既有建筑抗震加固與節能改造技術分析

李建軍

（天津大學建筑設計研究院，天津 300073）

當前我國很多地區都存在數量龐大的抗震設防不達標的老舊建筑工程，這些建筑會隨著城鎮化的改造和發展而逐步拆遷，還有些是進行必要的加固和改造施工，但是加固施工的成本通常比較高，與新建的結構存在明顯的差異。對于當前的建筑進行加固改造，就需要采取合理有效的措施來處理新老結構和部件的連接不穩定問題，這樣在具體的實施階段必然會給結構部件造成比較大的損害。從實際情況來看，只要是進行了加固改造的建筑，就會存在比較嚴重的質量隱患。如果不能采取科學合理的處理措施，會造成比較嚴重的安全事故，威脅人們的生命安全。鑒于我國城市發展實際情況，對既有建筑進行抗震加固和節能改造是非常重要的工作，必須選擇更加有效的加固與節能改造的一體化處理措施，進而促進既有改造效果的提升。

1 既有建筑抗震加固與節能改造發展現狀

1.1 既有建筑抗震加固發展現狀

既有建筑抗震加固的發展主要分為3個階段。

（1）探索階段主要是總結出加固原理和具體方法，并且掌握抗震加固的必要性。

（2）我國開始逐步建立抗震加固標準，提出整體性的工作目標。

（3）綜合發展階段很多先進技術、材料和工藝被應用到既有建筑抗震加固和節能改造中。目前，最為主要的方式就是直接加固和間接加固，而很多既有建筑并未進行抗震加固設計，對此，還需要深入研發，以更好地促進整個領域的全面發展。

1.2 既有建筑節能改造發展現狀

近年來，我國的節能環保理念逐漸成為社會的主流，我國對于資源和能源的使用也更加重視，所以很多建筑都具備較強的節能效果，尤其來很多的先進施工技術應用到工程中，能夠從根本上實現能源的節約，達到綠色環保的效果。目前，我國建筑節能發展水平得到了很大的提升，但是從整體發展的角度來看，區域不平衡的現象依然比較嚴重。因為建筑標準實施的時間問題，很多建設時間比較早的建筑項目并沒有進行節能設計，所以當前我國很多地區的建筑能耗都是比較大的。從單位耗能的角度分析，屋頂的能耗可以達到發達國家的2.5～5.5倍，外墻為4～5倍，外窗為1.5～2.2倍。因此，我國的節能形勢非常嚴峻，再加上我國目前并沒有建立完善的節能技術標準和管理規范，傳統的建筑標準也比較落后，導致建筑工程領域的節能改造工程量巨大。

2 既有建筑抗震加固與節能改造一體化技術的應用

既有建筑抗震加固與節能改造一體化技術是在當前的抗震減災和節能的標準的基礎上研發和應用的，從建筑項目的設計、施工、驗收等多個環節出發來實現抗震加固與節能改造。該技術在應用中有著非常好的效果，可行性和實踐性比較高。

2.1 可行性分析

（1）技術的特點能夠應用到當前我國的既有建筑抗震加固與節能改造的初期階段。當前，我國的抗震加固與節能改造的形勢是非常嚴峻的，應用抗震加固與改造一體化技術能夠在很大程度上滿足該方面的要求，可以更好地促進建筑工程領域的全面發展。該技術體系內有工程勘探、設計、圖紙、驗收等多個環節，能夠及時地發現既有建筑在設計方面存在的缺陷，根據當前建筑的總體性能，制定出標準化的管理方法，更好地實現建筑加固和節能標準，并能夠實現工作流程的簡化，以更好地促進建筑改造效率的全面提升。

（2）技術施工過程具備方便性。在具體施工環節，不需要將抗震加固施工與節能改造施工分開施工，可以采用一體化同步施工的方法施工，這種施工方式具備很強的方便性。

（3）經濟效益非常明顯。利用抗震加固與節能改造可以從建筑使用的設計情況出發來合理地進行規劃與設計，使得整個系統變得科學與合理，也能夠避免因為施工階段的工期安排不合理而出現的施工工序混亂的問題，使得工程的造價得到大幅下降。

（4）減少準備工作。不管是進行建筑抗震加固還是進行節能改造，都應該在工程開始前進行必要的現場勘探和分析，建筑加固與改造聯合的施工的工作模式能夠減少項目準備環節的工程資料整理以及工程的改造方案論證等準備工作。

2.2 工程施工實踐

既有建筑抗震加固與節能改造一體化技術在具體的施工中包含了很多的施工環節，任何一個環節都會給最終的施工效果造成直接的影響。下面以某工程為例進行分析，以了解該技術的實踐應用效果。

