建筑物改造加固技術及施工要點淺析

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［摘要］房屋結構改造加固要符合科學進步的理念，符合國家倡導的可持續戰略思想。建筑物改造加固包括：基礎結構的改造加固、混凝土結構的改造加固和鋼結構的改造加固。在建筑物改造加固中，要把握好施工技術要點，包括安全隱患的鑒定評估，遵循建筑結構整體效應以及承重測算規則，充分考慮現場的實際環境以及加固方式的有效性、經濟適用性和加固后帶來的經濟收益。

［關鍵詞］建筑物結構；加固；改造

隨著建筑設計標準的要求越來越高，有些依據原有的建筑設計標準建造的建筑物將不能滿足現在的質量標準。對現有房屋建筑開展加固改造，可以增加其使用壽命，有助于降低房屋建筑廢料的產出和環境污染，并且較新建來說有著耗時少、使用率高、加固成本小和效果顯著的優點。同時也是提升建筑安全性和持久性，增加建筑使用年限和提升建筑抗災能力的關鍵。

1需加固改造的建筑類型

（1）對老化房屋建筑實施加固改造來提升其承載力和安全性，并保留其現有的房屋外貌，不但投入價格比新建房屋建筑少30%～60%，對環境的污染小、投入少、耗時較短。目前，對老舊房改造加固內容主要為調節、整合居住房屋，增加應用區域，增加建筑物的層數，房屋部分墻體下沉以及需要抬高等。（2）由于自然災害導致的改造加固：因為空氣中酸堿度變化、負面天氣頻發等因素以及地震、山體滑坡等災害的破壞，造成房屋出現嚴重的安全隱患時，需要加固、改造。（3）建筑物由于日常使用不當所造成的改造加固，例如：隨意拆卸損害承重墻或整體關鍵構件等[1]。（4）隨著建筑設計標準的提升，對原有情況下，需要進行加固的建筑構造需求提高，也需要對其開展改造加固，以符合新的建筑標準。

2建筑物改造加固類型

2.1基礎結構改造加固

基礎結構改造加固主要是對原有房屋地基抗壓不足進行的改造加固，其中有抬墻梁法、墩式再固定法、基礎拓寬法、框架結構拓寬技術。（1）抬墻梁法，是應用預先備好的大號鋼筋混凝土梁或者是鋼制梁在縱穿原有結構的基礎梁下，放在原本兩邊的樁或墩上，支撐新增結構的重量；（2）墩式再固定法，是直接在地基下分層挖掘至耐力層澆灌相關混凝土，最終使分層地基連接到一起，抗增層部分的壓力；（3）基礎拓寬法，是當原房屋基礎底層區域較小時，對柱基可沿基礎進行四周拓寬，對條形基一邊拓寬或兩邊拓寬；（4）框架結構拓寬截面技術，是將原結構構件表層進行鑿毛以及清潔處理，通過新增澆筑鋼筋混凝土或局部新增澆筑來拓寬原構件的截面大小，以提升其承載力和強度，或改變其自振效率的一種直接加固方法（見圖1所示）。該種方法具有應用實踐經驗豐富，實施便捷，適應性高的優點；弊端是實施期較漫長，易造成梁柱受力過大。該種方法的適用范圍：一般使用在梁、柱等構件及普通結構的改造加固，尤其是原截面大小明顯偏小和軸壓比顯然較大的構件改造加固上。需要注意的是：框架結構拓寬截面施工技術的改造加固效果與改造加固時的承重能力、施工處理方法、使用材料性能等因素直接有關。因此，一定做好重點部位的加固處理，尤其是柱與基礎部位的加固連接、柱和梁的加固連接，要嚴格依據規范實施；要在新舊混凝土間刷高粘結性的材料制劑，確保新舊混凝土有著極高的粘結效果；要除掉原構件表面的風化松散層、碳化碎裂層，直到完全暴露基礎層，再進行鑿毛。此方法的優勢是投入少、耗時短、成效快，是如今應用最廣泛的改造加固方法。缺點是由于改造加固使外套構造的底層材料過多，易造成“雞腿”現象。該方法特別適用在改造加固房屋建筑物、頂部承載力以及不能滿足加固后所需承載力的房屋建筑。

