性能混凝土進(jìn)行整毛石墻體加固的研究展望。

關(guān)鍵詞：整毛石墻體；加固；抗震性能；超高性能混凝土

中圖分類號：P315.925；TU363文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000-0666（2023）04-0551-11

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2023.0054

0引言

我國石材資源豐富，取材方便，且具有抗壓強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗風(fēng)能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點，因而盛產(chǎn)石材的往往優(yōu)先選擇石砌塊建造房屋。目前，石砌體建筑在我國東南沿海、云貴高原、青藏高原、東北地區(qū)等分布廣泛，其中福建省沿海地區(qū)石砌體房屋占比較大。石砌體房屋是鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村居民住宅的主要結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)（朱遠(yuǎn)浩，2022），福建省石砌體房屋超過80萬棟，其中泉州有50多萬棟，漳州和平潭約20萬棟，廈門和莆田約10萬棟。閩南地區(qū)（廈門市、漳州、泉州）石砌體房屋的總面積約2000多萬平方米（周云等，2006）。

據(jù)中國建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所數(shù)據(jù)（葛學(xué)禮，陳晶茹，2012），農(nóng)村地區(qū)的震害遠(yuǎn)高于城市地區(qū)，近30年來，我國發(fā)生的破壞性地震絕大多數(shù)位于農(nóng)村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，地震中農(nóng)村人口死亡人數(shù)占比超過60%。農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后，未進(jìn)行總體建設(shè)規(guī)劃工作，宅基地審批、規(guī)劃與建設(shè)管理工作均存在脫節(jié)情況，農(nóng)村自建房屋未經(jīng)地質(zhì)勘探與專業(yè)設(shè)計，多由房主依據(jù)個人財力、傳統(tǒng)習(xí)慣、匠人經(jīng)驗確定地段就近建房，相當(dāng)部分房屋立于軟弱土層之上，存在諸多薄弱環(huán)節(jié)，性能堪憂。

2021年頒布的《建設(shè)工程抗震管理條例》（中華人民共和國國務(wù)院令第744號）中明確指出“各級人民政府和有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對農(nóng)村建設(shè)工程抗震設(shè)防的管理，提高農(nóng)村建設(shè)工程抗震性能?！比菔腥嗣裾雠_的《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)泉州市城鄉(xiāng)石結(jié)構(gòu)房屋改造工作的意見》中提出“注重優(yōu)化改造方式，降低改造成本，對三層及以下的石結(jié)構(gòu)房屋，大力推行修繕加固改造，使其滿足當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防要求?！?/p>

本文通過分析福建省既有石砌體房屋的構(gòu)造組成特點及抗震薄弱環(huán)節(jié)，闡述了石砌體房屋整毛石墻體抗震加固研究與應(yīng)用情況，總結(jié)了目前整毛石墻體研究存在的不足，為整毛石墻體抗震加固的進(jìn)一步研究提供參考，最后提出采用材性相匹配的超高性能混凝土（UHPC）進(jìn)行整毛石墻體加固的研究展望。

1石砌體房屋的構(gòu)造組成特點

閩南地區(qū)石砌體房屋的墻體、樓板、柱等構(gòu)件的部分乃至全部由當(dāng)?shù)鼗◢弾r砌筑搭接而成，其建筑面積較小，層數(shù)2～3層，平面布局較簡單，以三、四開間為主，俗稱“三關(guān)張”“四關(guān)張”（圖1）。

石砌體房屋具有經(jīng)久耐用、抗風(fēng)耐蝕等優(yōu)點，是沿海地區(qū)常采用的建筑形式之一。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同可以將石砌體建筑主要分為兩類：①房屋的墻體、樓板、外廊立柱等構(gòu)件（圖2a）全部采用料石，稱為純石結(jié)構(gòu)（圖2b）。該結(jié)構(gòu)未合理設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁等抗震構(gòu)造措施，且屋頂附屬結(jié)構(gòu)抗震性能不足。《福建省石砌體結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》（DBJ/T 13264—2017）中規(guī)定“嚴(yán)禁采用石板、石梁及獨立料石柱作為承重結(jié)構(gòu)”，因為地震時易造成石砌體房屋局部先行破壞，結(jié)構(gòu)存在極大的安全隱患，急需進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震加固。②隨著村民收入水平提升，在原純石結(jié)構(gòu)上加砌1～3層的磚混結(jié)構(gòu)，稱為石砌體加蓋磚砌體混合結(jié)構(gòu)（圖2c）。由于石與磚兩種材料的變形模式不同，石墻與磚墻的厚度不同，兩者的砌筑方式不同，易造成下部石墻與上部磚混交接處抗側(cè)力剛度突變。該結(jié)構(gòu)不僅會引起基礎(chǔ)受力增加，而且造成多層石砌體房屋總高度超過《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011—2010）限值。劉陽等（2007）對閩南地區(qū)農(nóng)村民宅進(jìn)行安全性普查結(jié)果顯示，石砌體加蓋磚砌體混合結(jié)構(gòu)在石砌體建筑中占比超過50%，此類房屋的抗震加固需求大幅增加。

