房屋建筑工程中結構加固改造的探討

【摘要】在土木工程中，因種種原因，需要對已有建筑物進行加固改造，本文從建筑加固改造的原因入手，闡述了大型建筑物結構的加固改造施工，并結合實例，介紹了某教學樓的加固改造方案。

【關鍵詞】建筑；結構；加固改造

當前，隨著我國建筑業快速發展，對現有建筑的加固維護改造也越來越受到業內人士的重視。資料顯示，發達國家建設總投資的40%以上用于建筑維修和加固，不足60%用于新建建筑的建設，隨著環保、綠色、節能理念的漸入人心，這一趨勢必將對我國建筑業的發展產生重大影響。據估計，今后10～30年，將是我國建筑工程加固、改造的高峰期，我國建筑業也將由“大興土木階段”逐漸步入新建與加固、改造并舉的階段。下面，筆者就大型建筑物結構的加固改造進行探討。

一、結構改造加固的原因

（1）設計或施工中發生差錯導致工程質量事故；（2）不適當的使用和維護、惡劣環境下的材料老化、年久失修、偶然的自然侵害（如地震、水災、火災、臺風等），使結構遭受損傷，導致結構可靠性下降；（3）一些有紀念意義的歷史性建筑物超期服役，需要對其進行加固保護；（4）由于使用功能改變，荷載情況變化或需要對建筑物進行改、擴建時；（5）隨著社會經濟的發展，規范要求的標準不斷提高，既有建筑不能滿足新標準，而又有要求進行加固時；只有確定結構加固的原因，才能對癥下藥進行相應的加固設計。

二、建筑結構加固改造的施工要點

（一）加固改造前的準備工作

在確定某一建筑物需要加固改造后，施工前須經過嚴密的測試，確定整棟建筑存在哪些問題，哪里最嚴重，相互間有何聯系和影響。要清楚施工隊的主要優勢和不足，大的建筑物所承載的意義和一般的建筑物不同，在施工之前要制定精密的計劃書及設計方案，應經過專家、技術人員和項目經驗豐富的項目負責人討論確定，切不可獨斷專行。同時，要把需要的材料、設施準備好，確定采用何種技術，為施工的進行打好基礎。

（二）建筑結構加固改造的施工

加固改造不是對一個工程的簡單修補和材料的堆積，應具體問題具體分析。在大型建筑物的加固當中，根據不同的情況，所要加固改造的施工方向也會不同，對由于本身地質條件差引起的建筑變形或下滑，采用的最主要的方法是地基加固，如石灰樁加固、托換技術錨桿靜壓樁托換等。在石灰樁加固的實施中，要充分地把握水、生石灰塊與相關沙子等的比例要適中，使粘合性符合工程的需要，同時也要根據生石灰塊的基本原理，在水和沙子及其石塊等混合到一定時間則趕緊把鋼筋打入其中，加強其牢固性，但此時要把握混凝土的強度和鋼筋彎鉤件配鋼率的協調，任何一方的太高或太低都會引發樁板收縮裂縫的風險。錨桿靜壓樁托換也是針對地基問題中的加固和托換的一種托換技術。施工過程中，首先應準確地標出壓樁空和標桿的位置，開鑿的空洞不應太大，壓鑿空鑿完一部分就應該壓樁，壓鑿空的形狀適宜上大下小，便于基礎的承載和沖剪，壓樁施工適合對稱進行并且千斤頂與樁頂的軸線應該一直垂直，錨固筋和錨固空契合加上錨固連接材料應使用適當，使樁面牢固；壓樁時不應中途休息停頓時間過長，最好是不停歇。并應保持紀錄記載的完整性，以更好地保持下一步工作的繼續；樁與基礎錨之間要進行鑿毛的修理。孔壁和鑿空之間要進行清洗。然后進行封孔，在封孔之前應該把空中的水和雜物處理干凈，再刷高標號的水泥漿。然后澆灌的混凝土要是早強微膨脹同時振搗。在此需注意，當早強混凝土開始凝固時，不能再用千斤的加壓力。對地基的加固處理完畢后，應再采取一些預防性的措施，以減少地基穩固的擾動。措施包括減小機頭迎土面的擾動，減少管外壁摩擦擾動（可采用雙層注漿措施）、控制進頂速度等減少地面擾動來減少地基穩固的擾動。除地基問題外，墻面墻內的脫落、裂縫也是主要問題。這兩種問題較地基問題而言，施工強度和規模都較小，但出現的頻次遠比地基問題出現的多得多，對于這部分的施工，首先最重要的還是了解出現問題的原因，如此才能相應地對癥下藥，達到實效。下面以酸雨侵蝕下的墻面為例子加以說明。對于這種建筑的改造首先想到的就是施工的材料。只有抗酸型材料才能抵抗這樣的環境。選材中同樣要遵循建筑的改造加固原理，即加固改造的原料選取要比原來的高，才會在改造后更持續維持建筑的使用。在選材后，真正的施工開始，酸雨侵蝕過的墻面本身存在著由內到外腐性逐步增前的特點，在施工中，要特別注意新舊材料的粘合性，錨固性。對于新舊材料的諧和更是重要，否則會功虧一簣。

