關于建筑工程增層改造施工技術的應用

【摘要】隨著經濟發展速度的逐漸提升，改革也在進一步深入，經濟條件及建筑技術對多數既有建筑物造成制約，造成使用功能于結構形式已經無法與時代需求相符。若對原有建筑物進行拆除重建，仍有一定的經濟條件存在。因此，利用增層改造施工，促使既有建筑達到經濟且適用的效果。

【關鍵詞】建筑工程；增層改造；施工技術

一、建筑工程增層改造的優勢

1.對建筑面積實施大幅度的增加，使得征地費用及配套費用得到有效節約。

2.對既有建筑物上實施增層，且在不改變占地面積的前提下，對該區域的建筑密度得到增加，實現用地節約，且不會對區域周邊環境的協調造成影響。

3.在增層改造過程中，運用對原建筑的平面及立面格局進行合理調整，對水暖及電等配套設備實施更新，從而確保使用功能及美化環境的目的得以實現。

4.增層改造施工存在投資小且周期短的特點，與目前建設需求而言，存在及其重要的作用。

5.增層改造是將原有底層建筑物向多層、中高層或高層建筑進行改造的有效方法。

二、建筑工程增層改造的施工方法

目前增層改造的施工方法主要包括：對荷載傳遞進行改變的加層法、直接加層法以及外套框架加層法幾種。

1.直接加層法

當加層建筑與既有建筑物的平面布置、承重體系以及結構體系達到相同時，應運用直接加層法進行應用。該方法在基礎承載力中得到應用。對于墻體和柱存在一定開挖潛力的建筑物，且在加層施工后存在一定的安全設備問題時，通常該方法加層施工不能超出3層。

通過長期荷載作用下，既有建筑物的地基土壓縮固結作用會提升土的承載能力，隨著施工時間的增多，地基承載力度也會逐漸提升。所以，在該情況下，運用直接加層法進行施工時，可不對地基進行處理。

運用直接加層法實施設計時，應先對新加部分的結構內力進行計算，再將內力添加至原有建筑中，驗算出原家族的承載能力，主要驗算的方面涉及到：地基承載力、磚混結構的承重墻承載力、鋼筋混凝土基礎抗彎及抗沖切、框架結構的框架承載力、原有屋面板改造為樓面后板的承載力等。當原有建筑物無法對安全要求進行滿足時，應運用有效的措施實施加固。

2.改變荷載傳遞的加層方法

原有建筑物的基礎及承重結構體系無法對加層后承載力的要求得到滿足，或由于建筑物的使用功能要求對建筑平面布置實施改變，對結構布置及荷載傳遞途徑的加層方法實施改變。在具有承載潛力的建筑工程中得到適用。對墻體、柱子進行增設，或通過局部加固處理的方式，促使加層需求的建筑得到滿足，應運用以下方法對荷載傳遞途徑實施改變：

（1）當原有建筑物屬于橫墻承重或縱墻承重體系時，加層部分能夠對縱橫承載或橫墻承重體系進行改變。

（2）當需要對建筑物加層部分的建筑平面實施改變時，或原有建筑物承重墻及基礎承載力和變形無法對加層荷載下的設計要求得到滿足時，應對墻或柱進行新增，使加層部分建筑物的荷載得到有效傳遞。

3.外套框架加層施工方法

外套框架加層法是在原有建筑物外對外套結構實施增設，使外套結構將加層部分的荷載向基礎實施傳遞。該方法一般在較多加層層數中得到適用，原稱重結構或地基基礎難以對加層荷載進行承受。

（1）完全分離式外套。也就是外套框架和原有建筑物達到完全分開，水平凈空距離能夠將抗震及加層施工的要求得到滿足。該加層方法存在清晰的簡圖，外套框架對加層部分的荷載實施獨立承擔。當原有建筑物有較多層數存在或抗震設防烈度達到七度以上時，由于新舊建筑物對垂直方向的聯系有所缺乏，外套框架結構存在較長的底層柱，造成外套框架結構上重下輕、上剛下柔，從而形成“高雞腳”建筑，對抗震施工造成較大影響，所以，該方法在地震區域內不宜進行應用。