2石砌體墻的抗震薄弱環(huán)節(jié)

2.1整毛石墻體

（1）墻體砌筑方式不當(dāng)

福建省既有石砌體房屋墻體砌筑方式存在較大的地域性差異，主要有3種類型：無墊片鋪漿砌筑、有墊片鋪漿砌筑和有墊片干砌甩漿砌筑（圖3）。

細(xì)料石是指外露面及相接周邊的表面凹入深度小于等于2 mm，上、下疊砌面及左右接砌面表面凹入深度小于等于10 mm的料石，細(xì)料石清水墻多數(shù)采用無墊片鋪漿砌筑（圖3a）。福建平潭石砌體房屋墻體大多采用短整毛石（即長度為高度2～3倍的粗料石，俗稱“方整石”）有墊片鋪漿砌筑（圖3b），該地區(qū)石墻厚度多數(shù)為180 mm。部分雙軌墻厚度約400 mm，清水外墻表面料石相對比較規(guī)整，混水內(nèi)墻表面采用亂毛石填充（圖3c）。福建閩南地區(qū)石砌體房屋墻體大多采用單皮整毛石有墊片干砌甩漿砌筑（圖3d）。整毛石指借助專業(yè)工具粗加工的長條石，俗稱“條石”，其截面高度與寬度尺寸通過均為210 mm，其長度為高度的2～5倍，常為3倍以上，表面凹面與凸面高差為10～30 mm。

不同砌筑方式影響著石砌體房屋的抗震性能，郭子雄等（2009）試驗研究表明，有墊片干砌甩漿砌筑的石砌體抗震性能最差。

（2）墻體厚度不足

單皮整毛石墻體砌筑平均厚度為210 mm，表面粗糙度約±15 mm，其中閩南地區(qū)石墻厚度為210 mm，平潭地區(qū)大部分石墻厚度為180 mm，均不滿足《福建省石砌體結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》（DBJT 13-264—2017）規(guī)定的“砌筑料石的寬度不宜小于240 mm”。

（3）墻體構(gòu)造措施不利

福建省石砌體房屋整毛石墻大部分未設(shè)置抗震構(gòu)造措施，如構(gòu)造柱、圈梁缺失，門窗洞口無過梁，縱橫墻接槎不牢，墻體無拉結(jié)鋼筋，結(jié)構(gòu)整體性差。石墻作為層間抗側(cè)力構(gòu)件，是決定石砌體房屋抗震性能的主要因素。葛學(xué)禮等（2001）的研究表明，石砌體房屋的破壞主要發(fā)生在縱橫墻交接、外墻轉(zhuǎn)角、樓梯間及山墻等處。

2.2石墻灰縫

石墻是石砌體房屋主要的承重構(gòu)件與抗側(cè)力構(gòu)件，在地震動、基礎(chǔ)不均勻沉降以及風(fēng)荷載等作用下，石砌塊與砂漿的黏結(jié)處最易發(fā)生剪切破壞，灰縫是整毛石墻體最薄弱的環(huán)節(jié)。

砂漿在凝結(jié)硬化過程中產(chǎn)生干縮效應(yīng)，進(jìn)一步加大灰縫空腔面積，砂漿的飽滿度嚴(yán)重不足（圖4a）。同時，因剛度較大的主石墊片支承，灰縫寬度無法適應(yīng)砂漿的收縮變形，其表面存在黏脫現(xiàn)象，進(jìn)一步影響石砌塊與砂漿的黏結(jié)作用。

墻體表面勾縫砂漿與石材的黏結(jié)能力相對較弱，不能較好地協(xié)同受力，造成灰縫開裂（圖4b），隨時間推移，砂漿嚴(yán)重風(fēng)化，強(qiáng)度大幅下降。葛學(xué)禮等（2001）和柴振嶺（2019）研究表明，不同于其它砌體結(jié)構(gòu)，地震作用下石砌體房屋砌塊間起黏結(jié)作用的灰縫易發(fā)生剪切滑移破壞，而石砌塊基本未破壞，所以提高灰縫的抗剪能力對改善石砌體房屋的抗震性能起到關(guān)鍵性作用。

3石砌體墻研究現(xiàn)狀及評述

為了盡可能地降低石砌體房屋震害，華僑大學(xué)、中國地震局工程力學(xué)研究所、東南大學(xué)等單位開展了一系列研究，其中，華僑大學(xué)石砌體結(jié)構(gòu)科研團(tuán)隊經(jīng)過十余年研究，取得了豐碩的成果。以下將從石墻灰縫抗剪強(qiáng)度和石砌體墻抗震性能等方面進(jìn)行評述。

