探析老舊小區(qū)改造中建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)

文／徐杰峰、吳賽兵 浙江省二建建設(shè)集團(tuán)有限公司 浙江寧波 315000

引言：

我國(guó)的城鎮(zhèn)化也不斷進(jìn)行了高度的發(fā)展和建設(shè),在人類所生存的各個(gè)都市中每年都會(huì)出現(xiàn)不少建設(shè)高層商廈,在這樣的時(shí)代背景下,人類的環(huán)境和生活都被大大的改變了,而與此同樣,不少老舊居住區(qū)的回遷和重修也耗費(fèi)了巨大的物質(zhì)錢財(cái),而這些行為既不經(jīng)濟(jì)也耗消耗時(shí)間,通過對(duì)這些現(xiàn)狀的重新思考,老舊小區(qū)改建成為了必然之事。老舊房屋量大面廣,由于建造年份較早,受當(dāng)時(shí)建材、施工技術(shù)水平、質(zhì)量要求等所限制,產(chǎn)生了不同的問題，如建材陳舊、漏水、開裂等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響著人們正常的住宅使用。小區(qū)改造的工程內(nèi)容一般涉及房屋、外立面、公用部位、設(shè)備設(shè)施、小區(qū)附屬設(shè)備等項(xiàng)目;內(nèi)容涉及范圍廣泛,且與居民的生活安全、舒暢、美觀等密切相關(guān)。近年來,由于城市人口增加明顯,人民群眾對(duì)房屋建筑質(zhì)量的要求逐漸提高,為緩解住房供應(yīng)不足的問題,國(guó)家大力開展了舊城居民小區(qū)改建工程。該方案不但可以合理緩解老人口房屋需求的緊張問題,還可以加強(qiáng)城鎮(zhèn)化建設(shè),加強(qiáng)社區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,從而降低老舊小區(qū)中蘊(yùn)藏的隱患,以便于更多地開展改建加固工作,必須對(duì)當(dāng)前老舊小區(qū)建設(shè)結(jié)構(gòu)中存在的缺陷加以詳細(xì)分析。

1、老舊小區(qū)建筑結(jié)構(gòu)存在的問題

1.1 建筑結(jié)構(gòu)老化

老舊小區(qū)是指在2000年之前的公共建筑,相比于當(dāng)前房屋設(shè)計(jì),已經(jīng)大大趕不上時(shí)代的進(jìn)展了,而老舊小區(qū)在長(zhǎng)期沒有保養(yǎng)和修繕工作的狀況下,建筑物的構(gòu)造方面將會(huì)出現(xiàn)較多的問題，特別是老化問題尤為突出。由于小區(qū)建造的年限比較長(zhǎng)，墻體剝落的問題時(shí)常出現(xiàn)，這使得一些鋼材料會(huì)長(zhǎng)時(shí)間暴露在外面，而一旦經(jīng)受風(fēng)雨、太陽(yáng)等的侵襲，金屬的質(zhì)量會(huì)大大降低，生銹問題更是常見。這些種種現(xiàn)象的存在，已經(jīng)嚴(yán)重制約了小區(qū)居民的生活，為此對(duì)有關(guān)小區(qū)開展加固設(shè)計(jì)施工成為了必然且緊迫的工作。

1.2 技術(shù)存在缺陷

隨著建筑科技的不斷發(fā)展,更為優(yōu)化的施工技術(shù)也逐步地被研發(fā)了出來,而傳統(tǒng)施工方式的缺點(diǎn)和困難也逐步顯露了出來。老舊住宅的施工工藝較為滯后,不僅相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施配置不完善,而且相應(yīng)措施的落實(shí)也不充分,在工程實(shí)施過程中未能進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪途霉芾怼４送?由于以往的施工理論知識(shí)不完善,施工技能也不完善,在施工中往往會(huì)存在某些技術(shù)性難題,從而造成項(xiàng)目不符合預(yù)定任務(wù)目標(biāo),各公司往往為趕上時(shí)間,而忽視了工程質(zhì)量安全方面的問題,而隨著時(shí)間不斷延長(zhǎng),在施工中出現(xiàn)的難題也逐步顯露了出來。