（三）工程實例

1．工程概況。某學校教學樓為4層磚混結構，縱橫墻承重體系。建筑面積4360m2，房屋層高3.750 m，總高16m。基礎埋深－1.850m，基礎采用磚砌條形基礎。地基處理為局部1.0m深3：7灰土換墊法。現要求在原有建筑結構基礎上改造為具有現代設施（如中央空調、先進的寬帶網、電信網絡系統等）的辦公樓，因使用功能改變，平面布置相應調整，原教室要增設分隔墻，門廳位置改變，將一教室上下兩層打通，形成大廳。這樣，原結構承重傳力體系發生變化，結構必須作加固改造處理。

2．加固改造方案的確定。（1）封閉剛架托換加固技術?，F需將其中8～11線A～C軸一二層教室改造成門廳，對應二層樓面梁板需拆除，A軸一層，C軸一二層縱墻亦需拆除，為順利實現結構傳力的平穩過渡，且作到經濟合理，考慮充分利用原地基基礎的承載能力，盡量減少地基基礎加固工程量，采用封閉剛架托換技術。這樣將原結構荷載由從上到下均勻傳遞改變為上部豎向荷載通過剛架梁傳給剛架柱，由剛架柱傳至基礎梁，再經基礎梁傳至原條形基礎?？紤]到剛架傳力的非均勻性，尤其是柱基為集中荷載，故基礎梁需延伸或在橫向局部增設，將傳力適當調整。另外為減輕新增結構應力滯后和二次傳力影響，混凝土采用C30微膨脹混凝土，使新舊結構緊密結合。（2）墻體加固。因加固改造結構存在二次傳力影響，為減少剛架變形增加新增剛架與原結構共同工作能力，使上部荷載能夠安全地轉移，避免上部墻體出現裂縫，并增強局部墻體的穩定性，對A、c軸封閉剛架上一層墻體8～11線一二層墻體采用鋼筋網樹脂砂漿夾板墻技術加固。單面鋼筋網夾板墻基本參數：M10樹脂砂漿，厚度40mm，縱橫向鋼筋Φ150×150。傳墻拉結筋Φ8@450梅花點布置，端部鋼筋錨固長度：錨入原墻體180mm，錨入樓板100 mm。雙面鋼筋網夾板墻時對稱設置。（3）采用輕質隔墻。原教學樓為縱橫墻混合承重體系，大開間教室居多，現要分隔改造為小開間辦公室，若采用普通粘土磚墻體分隔，增加荷重較大，原梁經核算承載力不夠，需加固補強，且由此引起地基承載力也存在問題。一般的輕鋼龍骨紙面石膏板隔墻存在剛度差，隔音效果不理想，使用壽命不長等問題。經過分析比較，采用特種水泥GRC輕質隔墻材料。板厚80 mm，與其它隔墻比較，可擴大使用面積，同時原鋼筋混凝土梁不需加固，可直接設隔墻分隔空間。上下連接采用型鋼卡用射釘固定。

3．施工技術要求。門廳部分改造加固量大，施工復雜，為本次改造關鍵部位。改造施工順序為：放線定位→縱橫基礎梁→剛架柱→剛架梁→一二層鋼筋網樹脂砂漿夾板墻→拆除墻體→裝修。施工時要精心操作，切忌亂鑿亂砸。拆除墻體及二層梁板工作需在整個封閉剛架及相關夾板墻混凝土、砂漿達到設計強度后方可進行。拆除墻體時要采用機械切割，先齊梁底水平進刀切通墻體，后停下全面檢查結構有無變形裂縫，無異常情況后拆除余下墻體及二層門廳部分梁、板。該工程經改造投入使用后，轉換結構工作正常，性能穩定，未發現任何裂縫和沉降，效果良好。

參考文獻

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