3.1石墻灰縫抗剪強(qiáng)度

影響石墻水平灰縫抗剪強(qiáng)度的主要因素有砌筑方式、砂漿強(qiáng)度、豎向壓應(yīng)力水平等。

（1）砌筑方式的影響

閩南地區(qū)石砌體房屋墻體主要材料為整毛石，采用有墊片干砌甩漿法砌筑方式（圖5）：首先，整毛石四角安放石主墊片，利用主墊片對上皮整毛石進(jìn)行安裝調(diào)平；然后，兩皮整毛石的縫隙中甩入黏土混合砂漿；最后，灰縫內(nèi)塞入石輔墊片。

根據(jù)實地調(diào)研與已有研究（朱遠(yuǎn)浩等，2022）發(fā)現(xiàn)，有墊片干砌甩漿砌筑整毛石下的石墊片尺寸不一且擺放隨意，墻體壓應(yīng)力無法均衡分布；整毛石墻體砂漿飽滿度差，表面的勾縫砂漿與石砌塊黏結(jié)力薄弱，整體性差，造成該結(jié)構(gòu)抗震性能極差。劉木忠（1992）通過料石砌體抗剪性能試驗研究發(fā)現(xiàn)，墻體灰縫的抗剪強(qiáng)度根據(jù)不同砌筑方式由高到底依次為無墊片鋪漿砌筑、有墊片鋪漿砌筑、有墊片干砌甩漿砌筑。

（2）砂漿抗壓強(qiáng)度與豎向壓應(yīng)力水平

灰縫的抗剪強(qiáng)度主要取決于砂漿與石砌塊的黏結(jié)強(qiáng)度，提高灰縫的砂漿強(qiáng)度可以有效提高灰縫抗剪強(qiáng)度。柴振齡等（2010，2011）、王蘭（2019）通過石墻通縫雙剪試驗和石墻灰縫水平低周反復(fù)荷載抗震性能試驗得知，提高豎向壓應(yīng)力與砂漿強(qiáng)度可以有效提高灰縫的抗剪強(qiáng)度。其中砂漿強(qiáng)度的影響更為顯著，砂漿強(qiáng)度對抗剪強(qiáng)度的影響隨豎向壓應(yīng)力的增加而有所降低，在小壓應(yīng)力的情況下，砂漿強(qiáng)度決定著灰縫的抗剪能力，灰縫砂漿砌筑飽滿度越高其抗剪性能越好。郭子雄等（2012）開展機(jī)器切割粗料石無墊片砌筑石墻灰縫低周反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，灰縫抗剪性能的影響程度依次為界面處理方式、豎向壓應(yīng)力水平和砂漿強(qiáng)度，并提出機(jī)器切割條石砌筑石墻灰縫抗剪強(qiáng)度計算公式。

（3）石墻灰縫抗剪強(qiáng)度計算公式

石墻灰縫抗剪性能與砌筑方式、砂漿強(qiáng)度、豎向壓應(yīng)力水平等參數(shù)相關(guān)，基于莫爾庫倫理論，石墻灰縫抗剪強(qiáng)度計算公式為：

黃群賢等（2010）對25片粗料石干砌甩漿墻體進(jìn)行了通縫雙剪試驗，定量分析了砂漿強(qiáng)度、豎向壓應(yīng)力水平對灰縫抗剪強(qiáng)度的影響，基于可靠度分析，提出滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的灰縫抗剪強(qiáng)度計算公式為：

3.2石砌體墻抗震性能研究

目前石砌體墻抗震性能的研究主要以砌筑方式、砂漿強(qiáng)度、豎向壓應(yīng)力水平、高寬比、抗震構(gòu)造措施等為研究對象，開展對石墻的受力過程、破壞形態(tài)、剛度退化、墻體延性、耗能性能、受剪承載力等方面的研究。

（1）受力過程

石墻的受力過程主要分為3個階段：近似彈性工作階段、裂縫發(fā)展階段和摩擦滑移階段（郭子雄等，2011；徐明等，2014a，b）。彈性工作階段，石墻受力相對比較均勻，殘余變形較小，荷載位移曲線基本呈線性關(guān)系；裂縫發(fā)展階段，隨著水平荷載與位移幅值的增加，墻體裂縫由初始裂縫發(fā)展到主裂縫；摩擦滑移階段，墻體出現(xiàn)貫通主裂縫后，墻體的水平承載力僅由灰縫摩擦提供，黏結(jié)能力基本消失。

（2）破壞形態(tài)