（1）工程概況。某小區居民樓投入使用的時間比較長，整體性能比較差，采用一體化方式來進行改造，總建筑面積共約16.8萬m2。因為該住宅項目的具體特征比較明顯，且小區內部各個樓梯結構都是比較相似的，現以其中一幢樓作為研究分析對象。該建筑總高18.5m，層高3.3m，南北朝向；主體結構是磚混結構，M5混合砂漿是主要的施工材料，磚墻厚度240mm。根據設計方案可以了解到，該建筑的安全等級為Ⅱ級，抗震設防烈度8度，設計使用年限50年。

（2）抗震強度和節能鑒定。①當前的建筑地面回填密實度性能較好，不存在任何潮濕或者結構損壞等嚴重的問題；②檢測墻體結果：頂層有輕微的裂縫，裂縫形式為橫向裂縫與斜向裂縫，這些裂縫出現的位置在樓梯間與門窗的位置，對于裂縫而言，最大的裂縫寬度為2mm，同時墻體連接位置還存在漏水現象；③從實地測量結果可以發現，頂點側移矢量呈現出不規律的變化形態，東部最嚴重，為15.4mm，但是也是在國家標準范圍內（≤H/500即29.11mm）；④門窗洞口與承重墻體的間距為0.9m，沒有達到1.2mm的要求；⑤縱橫墻體與樓梯的角部位置上都設置有構造柱，但是樓梯段上下部分的兩側沒有設置，不能達到設計標準的要求；⑥對熱工檢測數據分析發現，建筑朝向符合當前的標準要求。

（3）一體化施工改造方案。以一體化改造技術的實施情況和工作流程為出發點，充分了解各方面要素之后確定一體化改造方案。對于內墻陽角、屋面外墻等結構需要設置抗震加固結構，采用噴射混凝土的加固方式，混凝土材料強度等級為C20，厚度為60mm，內部設置鋼筋網片，其中鋼筋網片采用的鋼筋直徑為8mm，鋼筋間距控制在15～20cm。在樓梯的上下端的位置上增加一個構造柱（截面面積大小為150mm×150mm），新加入的結構部分與原樓層結構的圈梁部分需要使用錨固連接的方式，以達到技術標準的要求。通過分析，節能改造項目采用外墻保溫系統施工，既有建筑外墻與屋面工程采用擠塑聚苯板外保溫結構方式施工，門窗則采用保溫性能強的塑鋼門窗。

（4）一體化改造施工安排。按照一體化的改造施工方案的要求，明確了具體改造施工的工序和各項工作。從施工方案的角度出發，嚴格控制各個施工環節，不能存在嚴重違反工程施工情況的形式，從而可以保證所有的施工環節都能夠達到標準的要求。①植筋施工是否達到可靠性的要求，會給新舊連接性能造成較大的影響。因此，在植筋施工環節，要嚴格按照設計方案和技術標準來進行，保證規格、間距、數量等符合要求，不同位置上的植筋需要分別進行控制，保證其準確性和完善性合格。②為了能夠有效預防在鉆孔施工階段導致原結構鋼筋的損壞問題，需要在鉆孔施工前盡量避讓原鋼筋的結構，尤其是混凝土梁上的鋼筋材料，應該先鑿除周邊位置的保護層結構，然后才能進行鉆孔施工。③植筋深度及直徑必須按照設計方案來確定，嚴格執行施工方案。④成孔后，應該將孔內進行全面的清理施工。對于單面植筋、穿越現澆樓板與新建設的梁、樓板等結構需要灌入膠體材料，然后再插入鋼筋材料。⑤植筋施工需要在打孔開始前先將新舊結合面剔鑿出毛面，然后進行放線測量，從而可以防止在施工中植筋密度過大而導致原結構部分不能進行剔鑿施工。噴射混凝土施工階段，嚴格按照施工方案和技術標準來進行。混凝土施工材料需要使用場外加工施工方式，然后直接應用到施工現場內。噴射面在正式施工前要進行全面的清理，保證不存在任何雜質而影響噴射施工質量；噴射過程中，應該通過相關的設備進行找平處理，保證表面的平整性合格。噴射技術人員要掌握足夠的施工技術，并組織開展技術交底工作。噴射回彈料應該限定在20%以內，同時要及時清理干凈，并且將回彈量按需要摻入其他的施工材料中。噴射結束的4h后，就要灑水養生施工，還要做好記錄。合理地組織施工順序，嚴格按照施工方案進行施工，才能保證工程質量的合格。

3 結束語

對既有建筑進行建筑抗震加固與節能改造是當前我國重要的工作，也是提升建筑總體水平的關鍵。基于此，現代社會需要應用建筑抗震加固和節能改造一體化技術的實施方案，合理地安排各個施工工序，從而可以提升整體施工效果，發揮出建筑工程的重要作用，提升工程的總體性能。