老舊建筑結構加固施工技術優(yōu)化及要點分析

張旭波

（北京建大京精大房工程管理有限公司，北京 100037）

1 加固技術現(xiàn)狀概述

1.1 老舊教學樓現(xiàn)階段狀況

近年來，地震災害的頻發(fā)使國家和人民損失巨大。隨著很多高校的發(fā)展，大量建造在20 世紀50—90年代的老舊教學樓已經不能滿足新時期的要求，需要對現(xiàn)有老舊教學樓加固改造升級。這些建筑當初設計標準較低，抵抗地震破壞的能力較弱。為達到目前抗震要求，應與建筑物的翻修同時進行抗震加固。

1.2 磚混結構構件加固的一般方法

建筑抗震加固通常的流程為：首先對原結構抗震性能進行檢測鑒定，根據出具的檢測報告進行結構抗震加固設計，通過施工圖審查再進行招標，然后進行施工準備工作的施組、方案編制，接著組織施工，最后通過驗收。

結構構件加固常用的方法包括以下幾種：①基礎加固常用的方法有加大基礎截面積、補強注漿、錨桿靜壓樁和壓漿灌注樁等；②墻體加固常用的方法有單側或雙側墻體增設砂漿面層、鋼筋混凝土板墻和增設鋼筋網與砂漿面層組合的板墻；③樓板、懸挑陽臺加固常用的方法有粘碳纖維布、粘碳纖維板或用角鐵、包鋼和粘鋼等；④梁加固常用的方法有角鐵、粘鋼和包鋼或采用加大梁截面，也可采用粘碳纖維布、粘碳纖維板；⑤柱子加固常用的方法有混凝土圍套和包鋼；⑥其他加固方法有植筋加固和裂縫修補加固。

1.3 磚混結構體系加固常用的方法

（1）加強結構整體性的加固方法：①增設墻段和現(xiàn)澆鋼筋混凝土框的方法加固墻體平面布置不閉合的情況；②增設附加支座、托梁的方法加固屋蓋支承長度不足的情況；③增加鋼拉桿和長錨桿以及外加圈梁構造柱等方法加固縱橫墻連接較差的部位；④增設圈梁的方法來滿足圈梁設置要求。

（2）加強結構抗震性能的加固方法：①當原墻體強度過低或破壞嚴重時，加固方法有拆除重砌和增設抗震墻；②當既有墻體已開裂或砌筑砂漿強度低時，用壓力灌漿的方法修補加固；③增設外加柱的方法可使柱與圈梁、拉桿形成整體，與現(xiàn)澆混凝土樓板和屋蓋可靠連接；④結構剛度差可采用增設型鋼、鋼筋混凝土支撐或支架的方法來加固。

2 加固施工技術要點

本文以高校老舊教學樓加固改造工程實際的施工技術進行介紹。

2.1 工程概況

北京中醫(yī)藥大學和平街校區(qū)基礎醫(yī)學院樓為地上5 層的磚混結構，基礎類型為磚砌條形基礎，總建筑面積為10274m2。該樓于1958年竣工，唐山大地震后進行了抗震加固，外墻增加了圈梁構造柱來加強結構整體抗震性能。

既有建筑樓面板為空心磚組合板，屋面板是現(xiàn)澆混凝土，墻體為磚砌墻體，砌筑材料為燒結磚，砌筑砂漿是水泥混合砂漿。結構采用縱橫墻混合承重的體系。

2.2 本工程結構加固施工技術

本工程采用的結構加固技術有：磚砌條形基礎采用加大基礎截面積的加固方法；磚砌墻體用鋼筋混凝土板墻的方法加固；空心磚組合樓板采用碳纖維布的加固方法；結構整體性加強采用增加鋼拉桿和更新圈梁構造柱的方法。下面介紹本工程采用的結構加固方法和施工工藝流程。

本工程基礎為磚砌條形基礎，加固采用加大基礎截面積的方法，條形基礎上部兩側采用鋼筋混凝土板墻，鋼筋混凝土板墻采用噴射混凝土。下部放大腳部位采用澆筑混凝土，保證混凝土的密實度和基礎的承載能力。

施工工藝流程：施工準備→開挖放線→挖土方→基礎降水→基礎鑿毛→測量定位放線→植筋→鋼筋施工→模板施工→混凝土施工→驗收→土方回填→素土夯實→墊層澆筑。

本工程墻體采用雙側70mm 厚的鋼筋混凝土板墻加固的方法。鋼筋混凝土板墻施工運用了噴射混凝土技術，噴射混凝土施工時，噴槍應與受噴墻面垂直，相距1m，均勻噴射。

施工工藝流程：施工準備→測量定位放線→基層表面處理→鋼筋綁扎固定→模板施工→噴射混凝土→澆水養(yǎng)護→驗收。

本工程樓板的形式為空心磚組合樓板，采用碳纖維布加固的方法，在空心磚組合樓板板肋中心線上粘貼100mm 碳纖維布，端部采用200mm 寬碳纖維布壓條和化學錨栓固定。