石墻的破壞形態(tài)主要受豎向壓應(yīng)力的影響，當(dāng)豎向壓應(yīng)力較小且砂漿強(qiáng)度較低時，沿石墻下部薄弱灰縫發(fā)生“一字形”剪切滑移破壞，不帶洞口的石墻大多數(shù)情況發(fā)生“Ｘ”形階梯狀剪切滑移破壞（郭子雄等，2011；徐明等，2014b）?！耙蛔中巍奔羟谢破茐男螒B(tài)主要以水平主裂縫最為典型，隨著荷載增加，試件沿水平通縫發(fā)生整體滑移，通縫中石墊片不斷壓碎。“Ｘ”形階梯狀剪切滑移破壞特征為：隨著荷載和位移幅值的增加，試件沿階梯形主裂縫滑移，裂縫中石墊片壓碎。

（3）剛度退化

根據(jù)《建筑抗震試驗規(guī)程》（JGJ/T 101—2015），可以通過石墻等效割線剛度評定墻體的剛度退化情況。石墻剛度退化曲線呈現(xiàn)先快后慢繼而趨于平穩(wěn)的特點，可分為3個階段：①試件明顯開裂前，隨位移的增大剛度快速下降，為速降階段；②裂縫發(fā)展階段，剛度較開裂初期下降速度變緩，為次降階段；③主裂縫形成后的摩擦滑移階段，剛度下降趨于平穩(wěn)，為剛度緩降階段（郭子雄等，2011；徐明等，2014a，b；柴振嶺，2019）。郭子雄等（2011）開展干砌甩漿石墻試件的低周水平反復(fù)荷載試驗時發(fā)現(xiàn)，在石墻裂縫發(fā)展階段，隨著豎向壓應(yīng)力的提高剛度退化速度減緩，砂漿強(qiáng)度對其影響不明顯。

（4）墻體延性

郭子雄等（2011）根據(jù)試驗得到，豎向壓應(yīng)力和砌筑砂漿強(qiáng)度影響干砌甩漿石墻的延性，低壓應(yīng)力情況下石墻具有較好延性，墻體延性隨著豎向壓應(yīng)力的增大而減少，隨著砂漿強(qiáng)度的提高而提高。徐明等（2014a，b）通過試驗確定延性系數(shù)μ=Δμ/Δy（Δμ表示極限位移，Δy表示屈服位移），發(fā)現(xiàn)砂漿強(qiáng)度越大、豎向壓應(yīng)力越小，墻體延性越好；墻體增設(shè)配筋砂漿帶與構(gòu)造柱，延性系數(shù)將大幅提升，但僅增設(shè)配筋砂漿帶時，墻體延性卻下降，故不宜單獨使用。柴振嶺（2019）通過試驗得到有墊片干砌甩漿石墻具有良好延性；豎向壓應(yīng)力與砂漿強(qiáng)度均相同的條件下，帶窗洞口石墻延性優(yōu)于帶門洞口石墻的延性。

（5）耗能能力

干砌甩漿石墻的耗能系數(shù)隨著豎向壓應(yīng)力與砂漿強(qiáng)度比值的提高而提高，隨著位移幅值的增加而明顯提高（郭子雄等，2011）。

石墻耗能能力的變化情況與石墻的破壞形態(tài)有關(guān)：“一字形”剪切滑移破壞，其極限位移狀態(tài)的能量耗散系數(shù)比最大荷載狀態(tài)的略有下降；“Ｘ”形階梯狀剪切滑移破壞，其極限位移狀態(tài)的能量耗散系數(shù)比最大荷載時略有增加（郭子雄等，2011）。有墊片干砌甩漿石墻的滯回曲線呈現(xiàn)十分飽滿的梭形，耗能能力良好（郭子雄等，2011），如圖6所示；有墊片鋪漿砌筑石墻的滯回曲線存在捏縮效應(yīng)，砂漿強(qiáng)度愈大、豎向壓應(yīng)力愈小其捏縮效應(yīng)愈明顯（徐明等，2014b）；帶洞口石墻的滯回曲線有明顯捏縮現(xiàn)象，曲線總體呈現(xiàn)出弓形特征，耗能能力明顯下降。

（6）受剪承載力

石墻受剪承載力受多方面因素影響，主要有：①豎向壓應(yīng)力、砂漿強(qiáng)度、灰縫質(zhì)量、抗震構(gòu)造措施、砌筑方式、門窗洞口的設(shè)置等。提高豎向壓應(yīng)力水平和砂漿強(qiáng)度，可以有效提高石墻受剪承載力，其中豎向壓應(yīng)力水平的影響更為顯著（郭子雄等，2011）；②結(jié)構(gòu)增設(shè)構(gòu)造柱可有效提高墻體的抗剪承載力與延性；③增設(shè)配筋砂漿帶對墻體抗剪承載力影響不明顯（徐明等，2014b）。④機(jī)切無墊片石墻受剪承載力影響明顯高于干砌甩漿石墻；⑤門窗洞口造成石墻的受剪承載力降低（柴振嶺，2019）。

