樓板加固方案探討

譚兆祥

樓板加固按照加固目的分為承載能力加固和耐久性修復，其中承載能力加固常用的方案主要包含增大截面加固法、粘貼碳纖維或鋼板加固法、板底增設鋼梁支撐加固法、增設樓板支撐法及板面和板底綜合加固法[1]。下文對上述加固方案在實際工程項目中的應用展開分析。

1 增大截面加固法

增大截面加固法在樓板加固中的使用較為普遍，可分為新增板面疊合層加固法和板底增大截面加固法，分別如圖1、圖2 所示。

圖1 新增板面疊合層加固法（來源：作者自繪）

圖2 板底增大截面加固法（來源：作者自繪）

1.1 新增板面疊合層加固法

新增板面疊合層加固法多用于板面支座負筋補強加固的情況，以及原結構板為預制樓板需增加樓板整體性的情況。該加固方案在實際項目中需要關注以下幾點。

（1）增加板面疊合層，結構自重增大，需復核板底筋和結構梁的承載能力；對加固層數較多的結構，還需復核原有基礎的承載能力。

（2）新增面層影響建筑樓面標高，對室內凈空有一定影響。

（3）板面加固對板頂原有裝飾面層及原有內隔墻的拆改比較大，加固完成后恢復建筑功能的費用較高[2]。

1.2 板底增大截面加固法

板底增大截面加固法多用于板底承載力不足或樓板厚度較薄需加厚處理的情況，對于板底保護層脫落、板底鋼筋大范圍露筋銹蝕以及板底火災或化學侵蝕嚴重的區域，也可以考慮采用此加固做法。

與板面加固相比，板底加固施工相對困難，新增板底疊合層一般需在板底搭設模板，由于上部存在原有樓板，疊合層混凝土澆筑及振搗無法正常進行。為解決上述施工難點，需要在原有樓板板面開孔，作為材料入口及排氣孔。

同時，由于細石混凝土的流動性較差，板底疊合層建議采用流動性及自密實性較好的高強灌漿料，通過低壓灌漿的方式注入高強灌漿料至相鄰排氣孔，以保證板底加固層的密實度。

2 粘貼碳纖維或鋼板加固法

2.1 方案說明

粘貼碳纖維或鋼板加固樓板，加固原理及效果基本相同。相比之下，粘貼碳纖維加固方案在實際工程中更具優勢，主要體現在以下幾個方面：一是施工造價低；二是施工更簡單；三是耐腐蝕，適用的加固條件更廣；四是施工無需樓板開槽，無需植化學錨栓，對原結構損傷小。下面對樓板粘貼碳纖維加固展開論述，其主要做法如圖3、圖4 所示。

圖3 板面粘貼碳纖維加固示意（來源：作者自繪）

圖4 板底粘貼碳纖維示意（來源：作者自繪）

2.2 注意事項

根據《混凝土結構加固設計規范》（GB 50367—2013），對于粘貼碳纖維加固法，被加固的混凝土結構構件，其現場實測混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結強度不得低于1.5 MPa[3]。

此外，對于建成時間較久或者混凝土表面已經存在超過保護層厚度的碳化層的情況，在使用粘貼類加固方案時也需要謹慎考慮。由于碳化會使混凝土的堿度降低，當碳化深度超過混凝土的保護層厚度時，在水與空氣存在的條件下，原有混凝土保護層失去對鋼筋的保護作用，導致鋼筋生銹，進而引發混凝土保護層開裂或剝落，造成粘貼碳纖維加固失效。

3 板底增設鋼梁支撐加固法

3.1 方案說明

板底增設鋼梁支撐加固法的原理為通過新增樓板支座、減小樓板跨度來提高樓板的承載力，主要加固做法如圖5所示。

圖5 樓板增設鋼梁支撐加固示意（組圖來源：作者自繪）

3.2 注意事項

該方案適用于樓面荷載增加幅度較大、原有樓板厚度較薄的情況，加固設計時需注意以下幾點。一是由于樓板多采用分離式配筋，新增鋼梁位置的樓板分析時需按簡支邊界考慮，并注意該處樓板板面可能存在開裂的風險。在確認方案時，需與業主做好提前溝通工作。二是由于鋼梁和混凝土樓板的材質不同，為盡量減小變形不協調導致的二次受力問題，可通過控制鋼梁應力比來減小鋼梁撓度。樓板與新增鋼梁之間的縫隙采用環氧樹脂填充，確保密實，并保證共同受力。三是新增鋼結構需按規范相關要求做好防腐及防火措施[4]。

4 板面、板底綜合加固法

4.1 方案說明

板底、板面綜合加固法多用于需要大幅度提高樓板承載能力的情況，一般可采用增大截面和粘貼碳纖維綜合加固處理。由于板底增大截面施工較為困難，可采用板面增設疊合層，板底粘貼碳纖維加固[5]。

4.2 案例分析

某公司一棟3 層鋼筋混凝土框架辦公樓需整體改造為一棟檔案管理大樓，檔案室活荷載要求為12 kN/m2，原樓板采用100 mm 厚現澆混凝土板。經前期鑒定，原結構大部分結構柱軸壓比、梁截面尺寸以及樓板配筋均不滿足承載力要求。結合項目實際情況，對結構柱、梁采用增大截面加固法，樓板板面設置50 mm 疊合層，板底采用粘貼碳纖維加固。板面設置疊合層可以解決板厚不足及板面支座負筋不足的問題。同時，由于存在新增面層，梁截面增大可以利用板面疊合層，在梁支座負筋不足的位置新增支座負筋。該加固做法施工簡單，造價相對較低。

5 增設樓板支撐法

5.1 方案說明

增設樓板支撐法在實際項目中的運用相對較少，該方案一般用于原有結構樓板破損嚴重或承載能力不足且原有樓板拆除不便的情況。

5.2 案例分析

某廠區一棟建于20 世紀50 年代的辦公樓，主體結構為兩層砌體，2 層樓板為磚砌樓板。經鑒定，樓板紅磚風化，板筋大范圍銹蝕，部分銹斷，樓板有整體坍塌的風險。業主要求加固時避免擾動原結構，希望保留原有磚砌樓板。根據項目實際情況，最終采用板底增設鋼結構支撐的加固方案來承受原有樓板自重及樓面活荷載，如圖6 所示。該方案需要注意以下幾點。

圖6 板底增設樓板支撐加固示意（來源：作者自繪）

（1）新增支撐與原有樓板之間需要形成直接的支承關系，以避免后期板面可能存在的開裂及局部塌陷風險。

（2）新增鋼結構需采取防腐及防火措施。

6 結語

對房屋建筑結構進行加固處理，不僅可以保證房屋建筑工程項目的完好性，還可以有效延長房屋建筑工程項目的應用年限，消除地基沉降、地震災害對房屋建筑結構的損害。本文通過對不同的樓板加固方案進行說明，分析了不同方案的適用范圍及注意事項，實際工程中還需要依據項目具體情況，結合不同需求加以運用。