舊廠房改造再利用探析——加固技術運用分析

■蔡耀增 ■廈門特運房地產開發有限公司，福建 廈門 361000

由于過去我國城市規劃和功能布局不合理，許多舊廠房臨近城市生活區，在城市化進程中，這些以往相對偏僻的老廠區變成了炙手可熱的黃金地段。工業廠房由于保存價值不高，往往擺脫不了拆除重建的命運，被拆除的不僅僅是建筑，還有建筑背后蘊含時代背影和文化意義。如何對大量近代廢舊廠房進行再次開發和利用，具有重要的社會意義。本文以枋湖公共交通樞紐中心改造工程為例，進行分析總結，為同行提供借鑒。

1 舊廠房改造的意義

“產業類歷史建筑在城市發展歷程上具有重要的歷史地位，他們曾經是城市的重要組成部分，其中不少建筑還是一定時期產業文化的典型代表。”［1］因此舊廠房改造再利用意義重大。

1.1 社會意義

我國目前正在倡導建設節約型社會，環境友好型社會。由于舊廠房當年建造時已經對環境造成了一次污染，如果推倒重蓋，勢必在拆除中不可避免的產生城市噪音，造成空氣污染，更重要的是拆除后的建筑垃圾不能再次利用或者自然降解。廢舊廠房的改造再利用將使上述問題迎刃而解。

1.2 經濟效益

舊廠房的改造再利用一方面盤活了公共資源，在寸土寸金的城市更加體現了地塊的稀缺價值;另一方面廢舊工業廠房在改造成本上較新建建筑節約了三分之一到四分之一。

2 舊廠房改造加固技術比較

國內外廠房改造的成功案例不少，如“廣東中山岐江船廠改造，當地政府秉承“保留、再利用和再生”的理念，在尊重歷史的基礎上大膽創新運用，打造成適合人們休閑游玩的岐江公園”［2］加固技術是舊廠房改造中最常運用到的技術之一，除了基礎加固以外，有如下幾種加固方法:

(1)加大截面。優點:可靠性好，提高承載力、剛度大。缺點:施工周期長，增加結構自重，增加地基基礎永久荷載，減少了使用空間。

(2)濕式外包鋼加固。優點:施工簡單，工作量不大，結構受力也比較可靠，又可以較大幅度的增大承載力。缺點:不適用于混凝土強度低的情況。

(3)碳纖維加固。優點:材料自中小，抗拉強度高，抗腐蝕性能強，施工方便。缺點:對結構剛度提高不明顯，材料成本較高，防火性能差，耐久性差。

(4)體外預應力加固。優點:對結構剛度和承載力提高較為明顯。缺點:受現場和構建情況影響大，施工非常麻煩，錨固端安全性低，成本高。

(5)鋼絞線網片—聚合物砂漿加固。優缺點基本和碳纖維加固一致，但防火性能和耐久性能得到很大提高。

3 舊廠房改造加固技術運用

3.1 工程概況

廈門鍛壓機床總廠第一聯合廠房位于廈門湖里區，該建筑主廠房為單層裝配式廠房，東、西側輔助間為三層鋼筋混凝土框架建筑，于1998 年建成。廠房后加夾層為單層鋼筋混凝土框架建筑，于2007 年建成。該建筑主廠房屋架原設計采用的抗震設計規范為《工業與民用建筑抗震設計規范》(TJ 11-78)，大型屋面板采用1974 年標準圖，主廠房排架部分及東、西兩側輔助間原設計采用的抗震設計規范為《建筑抗震設計規范》(GBJ 11-89)，原設計抗震設防烈度為7 度(近震)，原抗震設防類別為丙類;夾層部分原設計采用的抗震設計規范為《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2001)(2001 版)，原設計抗震設防烈度為7 度(0.15g)，原抗震設防類別為丙類。該建筑平面長約188m，寬約174m，建筑檐口高為15.850m，總建筑面積約30000m2。該建筑主廠房為單層裝配式廠房，屋架為預應力混凝土平行弦屋架，屋蓋采用預應力混凝土屋面板;夾層部分及東、西兩側輔助間均為鋼筋混凝土框架結構，樓(屋)面層為現澆鋼筋混凝土樓板，基礎均采用柱下鋼筋混凝土獨立基礎，基底持力層均為粉質粘土和殘積粉質粘土，其地基承載力特征值為220kPa。現欲將該建筑主廠房及夾層部分改造為枋湖公共交通樞紐中心，依據《建筑工程抗震設防分類標準》(GB50223-2008)中第3.0.2條和5.3.4 條的規定，一級長途汽車站客運候車樓的抗震設防類別為重點設防類別(乙類設防)，即按高于本地區抗震設防烈度一度的要求加強抗震措施，按本地區抗震設防烈度確定其地震作用;東、西輔助間的抗震設防類別為標準設防類別(丙類設防)，按本地區抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用。因此，本工程主廠房及夾層部分抗震設防類別為乙類建筑、其后續使用年限為30 年，抗震鑒定按照A 類建筑進行;東、西輔助間抗震設防類別為丙類建筑，其后續使用年限為30年，抗震鑒定按照A 類建筑進行。