胡奕東（2010）基于灰縫的雙剪試驗和干砌甩漿石墻的低周反復(fù)荷載試驗，提出干砌甩漿石墻的抗剪承載力計算公式為：

（7）恢復(fù)力模型

柴振嶺（2019）和胡奕東（2010）的研究表明，干砌甩漿石墻的恢復(fù)力模型采用剛度退化的三折線模型，反映石墻的三階段破壞過程。

4石砌體墻抗震加固技術(shù)研究進(jìn)展

4.1石墻灰縫抗震加固技術(shù)

石墻灰縫是墻體抗震的薄弱環(huán)節(jié)，對灰縫進(jìn)行嵌縫加固，針對性強(qiáng)且布置相對靈活，不影響建筑使用功能，又可保持建筑立面風(fēng)格如下：

（1）置換砂漿加固法

采用高強(qiáng)度砂漿置換原石墻灰縫中低強(qiáng)度砂漿，通過提高灰縫砂漿強(qiáng)度與飽滿度，進(jìn)而提高石墻灰縫的抗剪強(qiáng)度。加固時，首先人工掏除原灰縫中的舊砂漿并清理干凈，繼而嵌入高強(qiáng)度砂漿（優(yōu)先選用硬性砂漿，可減少其干縮值），直至灰縫密實。該加固方法存在一定的局限性，擠入的砂漿黏結(jié)性能不好且飽滿度不高，施工時將影響建筑物的裝修，施工工期較長。

（2）壓力灌漿加固法

有墊片石砌體房屋，灰縫厚度較大，砂漿飽滿度較低，可沿灰縫方向，按一定的間距鉆孔，利用壓力將灌漿材料（水泥砂漿或化學(xué)漿料）注入灰縫，填充空腔，提高砂漿飽滿度。但該方法實際操作效率較低，開孔和封閉較為困難，灌漿飽滿度不易測量，加固成本較高。

施養(yǎng)杭和余建星（2004）提出新型灌漿材料加固法，以石材精加工產(chǎn)生的廢料——石粉為集料，制作漿體，用于石墻灰縫的灌漿加固。加固后石墻灰縫的抗剪強(qiáng)度平均值f_vm為（施養(yǎng)杭，林建華，2005）：

（3）嵌縫加固法

4.2石砌體墻抗震加固技術(shù)

目前石砌體墻的加固技術(shù)很大一部分是沿用磚砌體墻的加固技術(shù)，主要有如下幾種：

（1）復(fù)合材料加固法

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Fiber Reinforced Polymer/Plastic，簡稱FRP），因具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕等優(yōu)點，國外學(xué)者提出將其用于石墻抗震加固，但國內(nèi)鮮有相關(guān)報道。根據(jù)增強(qiáng)材料的不同，常見的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料分為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（GFRP）、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）、芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（AFRP）和玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（BFRP）。

Borri等（2014）提出在石墻一側(cè)灰縫嵌入不銹高強(qiáng)鋼絲，另一側(cè)表面固定GFRP網(wǎng)片進(jìn)行復(fù)合加固，通過石墻抗剪性能的對角加載試驗，發(fā)現(xiàn)加固后墻體抗剪強(qiáng)度顯著提高。Gattesco等（2015）提出采用GFRP網(wǎng)片砂漿對足尺石墻進(jìn)行3種不同方式的加固：GFRP網(wǎng)片砂漿單面加固、雙面加固、一側(cè)GFRP網(wǎng)片砂漿另一側(cè)鋼絞線復(fù)合加固，通過試驗和有限元分析表明雙面加固效果最佳。上述復(fù)合材料加固法幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重，且施工便捷、工期較短，但是造價較高，不適于大量農(nóng)村民居的加固。

高延性水泥基復(fù)合材料（ECC）是一種經(jīng)系統(tǒng)的微觀力學(xué)設(shè)計，在拉伸和剪切荷載下呈現(xiàn)高延展性的纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料。Hou等（2021）對石結(jié)構(gòu)采用ECC嵌縫加固技術(shù)進(jìn)行了研究，分析石墻通過ECC嵌縫加固后，灰縫壓-剪復(fù)合受力作用下的受力性能及石墻的抗震性能，研究表明，ECC灰縫在粘結(jié)滑移破壞后，石墊片與灰縫砂漿并未被碾壓碎裂，而是直接進(jìn)入摩擦滑移破壞，強(qiáng)度退化階段較為緩慢；提出了石墻灰縫的彈性剛度及剪切強(qiáng)度數(shù)學(xué)模型公式，建立了石墻灰縫的剪切應(yīng)力-滑移恢復(fù)力模型，對其采用四折線的非線性數(shù)學(xué)模型公式擬合骨架曲線，擬合結(jié)果可以較為精確的對試驗結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。