2.2混凝土結構的改造加固

混凝土結構是應用最廣泛的房屋結構形式之一，對其改造加固也是十分常見的。混凝土結構改造加固的辦法有不少，例如：常見的增添截面面積加固法、粘鋼加固法，還有提升支持加固法、裂縫補充物料法等間接加固辦法，還包括混合物浸入混凝土改造加固法、玻璃鋼改造加固法、碳纖維改造加固法等新型改造加固方法。具體選擇哪種加固辦法，需要按照被加固建筑的實際情況具體分析。新增混凝土構架托換技術也是改造加固技術之一。新增混凝土構架托換的施工過程如下：布置臨時支撐——圈梁鑿毛——確定梁拓寬截面大小——組建梁鋼筋框架和澆灌混凝土——拆卸柱截面的承載力——布置新增柱鋼筋及澆灌混凝土（見圖2所示）。按照順序實施，待新的構架結構系統施工完成并確保其達到設計承載力后，拆掉被托換的原構架承重墻，即最終完成新的構架結構系統[3]。在整個操作過程中，利用計算機設置出最負面情況下的支持系統，運用剛度較大的滿堂鋼管架支持系統，安插大小為零替換框架柱的左右兩部以及尾部的相鄰部，鋼管的水平和垂直間隔均是0m。為了降低對原結構樓層的干擾，打孔時，先對樓層鋼筋進行勘測，盡可能地減少原樓層的鋼筋。為確保新增混凝土的緊密性，澆灌用的混凝土的坍落度需要高于180mm并要有著加固的膨脹能力，同時，還要在新舊混凝土兩者間涂上一道粘結劑。

2.3鋼結構的加固

鋼結構加固的辦法有增添支點加固法、改造鋼架結構計算圖案的加固法、粘結外包鋼加固法等。其中，增添支點加固法是改變結構內力分散并提升其承載力的加固方法；改造加固鋼架結構測算圖案的加固法是指通過添加附加件和支撐、添加預應力、考慮面積一同使用的措施，是改變結構承重分布情況、傳力渠道、節點特質和邊界標準的加固方法；外包鋼改造加固是把型鋼或鋼板包在被加固配件的外邊對結構進行加固的方法。鋼結構加固墻體的重點實施工藝如下：拆卸原墻面刷料——打孔用水刷洗——噴素水泥層——安放鋼筋網紗并設立錨筋——澆水打濕墻——抹泥砂漿并保護——外墻裝潢（見圖3所示）。在施工中，當碰到原墻面堿蝕嚴重時，先鏟除松散面層，運用1：3水泥砂漿涂抹，最后再拆卸已松散的勾縫砂漿。在墻面打孔時，先依據項目要求劃線指出錨筋部位，并用電鉆打孔。在抹灰中，應使用分層手法，每層高度把控在15mm左右。抹灰完后應及時保護內墻面進行澆水，外墻除澆水外，還要在外墻面上通過粘貼草袋來降低太陽溫度或冬季溫度過低造成的干擾。以上鋼結構改造加固技術按照材質的不同可以分成鋼筋—混凝土配合梁托換和鋼筋―磚砌體配合梁托換。這是運用鋼梁以及混凝土磚砌體共同組成的新托換梁，用來替換原墻體所承擔的負荷的方法。該方法與傳統的加固技術對比，有著重量輕、耗時短、工程步驟簡潔、安全系數高等特點，是將來改造加固技術的研究方向。

3建筑物改造加固技術的施工要點

3.1安全隱患鑒定評估

房屋結構進行改造加固前需要先對該房屋展開安全性評估，完整地了解房屋結構安排是否符合結構策劃標準，項目結構、各類材料性能是否符合《建筑減震鑒定標準》的相關標準，這些都要對建筑進行嚴謹的鑒定，若鑒定不符合標準就要進行二次承重的鑒定。在展開首次鑒定時要應用房屋構件的現實信息數據，并按照測算成果對房屋進行承重力安全問題鑒定，對有安全問題的構件需要進行一定的改造加固處理，提高房屋的穩定性。鑒定評估是建筑結構進行加固的前提，只有全面的認識策劃結構，對結構構件甚至于房屋有全方位的了解，才可以更好的選擇加固方式，獲得更好的效果。由于房屋建筑的改造加固是作用于已建房屋上的，因此在開展房屋加固設計時要考量到新老構造強度，硬度構造以及材質等部分的和諧性和整體性、施工條件有限性和其他要素對項目的干擾等等。需要更加適宜地對房屋建筑開展加固設計。對一般建筑物進行改造加固的步驟見圖4所示。例如：混凝土結構施工的安全鑒定評估分為au、bu、cu、du幾個級別，按照抗力R以及荷載效應S和結構關鍵性系數Y積的比值判定，其等級狀況見表1所示。注：au級為滿足國家現行建筑規范的安全要求，擁有承載能力，無需采取措施；bu級為低于國家當今建筑規范的安全要求，承載力不明顯，不必采取措施。

