某學生宿舍加固改造設計與施工

范潔群

隨著社會的發展及生活水平的提高,人們對房屋使用功能的要求越來越高,某些已建房屋的性能如:跨度、開間及裝修水平等已不能滿足現代生活的要求,個別建筑物的抗震性能也亟待提高。有鑒于此,在不遠的將來,將有大量已建房屋需要進行工程改造、加固。捆綁式加固法是從房屋外面設置構造柱、圈梁(或混凝土小框架)及縱橫拉桿,將房屋相關結構捆綁拉結成一體,以達到增強房屋整體性,改善結構破壞形態及增大結構延性的目的,適用于地震設防地區房屋的抗震加固及某些功能性房屋改造[1]。下面結合某學校一學生宿舍的加固改造實例,介紹改造加固方案及施工注意事項。

1 工程概況

房屋原結構平面布置示意圖如圖 1所示。原房屋為磚混結構,墻體采用Mu15,Mu10配合M 7.5,M 5.0混合砂漿,預制混凝土樓板。共8層,布置較為簡陋,每層布置有 28個學生宿舍,兩個公用衛生間。2001年 4月,為改善學生居住條件及加強房屋抗震性能,決定對房屋進行改造加固。

2 改造加固方案

改造加固后結構平面布置如圖 2所示。改造后,原來的公共衛生間改為宿舍,每個學生宿舍均配有生活陽臺(含獨立的衛生間),居住環境得到改善。新加的陽臺部分結構相當于混凝土框架(柱、梁板),并采用預應力拉桿將新加的兩部分“框架”及原有建筑三個部分“捆綁拉結”在一起,增強房屋的整體性能,改善結構破壞形態及增大結構延性[2-4]。

3 施工注意事項

1)外加框架柱應與墻體有可靠連接,宜在樓層 1/3和 1/2層高處同時設置拉結鋼筋和銷鍵與墻體連接,亦可沿墻體高度每隔500mm左右設置膨脹螺栓、壓漿錨桿或錨筋與墻體連接(見圖 3)。

2)外加框架柱設置單獨的基礎,埋深與原外墻基礎相同;外墻基礎埋深超過 1.5m時,外加柱基緊貼橫墻布置;其一端應錨在外加柱內,另一端錨入橫墻的孔洞內;孔洞尺寸宜采用 120mm× 120mm,拉結鋼筋的錨固長度不小于其直徑的 15倍,并用混凝土填實。

3)預應力拉桿的施工是保證整個工程質量的關鍵環節。拉桿采用冷拉Ⅱ級(原)鋼筋制作,直徑為 20mm,屈服強度標準值fpyk=450 N/mm2。拉桿必須先對焊后冷拉,以保證冷拉效果并檢驗對焊接頭質量。

拉桿位置:一般距原有橫墻水平距離 50mm,距樓板底豎向距離100mm,并保持同一根拉桿在墻、梁上的預留孔標高一致,以免影響后續工序如穿筋、張拉工作的順利進行。在施工新加建筑前,應在拉桿穿過的縱向墻上鑿出 100×100的孔洞,并與預施工的梁預留孔標高校對,發現問題應及時協調。

張拉控制應力σcon=0.50fpyk,不進行超張拉。張拉時混凝土應達到 100%設計強度。張拉采用張拉應力控制為主,同時用伸長值進行校核。理論伸長值為20.5mm,實測伸長值為20mm～22mm,符合規范要求。

4)為保證拉桿端部結構的局部承壓能力,端部加 50×70×70墊板。

5)原有衛生間均改為宿舍,施工時應自上而下逐層拆除需改造的樓板和墻體,然后做基礎,并自底層起,砌筑新墻體,逐層澆筑新設的樓板。施工時嚴格按照施工順序進行,確保施工安全。

6)各層原有墻新開門窗洞口時,應在上方設槽鋼過梁。施工時先安放槽鋼過梁,再自上而下逐層鑿開門窗洞口。

7)張拉完成后,應對拉桿及兩端螺絲端桿錨具、墊板進行防銹處理,可先除去浮銹,涂刷防銹漆兩道,然后用防火涂料涂刷兩道。兩端螺絲端桿錨具應用細石混凝土封堵,見圖 4。

8)構造柱做法:應先砌墻體并留馬牙槎,然后澆筑混凝土。馬牙槎深60mm,并沿墻高每500mm設2φ6.5拉結筋,每邊伸入墻內 1 000mm,當墻長小于1 000mm時,拉結筋應伸至墻端,以保證墻體與構造柱的整體性能,改善結構受力狀態。為加強構造柱與原有建筑物墻體的連接,應在原墻體上沿柱高每隔 1 000mm剔打出深度為60mm,高度為500mm的馬牙槎,并清除干凈原墻面上的抹灰層。

4 結語

房屋改造加固與一般新建房屋施工相比,有相通的地方,但也有自身的特點,有些方面的施工難度、技術含量還高過新建房屋施工。所以,對于房屋的加固改造還需不斷總結施工經驗,使其不斷發展、完善。

[1] 唐業清.建筑物改造與病害處理[M].北京:中國建筑工業出版社,2000.

[2] CECS 25∶90,混凝土結構加固技術規范[S].

[3] GB 50367-2006,混凝土結構加固設計規范[S].

[4] 李晨光,劉 航,段建華,等.體外預應力結構技術與工程應用[M].北京:中國建筑工業出版社,2008.