（2）面層加固法

李梁峰（2018）提出鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固干砌甩漿整毛石墻體，即：雙面鋼筋網(wǎng)水泥砂漿加固試件采用穿過灰縫的S形拉結(jié)筋拉結(jié)；單面鋼筋網(wǎng)水泥砂漿加固試件采用L型筋進(jìn)行拉結(jié)。通過壓剪試驗得到，墻體加固后其剛度、抗剪承載能力、墻體延性等均有提高，其中抗剪承載能力可提升100%～300%。

（3）嵌縫加固法

胡奕東等（2009）提出鋼筋-聚合物砂漿嵌縫加固法，首先鑿除石墻表面灰縫形成30 mm深凹槽，槽內(nèi)涂刷水泥凈漿，采用聚合物砂漿嵌縫；繼而在垂直于灰縫的方向切割槽道；最后用植筋膠嵌入鋼筋剪力鍵。通過低周反復(fù)加載試驗，發(fā)現(xiàn)鋼筋-聚合物砂漿嵌縫加固干砌甩漿石墻，可以有效延遲灰縫裂縫的出現(xiàn)，擴(kuò)大裂縫分布范圍，阻止對角臨界裂縫的出現(xiàn)，有效改善石墻的抗震性能。

嵌縫加固法不影響石墻的原始風(fēng)貌，不增加厚度，基本不增加結(jié)構(gòu)自重，但是嵌入的新材料與原有材料之間的黏結(jié)效果需要進(jìn)一步研究，嵌縫飽滿度也不易測量。地震時在水平與豎向振動作用下，石砌塊間易產(chǎn)生層間剪切斜裂縫，加固效果有限。

（4）增大截面加固法

吳應(yīng)雄等（2022）提出采用改進(jìn)的新型超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，簡稱UHPC）增大截面法和鋼筋綁帶法相結(jié)合，對既有整毛石墻體進(jìn)行加固，可有效增加整毛石墻體厚度，提高石墻穩(wěn)定性，顯著提高其抗震性能。

（5）丁字銷鍵拉結(jié)加固法

黃凱等（2016）提出丁字銷鍵拉結(jié)加固干砌條石墻，即在砌體橫豎相交砌縫處嵌入丁字銷鍵，并用結(jié)構(gòu)膠將其與整毛石粘結(jié)，并將同一水平橫縫中所有丁字銷鍵用鋼筋焊接成為一個整體，如圖7所示。該加固法可有效提高石墻的耗能能力，滯回曲線飽滿穩(wěn)定，水平極限承載力提高了1.4～2.7倍，但是既有石墻體灰縫滿布石墊片，丁字銷鍵及拉結(jié)鋼筋需要嵌入灰縫的方法不具操作性。

5研究展望

縱觀既有石砌體房屋墻體灰縫、墻體抗震加固方法，以上所述的加固方法存在一定的局限性，將隔震、減震技術(shù)運用于石砌體房屋加固，其成本費用相對高昂，均不適用于大量石砌體房屋加固?？蒲泄ぷ髡邔扔屑庸滩牧线M(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，以達(dá)到施工安全、快捷、經(jīng)濟(jì)的效果，同時盡可能減小對居民生活的影響，新材料、新工藝和新技術(shù)的發(fā)展也為石砌體民宅的抗震加固提供了新思路。

目前，研究人員針對新發(fā)展的UHPC用于結(jié)構(gòu)加固已經(jīng)進(jìn)行了一定的研究（陳寶春等，2019；邵旭東等，2017；位三棟等，2018）。UHPC具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐久性能和超高的抗壓、抗拉強(qiáng)度（陳寶春等，2014；吳應(yīng)雄等，2023；Wu et al，2023），但針對其在石砌體墻抗震加固方面的研究相對較少。本文提出以下研究思路和展望：

（1）采用高強(qiáng)度、高耐久性、與石材材性相匹配的UHPC對石砌體墻進(jìn)行加固，可充分利用UHPC良好的力學(xué)性能與超高的耐久性，期許有效提高既有石砌體房屋的抗震性能。

（2）福州大學(xué)課題組已將UHPC運用于石墻與灰縫的加固研究，獲得了初步的試驗數(shù)據(jù)：UHPC強(qiáng)度等級為C100，拉應(yīng)變達(dá)到1.2%，采用UHPC嵌縫25 mm和點狀嵌縫兩種加固方式，可有效推遲墻體裂縫的出現(xiàn)，顯著提升墻體的抗剪承載力，且造價不高，表明采用UHPC加固石墻的抗震性能切實可行（朱遠(yuǎn)浩，2022）。下一步將通過大量試驗研究與分析，成果指導(dǎo)試點工程，為福建省石砌體房屋的抗震加固提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

柴振嶺，郭子雄，胡奕東，等.2010.干砌甩漿砌石墻通縫抗剪強(qiáng)度試驗研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，31（S2）：340-344.

