某近代建筑的加固改造優化設計與施工剖析

【摘要】某近代建筑建于1892年，距今已經有一百多年的歷史，其建筑結構為磚木結構。由于建筑時間已經非常久遠，墻體材料與木結構已經有了很大缺陷，已經影響了正常使用，需要進行重新加固。本文以該建筑為例，詳細討論了建筑的加固改造和優化設計與施工的關鍵問題。

【關鍵詞】近代建筑；磚木結構；加固優化

某近代建筑被評為省級文物，由于年代久遠，在使用的過程中已經有了多次改造。據考證，原有結構是帶有半個地下室的三層磚木結構，樓面和樓頂部分為木結構，基礎是磚結構。由于使用時間已經較長，墻體和木結構已經出現了很大問題。又由于地面基礎沉降作用和城市地鐵施工造成的振動使墻體已經嚴重開裂，目前已經無法使用；同時，業主希望改變它的原有功能，希望把它改造成一個小型的展覽廳。由于該建筑的建筑布局和使用功能需要發生改變，所以需要對該建筑進行加固和改造。

1、現場檢測和鑒定結果

由于歷史原因，該建筑設計時的圖紙和后期改造方案已經無法找到，為了對該建筑進行現階段的評估，需要對該建筑重新進行詳細的測量和評定。經檢測發現，該建筑的墻體已經多處開裂，最大裂縫寬度竟已超過10mm，有些墻體部位是用一些碎磚塊砌成的，質量非常差，，因此判定墻體的鑒定等級被評判為C級；建筑基礎坐落在填土層，由于填土層結構較為復雜，而且還存在厚度不均的現象，另外，其他各層填土雖然年代已經相當久遠，但土質仍然很松軟，因此地基的可靠性被評判為D級；最后就是木結構，由于該建筑所處環境潮濕，因此很多木梁已經腐蝕相當嚴重，但樓上和樓頂木結構還很完好，因此木結構被評定為C級。

2、加固改造優化設計方案

由于該建筑是省級文物，因此在外觀上，需要保持它的原貌；又由于該建筑已經經過多次加固和整修，因此需要對有些部位進行重新加固。在對施工工期短、加固費用合理的情況下對原有建筑進行加固，需要采用多種加固方式對多個部位進行加固，這樣既能保證該建筑的安全性，又可以滿足各項的承載力要求。1.基礎加固，在不影響地下室使用的前提下，采用托換基礎增大基礎面積的方法進行加固；2.墻體加固，由于原有墻體質量差，滿足不了現代建筑的抗震要求，因此在墻體內側增加雙面鋼筋網片加固，在墻體外側增加單面鋼筋網片加固，在有縫隙部位采用流動性好的混凝土灌注，另外在墻體內增加嵌入式構造柱和圈梁。3.木結構加固，對于腐蝕性嚴重的木梁進行更換，對于需要增強承載力的部位用鋼結構代替木結構進行加固。

3、加固改造設計

3.1 基礎

經過檢測，現有基礎滿足不了所需改造方案需要的承載力要求，因此需要對基礎進行加固，但由于地基處理工程復雜且所需時間和費用均較高，因此選擇了托換基礎以增加基礎面積的方法來處理。新基礎需要滿足以下幾個要求：首先是新基礎的承載力要大于改造后的建筑的設計載荷；另外在更換部分基礎時 ，剩下的承載力應滿足建筑承載力要求；最后是新增基礎應該滿足混凝土基礎設計的要求。

3.2 墻體

墻體采用鋼筋網片加固并且各鋼筋網片間應該形成一個完整的結構對墻體的整體穩固性進行一個徹底的改造，對于破損嚴重、縫隙較多的墻面應該采用流動性好的混凝土澆灌，這樣有利于墻體縫隙的填充密實，混凝土的強度應該選擇等級為C20的，最后用M10的水泥砂漿對墻面磨平，在這一系列操作完成之后，還應該保證墻體的抗震承載力。為了滿足抗震要求，在不影響功能性的前提下，在墻體中增加嵌入式的柱子，使墻體結構更加穩固。

3.3 木結構

木材的強度是影響木材承載力的主要因素，因此在對木結構的承載能力進行測算時，首先應該測量木材的強度。根據現場取樣的方法可以簡單快捷的測試到木材的實際強度，但在本建筑中并不適合。實際上，現有木梁的強度是滿足現在的使用要求的，因此加固過程中新增加的承載量就是需要在木結構中增加鋼梁的承載量。由于在木結構中加鋼梁，因此在鋼梁組裝時，應該提前在鋼梁上打孔，并且用螺栓進行連接，不能進行焊接，以防發生火災。

4、施工技術要點

4.1 基礎加固施工

基礎加固施工時，應該注意周圍地基的保護，并且也要對墻體及時觀察，防止地基松動對墻體出現更大的破壞，每個托換基礎沿基礎長度方向的鋼筋伸出基礎一部分，長度為鋼筋搭接要求的長度，便于與下次托換的基礎鋼筋搭接以形成整體。在混凝土中應該添加微膨脹劑，在澆筑混凝土時的高度控制時，應該高于原有地基面的底面，以達到新托換基礎與原有基礎緊密結合的目的。并且一次托換基礎在發揮它的70%的效力時，才能進行下一次基礎的托換。

4.2 墻體加固施工

墻體加固的施工順序為：對原有粉刷層清理，在原有墻體結構上打孔為加固做準備，對墻體鋪設鋼筋網加固，灌注墻體裂縫，抹水泥砂漿并養護。在墻體加固時應注意以下幾個問題：1.鑒于墻體質量較差 ，施工時可以先把墻體松散部位清除干凈，將已松動的墻體部位拆除。2.鋪設鋼筋網片時，豎向鋼筋應靠墻面并采用鋼筋頭支起，鋼筋底端錨入新托換基礎，頂部錨入嵌入式圈梁。3.施工過程中，對雙面加固的墻體應該在兩邊同時澆注，單面加固的墻體應該在不需要澆注的那一面做好支撐，這樣是為了防止墻體受力不均而造成墻體垮塌。在對縫隙進行灌注時，應對灌注的混凝土不停攪拌，以保持灌注時的混凝土的均勻。

4.3 木結構加固施工

在用鋼梁進行木結構的加固時，應根據現場進行尺寸放樣，確定木梁與鋼梁連接處螺栓孔的位置，并且鋼梁在使用之前應該在地面加工好，并且刷防銹油漆。

結語：

該近代建筑的加固改造工程從設計到施工到最后完成，根據現場對結構進行全面檢測及鑒定的結果，不僅滿足了現行規范及規程，，而且還進行了進行優化設計，針對不同的情況采用不同的加固方法，達到了結構安全、費用和工期的整體綜合目標。

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作者簡介：

朱明日，出生年月：1982年08月19日，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：廣東省英德市，當前職務：技術負責人，當前職稱：建筑結構設計中級工程師，學歷：大專，研究方向：建筑結構設計。