1.3 材料質(zhì)量下降

以往的建造架構(gòu)設(shè)計(jì)主要追求的是建筑速度,因此在工程質(zhì)量與安全性方面都缺乏考慮,又或者為減少建造的工程造價(jià),建筑企業(yè)多選擇價(jià)格比較便宜的原料,造成了房屋建筑構(gòu)件在長(zhǎng)期的自然環(huán)境天氣、意外自然災(zāi)害等的共同影響下,極易發(fā)生大面積坍落,甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的傷亡事件。因?yàn)榉课萁ㄔO(shè)和普通市民的日常生活密切相關(guān),故要保證很高的穩(wěn)定性,來保障人民生活平安。但是由于老舊小區(qū)的建設(shè)單位在建筑施工時(shí),由于缺乏對(duì)不可控因素的有關(guān)工程設(shè)計(jì),所選用的材料防震性很差,根本無法有效地面對(duì)天然形成的地震、狂風(fēng)等不良天氣所造成的危害,而如果發(fā)生了這種現(xiàn)象,則老舊建筑物將極容易發(fā)生傾斜、損壞,乃至倒塌,為提升建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全可靠,就必須要對(duì)建筑施工原料進(jìn)行高效把關(guān),以保證相應(yīng)材料都符合國(guó)家的建筑施工標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 居民不合理更改

由于時(shí)代不斷發(fā)展,不少市民對(duì)人居環(huán)境的不滿也日漸上升,甚至擅自進(jìn)行住宅改裝工程,進(jìn)而使其滿足了自身的居住需要。居民沒有專門的建筑設(shè)計(jì)常識(shí),根本無法合理改變建筑物構(gòu)造,甚至為了個(gè)人私欲,也產(chǎn)生了很多不合理、不合法的施工搭建,進(jìn)而危害建筑的安全性能。

2、改造老舊小區(qū)建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)技術(shù)分析

2.1 增大截面

加大截面補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)是建筑物構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)中最為基本的一項(xiàng)。由于加大建筑構(gòu)件的直徑尺寸與加配筋量,可以增強(qiáng)相關(guān)建筑物的剛性和強(qiáng)度,從而提高建筑物的穩(wěn)定性與抗裂性,不僅如此，由于年代久遠(yuǎn)再加上修繕不到位，建筑內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較多的裂縫，增大截面的方式還能夠?qū)@種裂縫進(jìn)行有效處理。這種方式適用的范圍比較大，不但可以對(duì)梁、柱等進(jìn)行修補(bǔ),還可以補(bǔ)強(qiáng)建筑基座和屋架等,但是需要注意的是，在展開施工的過程中，必須首先要充分考慮到構(gòu)件特點(diǎn)、加固技術(shù)的實(shí)際要求、施工作業(yè)是否可行等方面的情況，結(jié)合對(duì)上述種種信息的掌握，從而展開增大界面的加固措施。根據(jù)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然擴(kuò)大界面的方式在加固技術(shù)中屬于應(yīng)用效果比較優(yōu)良的一種，具有較為顯著的應(yīng)用性，但是與此同時(shí)它也具有工程量大,養(yǎng)護(hù)期長(zhǎng)的缺點(diǎn),有時(shí)還會(huì)影響房屋的整體外形與美觀性,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要特別小心。

2.2 混凝土加固

混凝土加固方式一般劃分為:一、直接加固方式。是通過在原來的混凝土構(gòu)件上重新澆注覆蓋層,以增加原砼構(gòu)件截面,從而增強(qiáng)原結(jié)構(gòu)的抗剪能力;二、間接加固。通過減少原結(jié)構(gòu)內(nèi)部因外部負(fù)荷而形成的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,從而減小原構(gòu)件所受到的壓力,以保證原構(gòu)件穩(wěn)定性;三、置換式混凝土加固方式。則是通過對(duì)原來的混凝土加以凹槽處理,清除表面殘留,然后再根據(jù)要求重新進(jìn)行填充混凝土。這三類方式在采用后均應(yīng)重視對(duì)初凝期的保護(hù),減少前期所受到的壓力,以防止在凝固階段發(fā)生焊縫斷裂、表面劃傷等的現(xiàn)象出現(xiàn)。對(duì)于混凝土加固技術(shù)而言，其具有一個(gè)較為鮮明的特點(diǎn)，即在應(yīng)用過程中，需要有大量建筑材料的支持，為此需要注意，在工程項(xiàng)目進(jìn)展之前，必須要對(duì)建筑材料進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)，確保材料數(shù)量能夠滿足施工建設(shè)的需求。