柴振嶺，郭子雄，胡奕東，等.2011.剪—壓復(fù)合作用下鋪漿砌筑石墻灰縫抗剪性能試驗研究［J］.工業(yè)建筑，41（9）：63-66.

柴振嶺.2019.條石砌筑石墻抗震性能與震損加固技術(shù)研究［D］.泉州：華僑大學(xué).

陳寶春，季韜，黃卿維，等.2014.超高性能混凝土研究綜述［J］.建筑科學(xué)與工程學(xué)報，31（3）：1-24.

陳寶春，韋建剛，蘇家戰(zhàn)，等.2019.超高性能混凝土應(yīng)用進(jìn)展［J］.建筑科學(xué)與工程學(xué)報，36（2）：10-20.

高曉鵬.2018.村鎮(zhèn)石砌體結(jié)構(gòu)抗震性能適宜性研究［D］.南京：東南大學(xué).

葛學(xué)禮，陳晶茹.2012.中國村鎮(zhèn)地震之殤［J］.生命與災(zāi)害，（10）：4-8.

葛學(xué)禮，朱立新，王亞勇，等.2001.村鎮(zhèn)建筑震害與抗震技術(shù)措施［J］.工程抗震，（1）：43-48.

郭子雄，柴振嶺，胡奕東，等.2011.條石砌筑石墻抗震性能試驗研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，32（3）：57-63.

郭子雄，柴振嶺，劉陽，等.2012.機(jī)器切割條石砌筑石墻灰縫抗剪性能試驗研究［J］.工程力學(xué)，29（6）：92-97.

郭子雄，黃群賢，柴振嶺，等.2009.石結(jié)構(gòu)房屋抗震防災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)研究與展望［J］.工程抗震與加固改造，31（6）：47-51，68.

胡奕東，郭子雄，柴振嶺，等.2009.嵌縫加固條石砌筑石墻的抗震性能初探［J］.工程抗震與加固改造，31（6）：24-27+41.

胡奕東.2010.干砌甩漿石墻抗震性能試驗研究［D］.泉州：華僑大學(xué).

黃凱，陳瀟魁，王雷.2016.丁字銷鍵拉結(jié)加固干砌條石墻抗震性能試驗研究［J］.水利與建筑工程學(xué)報，14（6）：195-201.

黃群賢，郭子雄，劉陽.2010.石墻通縫抗剪強(qiáng)度試驗及其可靠度分析［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報，32（9）：65-68，88.

李傳洋.2015.料石砌體基本力學(xué)性能研究［D］.南京：東南大學(xué).

李梁峰.2018.鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固石墻抗剪性能試驗研究［J］.水利與建筑工程學(xué)報，16（2）：140-146.

劉木忠.1986.料石砌體水平灰縫的抗剪強(qiáng)度［J］.工程抗震，（3）：25-28.

劉木忠.1992.料石結(jié)構(gòu)建筑抗震性能研究［J］.工程抗震，（1）：19-23.

劉文定.2018.“夾板墻”加固干砌甩漿石墻抗震性能研究［D］.福州：福州大學(xué).

劉小娟，郭子雄，胡奕東，等.2010.聚合物砂漿嵌縫加固石墻灰縫抗剪性能研究［J］.地震工程與工程振動，30（6）：106-111.

劉小娟.2011.鋼筋—聚合物砂漿嵌縫加固石墻抗震性能試驗研究［D］.泉州：華僑大學(xué).

劉陽，郭子雄，楊勇，等.2007.閩南地區(qū)農(nóng)村住宅安全性現(xiàn)狀及防災(zāi)建議［J］.華僑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），（1）：63-67.

邵旭東，邱明紅，晏班夫，等.2017.超高性能混凝土在國內(nèi)外橋梁工程中的研究與應(yīng)用進(jìn)展［J］.材料導(dǎo)報，（23）：33-43.

施景勛，盧志紅，林建華，等.1993.高寬比對于石墻砌體抗剪試驗值的影響和分析［J］.華僑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），（1）：57-64.

施養(yǎng)杭，林建華.2005.新型灌漿材料在砌體抗震加固中的應(yīng)用及其可靠性研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，26（4）：117-122.

施養(yǎng)杭，余建星.2004.采用新型灌漿材料的石墻抗震性能研究［J］.地震工程與工程振動，24（1）：105-110.