施工工藝流程：施工準備→測量定位放線→基層表面處理→涂刷底膠→修補找平→膠料配制→粘貼碳纖維布→養(yǎng)護→檢驗驗收→涂刷防火涂料。

鋼拉桿用來增強內外墻的整體性，其施工簡捷方便，并且對原結構墻體的破壞較小，因此應用較為廣泛。本工程在縱橫墻連接較差的部位增加鋼拉桿來加強結構整體性。

施工工藝流程：施工準備→測量放線定位→剛拉桿進場質量檢驗→錨座試安裝就位→支設腳手架→剛拉桿吊裝→剛拉桿牽引、連接就位→剛拉桿張拉→檢測驗收→表面防腐處理。

本工程采用更新和增加圈梁構造柱的方法加強結構整體性。圈梁布置在每層樓板位置，通過混凝土銷鍵和拉結筋與墻連接，每層閉合成環(huán)；構造柱布置在外墻墻角和內外縱橫承重墻連接的部位，向下延伸至基礎，通過混凝土銷鍵和拉結筋與基礎和墻連接。

施工工藝流程：施工準備→定位放線→基層表面處理→鋼筋施工→模板施工→混凝土施工→澆水養(yǎng)護→驗收。

2.3 加固節(jié)點優(yōu)化

（1）鋼筋代換。

本工程樓梯間墻體加固設計為鋼筋混凝土板墻，豎向構造分布鋼筋規(guī)格為C12@150mm，穿樓板時，為了減少對梯段的破壞，采用同牌號鋼筋等面積代換的方式優(yōu)化。

等面積代換的條件是同牌號代換且鋼筋的總截面積大于等于原設計鋼筋的總截面積。用公式可表示為：

式中：AS1和AS2分別為原設計鋼筋總面積和代換后設計鋼筋總面積；n1和n2分別為原設計鋼筋根數(shù)和代換后鋼筋根數(shù)；d1和d2分別為原設計鋼筋直徑和代換后鋼筋直徑[4]。

樓梯間鋼筋混凝土板墻豎向構造分布鋼筋采用等面積代換集中配筋，間距為600mm，600/150=4 根。

代入數(shù)據求得代換鋼筋直徑不小于24mm。取鋼筋直徑為25mm。代換后的豎向構造分布鋼筋規(guī)格為C25@600mm。

上述代換結果按要求征得設計單位同意后編制方案，組織施工。

（2）銷鍵截面形式優(yōu)化。

本工程整體性加固的圈梁構造柱是通過混凝土銷鍵和拉結筋與墻連接。由于加固工程量大造成銷鍵開鑿數(shù)量多，并且銷鍵截面為矩形，施工人員開鑿銷鍵時施工煩瑣且對結構擾動較大。

圈梁構造柱處的銷鍵主要是用來做定位的構件，不影響加固后的結構安全和性能。所以將開鑿矩形截面銷鍵優(yōu)化為開鑿圓形截面銷鍵，便于機械化施工且對結構擾動小。按要求征得設計單位同意后編制方案，組織施工。銷鍵豎向布置如圖1 所示。

圖1 銷鍵豎向布置

3 施工注意事項

3.1 施工遇到的問題以及解決辦法

（1）在剔除既有空心磚組合樓板板底砂漿面層后，發(fā)現(xiàn)既有預制空心板底有凹陷孔洞，這些孔洞可能由于樓板吊筋開孔、混凝土保護層碳化腐蝕導致，在板底粘貼碳纖維之前，需要進行修補平整。修補方法采用高性能聚合物砂漿修補此處的凹陷孔洞。

（2）板底粘碳纖維加固之后，碳纖維布表面相比混凝土而言較為光滑，為保證粉刷質量和減少返工。采用在板底粉刷時加設玻纖網，以保證粉刷層的外觀質量和整體性。

3.2 安全文明施工要求

本工程施工區(qū)域位于高校校園內，鄰近正在使用的教學樓，對安全文明施工要求較高。要做好降塵降噪措施，如噴射混凝土用的空氣壓縮機噪聲較大應設置隔音棚。施工前應編制安全預案，定期安全培訓和組織演練，精心布置施工現(xiàn)場，并做好安全防護措施，保證施工安全以及保障學校正常的教學和師生的正常生活。

4 結論

隨著加固技術、工藝、材料的更新，需要我們不斷研究和應用新的技術，了解和掌握其特點。綜合分析各種因素后進行優(yōu)化設計，保證工程的安全和質量。