（2）為了將分離式外套框架中存在的問題得到解決，應將結構整體性及橫向剛度得到提升，促使抗震得到改善，與結合式外套框架結構能夠將外套框架和既有建筑物之間對鋼拉桿、咬合鍵、扣件、砂漿錨桿、鋼筋混凝土錢固件等進行設置，或在既有建筑物橫向中對拉結鋼筋進行設置后在外套框架中實施澆注。該方法的運用能夠將結構這個提醒及橫向剛度得到提升，對抗震提供幫助。但該方式僅在構造處理中得到應用，存在較少的試驗研究，其計算的有效模型無法達成共識。對抗震設計計算方法未能完整且系統的接受。由于對試驗數據及震害資料缺乏證實且嚴格的理論依據，因此無法確定新舊建筑結構的實際受力狀況與計算模型之間是否相符。

（3）對上述兩種方法的優缺點進行分析時，應按照現代結構的控制技術，又在新舊建筑物之間運用耗能減震元件或彈塑性聯系的方式，使其達到協同減震的結構。由于該方法的對耗能元件的連接得到應用，因此可通過對力學參數進行控制的方法，促使減震效果得到有效提升。該連接屬于半剛性或柔性，能夠對框架柱的設計高度得到減少，當地震出現時，還存在耗能、減震等優勢。其存在的問題主要是由于在不同的地震波鼓勵下，加層建筑存在不同的減震耗能效果，對既有結構會有有理或不利影響，從新舊借個各自動力特性、剛度、質量比等結構參數及控制器參數等對其新舊結構實施優化。

三、增層改造的適用條件及設計要點

建造年代、結構情況、破損程度、使用要求、建筑物重量程度等對既有建筑物的增層改造條件是否滿足改造產生影響。對于存在不錯現狀的建筑物應合理且經濟地增加二三層最為合適，通常在磚混結構或磚木結構建筑物中得到適用，該類建筑存在較多的鋼性結構，幾乎不存在橫向側移問題，一般對風荷載導致的結構內力因素可無需計算，其主要的受力特征是對豎向荷載進行承受，通過長期載荷的作用，以及基本完成沉降，地基基礎出現充足的強度現象。

在改造基層設計時，首先應對建筑經濟及社會效益進行分析，對結構體系的荷載分析、初步安全鑒定、受力狀況以及地基基礎的受載作用等進行勘測、調查。當確定能夠實施改造增層后，設計重點則是對地基、基礎及結構設計進行落實，注重新舊建筑物的各部位之間的連接。

四、建筑工程加層改造的方法

1.為了使建筑物整體性得到提升，要求對每層的增加層實施鋼筋混凝土圈梁的設置，促使新增部分荷載能夠均勻的向基礎上傳遞，避免增層后有不均勻沉降發生，并對圈梁實施內外墻設置。

2.對屋面防水層進行鏟除，將加層部分的自重得到減輕，運用承重多孔空心磚對承重墻進行施工，而非承重墻的施工可采用石膏板、加氣混凝土等輕質材料進行應用，運用木屋架或輕鋼屋架承重體系作為屋面結構進行操作。

3.保持增層部分結構的一致，且上下對應，在原結構上直接進行加層施工，原地基基礎應和承重結構處于統一狀態，應將窗口位置和原建筑保持相同，煙囪、煤氣、上下水管、電氣及暖氣設備的設置應對原有系統的布局及走向進行充分考慮，確保達到統一效果。

4.復核及驗算地基基礎及墻體的強度，當與抗震設防要求相滿足時，即可運用輕質高強材料對加層墻體進行砌筑。當個別墻段的基礎達到強度不足時，應先實施局部加固操作。

五、結語

總之，在現今社會，既有建筑物的加層改造存在相當的普遍性，加層改造的應用能夠對生活環境的改善、環境的美化以及建筑用地緊張的緩解發揮著重要作用。通過對加層建筑施工方案及結構方案的確定，采用科學、經濟且簡便的方法，促使原建筑物結構安全及正常使用得到保障。

參考文獻：

[1] 張杰. 加層改造砌體房屋的抗震鑒定與加固研究[D]. 華中科技大學 2004.

[2] 張永生. 磚混結構輕鋼結構直接加層法研究[D]. 太原理工大學 2005.