王蘭.2019.石墻灰縫抗震性能和力學(xué)計算模型研究［D］.泉州：華僑大學(xué).

位三棟，馬躍強(qiáng)，彭斌，等.2018.超高性能混凝土加固歷史保護(hù)建筑磚砌體承重墻性能試驗研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，39（S2）：284-289.

吳應(yīng)雄，鄭新顏，黃偉，等.2023.超高性能混凝土-既有混凝土界面粘結(jié)性能研究綜述［J］.材料導(dǎo)報，37（16）：1-29.

吳應(yīng)雄，朱遠(yuǎn)浩，黃偉.2022.一種既有整毛石墻體加固UHPC材料及其加固方法：中國，CN114163190B［P］.2022-07-22.

徐明，時丹，趙娜，等.2014a.足尺細(xì)料石墻體抗震性能試驗研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，35（6）：145-152.

徐明，趙娜，時丹，等.2014b.粗料石墻體抗震性能試驗研究［J］.土木工程學(xué)報，47（9）：29-37，83.

徐天航，郭子雄，柴振嶺，等.2016.鋼筋網(wǎng)片改性砂漿加固石砌體墻抗震性能試驗研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，37（12）：120-125.

周云，郭永恒，葛學(xué)禮，等.2006.我國石結(jié)構(gòu)房屋抗震性能研究進(jìn)展［J］.工程抗震與加固改造，（4）：105-110.

朱遠(yuǎn)浩，周天，蘇文庭，等.2022.既有整毛石砌體墻的墻體加固技術(shù)分析［J］.大眾標(biāo)準(zhǔn)化，（3）：79-81.

朱遠(yuǎn)浩.2022.UHPC加固既有干砌甩漿石墻抗震性能試驗研究［D］.福州：福州大學(xué).

莊思思.2017.機(jī)器切割條石砌體灰縫抗剪性能試驗研究［D］.泉州：華僑大學(xué).

Borri A，Castori G，Corradi M，et al.2014.Masonry wall panels with GFRP and steel-cord strengthening subjected to cyclic shear：An experimental study［J］.Construction & Building Materials，56：63-73.

Gattesco N，Amadio C，Bedon C.2015.Experimental and numerical study on the shear behavior of stone masonry walls strengthened with GFRP reinforced mortar coating and steel-cord reinforced repointing［J］.Engineering structures，90（May1）：143-157.

Hou W，Dai X H，Yang Z Y，et al.2021.Seismic behavior of stone masonry joints with ECC as a filling material［J］.Material，14（21）：6671.

Wu Y X，Zheng X Y，Huang W，et al.2023.Experimental and numerical anylysis of shear bonding behavior of interface between stone and ultra-high per for mance concrete made with POM fiber［J］.Engineering Structural，286：116142.

JGJ/T 101—2015，建筑抗震試驗規(guī)程［S］.

DBJT 13-264—2017，福建省石砌體結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程［S］.

GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］.

Review of Research on Seismic Behaviour and Retrofitting of Stone

Masonry Walls of Existing Buildings in Fujian Province

WU Fanchao SHI Weidan HE Baizhao SHANG Haojiang WU Yingxiong

（1.School of Intelligent Construction，F(xiàn)uzhou University of International Studies and Trade，F(xiàn)uzhou 350202，F(xiàn)ujian，China）

（2.College of Civic Engineering，F(xiàn)ujian Chuanzheng Communications College，F(xiàn)uzhou 350007，F(xiàn)ujian，China）

（3.Fujian Provincial Department of Housing and Urban Rural Development，F(xiàn)uzhou 350025，F(xiàn)ujian，China）

（4.Fujian Academy of Building Research Co.Ltd.，F(xiàn)uzhou 350100，F(xiàn)ujian，China）

（5.College of Civil Engineering，F(xiàn)uzhou University，F(xiàn)uzhou 350108，F(xiàn)ujian，China）

Abstract

There are a large number of existing stone masonry houses in the coastal areas of Fujian Province.Most of the stone masonry walls in Fujian are built by dry laid stones with coarse blocks.The mortar strength is low and the masonry joint plumpness is poor.The structure is not provided with seismic structural measures，and the integrity and seismic performance are poor.Seismic retrofitting is the focus of construction work.By analyzing the structural characteristics and seismic weak links of existing stone masonry buildings，this paper summarizes the research and application of seismic retrofitting of stone masonry walls，points out the deficiencies in the current research of stone masonry walls，and provides a reference for further research on seismic retrofitting of stone masonry walls.Finally，based on the development of new materials and new technologies，the research prospect of strengthening stone masonry walls with ultra-high performance concrete that matches the material properties of stone is put forward.

Keywords：stone masonry wall；joint；retrofitting；seismic behaviour；ultra-high performance concrete