3.2注重建筑結構整體效應

在加固項目時需要全面考查單個構件對整個結構的干擾，不要限制于單個構件加固后本身的穩定性，而忽視了對其他構件的干擾[2]。當對建筑進行再固定時，不但單一的針對危險構件進行再固定活動，也需要考慮當對該構件進行再固定后其對整個建筑造成的影響，例如：對一棟居民樓某層的承重墻進行加固時，其加固完成后有可能造成整層樓的特質出現變化，容易導致出現薄弱的樓層，干擾建筑整體的抗震性能，從而出現連鎖損害。

3.3承重測算規則

在進行結構承重力測算時，需要按照構件的實際承重力、截面面積、現實硬度進行測算。所運用的實際截面面積需要考量各類負面影響，在進行實際承重力測算時，對于原來的建筑物構件需要按照材料現實硬度來測算實際承重力，針對新增層面需要考慮其受力滯后的情況以及新舊層面一同承重的狀況。同時，在對新增部分測算時其硬度數據上需要乘上折減系數并考量構件力量抵抗力不同、切割面積扭曲等負面干擾。

3.4方案強化

加固方式強化的標準主要有：現場的實施環境、加固方式的有效性、加固方式的經濟適用性和加固后帶來的經濟收益。選擇適合的加固方案前需要有效了解加固前結構的力量抵抗特性和改造加固后的力量抵抗特性，敲定整個結構的力量變化路徑，確保加固后原構件和改造加固部分的有效連接，同時需要考量施工技術的因素，盡可能縮減施工時間，減少項目費用。隨著科技的進步，建筑物的相關需要也逐漸提高了，針對應用功能不再符合當前標準的建筑物一定要做加固改造處理。在建筑加固的時候，一定要嚴格按照標準進行，只有如此才可以確保建筑加固的質量，提升建筑加固的效果。在對建筑物進行加固、改造項目前，應按照相關的技術鑒定要求進行有效的鑒定，按照鑒定成果，確定改造加固項目的標準和范圍。對房屋的改造與加固，應按照應用部門的需要和房屋結構損壞后的嚴重程度，來決定加固后房屋結構的有效性。改造加固的方案需要最大程度地應用上原結構和構件，保留的原結構部分要確保其使用性和減震功能，同時也要減少不必要的拆減和改造，拆減部分要考慮對其材料的循環和再利用。加固改造時需要整體考慮技術經濟準則，從項目方案與施工上綜合考慮，盡可能減少施工時間，降低停工停產行為，盡量不干擾建筑的使用。因為溫度變化、酸堿、水汽循環、地震災害、地基不均勻出現塌陷等要素產生房屋結構的破壞，加固時一定要考慮降低、減弱或消除此類負面影響，避免建筑破壞持續發生，降低再次加固的可能。

4結語

房屋結構改造加固要符合科學進步的理念，符合國家所倡導的可持續戰略。隨著新物料、新科技在改造加固項目中的運用，加固方式也逐漸變得多元靈活，但這些加固技術也有自身的利弊問題，還需要繼續在實踐中展開探討和完善。建筑物的改造加固施工前，需要認真分析、嚴格判斷原來建筑物的狀況及原來使用的建筑材料，之后才能進行初步的加固方案設計，這也是建筑物改造加固的關鍵。

參考文獻

[1]黃興棣.建筑物鑒定加固與增層改造[M].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]于德生.既有建筑物結構加固改造方法淺析[J].山西建筑，2010（23）：83-84.

[3]JCJ3-2002，高層建筑混凝土結構技術規程[S].

作者:張圣彩 單位:河南工程學院