3.2 存在問題

根據《抗震鑒定報告》結果和設計要求，原有舊廠房存在如下問題:(1)主廠房屋架設置、構件連接以及支撐系統等不滿足規范要求。(2)主廠房圍護粘土磚墻及女兒墻的設置不滿足規范要求。(3)夾層變形縫的設置不滿足規范要求。(4)夾層部分框架柱加密區箍筋配置不滿足規范要求。(5)東、西輔房部分梁和樓板承載力，個別柱承載力不滿足規范的要求。

3.3 加固措施

通過以上幾種常見加固方法比較，我們很容易就可以淘汰第三(碳纖維加固)和第四種(體外預應力加固加固方法)，理由:碳纖維加固防火性和耐久性能太差，不適用于大型公用建筑;體外預應力加固方法對本案中的獨立排架柱結構不適用且安全性能無法保證。因此結合實際情況，本項目采用如下加固方案:(1)主廠房:對不滿足抗震承載力要求的框架柱，框架柱基礎上部采用加大柱頭截面尺寸，柱身至樓板采用濕式外包鋼法進行加固。相關施工如圖1 所示;(2)東西輔助用房:①對框架柱和梁采用鋼絞線網片—聚合物砂漿復合層進行加固;②對懸臂挑梁(走廊)下部采用增設槽鋼加固，以增強槽鋼翼緣受壓穩定性，綴條寬度按靠近挑梁根部加寬的原則設置。槽鋼與混凝土梁底采用聚合物砂漿粘結，便于施工及提高粘結可靠性。聚合物砂漿M45、水泥砂漿M10。如圖2，圖3。

圖1 JGZ3 加固詳圖

圖2 現澆樓板板頂加固祥圖

圖3 現澆樓板板底加固祥圖

圖4 鋼絞線網片—聚合物砂漿復合層施工現場(輔助房)

3.4 施工中應注意和把握的細節

(1)濕式外包鋼法:①在施工前務必清理干凈砼表面的粉刷層，對松動的混凝土應鑿除直到露出堅硬砼面。可用壓縮空氣進行除屑及除塵，再用丙酮或者工業酒精清洗干凈。②對一般裂縫可采用表面填充密封、壓力注漿和注射法進行處理。對于鋼筋銹脹裂縫部位要特別處理，順裂縫處將鋼筋保護層鑿除，露出鋼筋及堅硬混凝土面，用不銹鋼絲將鋼筋鐵銹去除，露出光面，用壓縮空氣除屑及粉塵，再用丙酮或者工業酒精擦拭干凈(周邊堅硬混凝土面一并處理)。鋼筋表面涂刷阻銹劑，再用環氧砂漿對裂縫進行修補，待環氧砂漿硬化后進一步打磨平整。③施工過程中還應對型鋼表面處理及固定、封閉處理、埋設灌漿嘴、通氣試驗、灌膠等施工步驟逐步檢查、核實。待施工完畢用小錘輕敲，檢查是否有空鼓部位。

(2)鋼絞線網片—聚合物砂漿加固:①將加固區的抹灰層清除干凈，若發現存在裂縫按上面濕式外包鋼法的處理方式處理即可。②對加固部位的砼表面采用角磨機進行打磨處理，露出新鮮砼面，用壓縮空氣清理干凈表面粉塵，然后用丙酮擦洗干凈剔鑿后的砼表面。對凹陷部位用滲透性聚合物進行修補。③對鋼絞線網的各個節點進行從端頭至末端順序逐段鉆孔錨固，使鋼絞線網經緯方向張緊，不松弛。④保持新鮮砼面的潔凈，同時涂刷界面劑。一般噴涂施工1～2 次，厚度不超過2MM。⑤聚合物砂漿分層壓抹，每次壓抹厚度應適合施工操作要求，第二次壓抹應以手觸上次壓抹不粘手為依據;當壓抹厚度達到設計要求時要做好壓抹收光，收光后的半小時至4 小時內應對施工面進行噴水養護，最少7 天以上實行濕潤養護，同時應做好成品保護，防止受到外力沖擊而產生破壞。

4 結束語

本文中濕式外包鋼法與鋼絞線網片—聚合物砂漿加固法在枋湖公共交通樞紐中心改造工程取得了顯著的成效(目前已良好運行了4 年了)。對一般性工業廠房進行改造和再利用，為建設資源發展循環型社會提供一條可行之路。我堅信隨著人類對材料科學和結構力學等建筑科學的不斷研究和探索。新的材料和加固技術必將不斷地運用在建筑這一古老而又充滿魅力的行業，使之煥發出新的青春活力。

［1］何禮平，應四愛.工業廢舊建筑改造再利用的本體因素分析及改造原則［J］.工業建筑，2006(8):35-36.

［2］殷文慧.國內舊工業建筑改造現狀與分析［J］.沿海企業與科技，2000(9):23-24.