2.3 粘貼鋼板

粘鋼板加固方式,即是將高性能的膠合物涂刷在混凝土構(gòu)件和鋼材之間,使之成為統(tǒng)一的整體,從而利用鋼材的超高抗拉力增大結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性,使建筑構(gòu)件結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。鋼材要盡量使用A3 等級(jí)的,厚度保持在兩毫米到六毫米之間,材料的各項(xiàng)特性都要滿足結(jié)構(gòu)安全標(biāo)準(zhǔn)要求。膠合物材料要按照建筑的實(shí)際狀況,采用JGN 型、YJS-1 型以及ET 型等產(chǎn)品,其膠合物的主要技術(shù)指標(biāo)要滿足結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)要求。在進(jìn)行型鋼粘結(jié)時(shí)要注意正截面承載力要根據(jù)受彎件的強(qiáng)度加以估算,當(dāng)建筑構(gòu)件斜截面抗剪力強(qiáng)不夠時(shí),可以使用U 型箍板進(jìn)行傾斜型補(bǔ)強(qiáng)。鋼板加固方法施工簡(jiǎn)單,不要求對(duì)結(jié)構(gòu)加以改動(dòng),有良好的適用性,特別適用于受靜力影響的受拉構(gòu)件,在確保施工溫度不高于60 攝氏度、無化學(xué)侵蝕影響時(shí)便可以進(jìn)行加固工作,要注意當(dāng)結(jié)構(gòu)的水泥硬度小于C5 時(shí),就不適宜采用該技術(shù)。

2.4 纖維復(fù)合加固

玻璃纖維綜合補(bǔ)強(qiáng)主要分為碳纖維布與碳素纖維板補(bǔ)強(qiáng)。碳纖維與傳統(tǒng)的補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)有所不同,可以高效節(jié)約空間,不需大量施工設(shè)備,就可以提高補(bǔ)強(qiáng)的工程質(zhì)量,同時(shí)沒有增大建筑構(gòu)件的自重,擁有較好的耐腐性,可以有效地提高結(jié)構(gòu)壽命,從而減少了施工成本。在建筑施工時(shí),首先,做好混凝土表面清理工作,通過清理內(nèi)部結(jié)構(gòu)的殘缺部分做好修補(bǔ)工作,采用環(huán)氧樹脂灌注,通過打磨內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表層,以保持平整度。然后,通過將固化催進(jìn)劑與固化劑按照科學(xué)的配比進(jìn)行攪拌調(diào)制后,將其涂刷在需要粘接的混凝土表面。最后,將碳纖維材加以均勻切斷,各段長(zhǎng)度小于六厘米,并經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)兩個(gè)小時(shí)后,確保樹脂料深入至碳纖維材內(nèi),以改善相關(guān)特性,然后再將其涂刷于需加強(qiáng)的部分,以改善建筑構(gòu)件品質(zhì)。而相對(duì)于上述加固方式,碳纖維加固方法的功能更多,不但提高了建筑物構(gòu)件品質(zhì),還可改善建筑材料的抗裂、抗腐、防潮等特性,也大大提高了混凝土構(gòu)件的抗彎能力,是目前利用率最高的補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。

2.5 預(yù)應(yīng)力加固

預(yù)應(yīng)力式補(bǔ)強(qiáng)法通過增加外部應(yīng)力改變建筑物構(gòu)造的方式,并通過改善內(nèi)在構(gòu)造的位置分配,減小了建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平,從而降低變形發(fā)生的可能性。該方式一般運(yùn)用在空間跨度很大的建筑物,對(duì)于老舊小區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改善效率相較于上述幾種方式略為欠缺,但由于預(yù)應(yīng)力加固法操作簡(jiǎn)便,且施工過程簡(jiǎn)單,因此可以對(duì)構(gòu)造問題較少的部分實(shí)施快速修復(fù)。

3、案例分析

3.1 小區(qū)現(xiàn)狀

3.1.1 項(xiàng)目背景

上個(gè)世紀(jì)七八十年代，全國(guó)各地的國(guó)有企業(yè)，為了滿足企業(yè)員工的住房問題，陸續(xù)集資修建了各類員工住宅樓——“工人新村”，作為員工的福利分房。浙江省二建建設(shè)集團(tuán)有限公司也在那個(gè)時(shí)期集資新建了員工小區(qū)——建筑新村。

3.1.2 項(xiàng)目概況

建筑新村居民小區(qū)建造于20世紀(jì)80年代初,共有26 棟多層的磚混結(jié)構(gòu)房屋,面積為46255.38m,共有768 戶居民。

3.1.3 小區(qū)存在的問題

小區(qū)建設(shè)的時(shí)間一直都相當(dāng)悠久,因?yàn)楫?dāng)時(shí)重修建、輕規(guī)劃,所以小區(qū)在基本的配套服務(wù)設(shè)施、公共設(shè)施、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理方式等方面,已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前中國(guó)人民對(duì)宜居環(huán)境的要求。小區(qū)建設(shè)單體外墻嚴(yán)重滲水、外立面破損開裂,樓道管線凌亂,出入口的鐵閘、信報(bào)箱等生銹、松動(dòng);室外道路嚴(yán)重破損,園林綠化種類單調(diào)且有覆土暴露跡象。

3.2 設(shè)計(jì)思路

針對(duì)項(xiàng)目的歷史背景,以及周圍建筑物肌理研究,建設(shè)狀況分析,小區(qū)實(shí)際居住居民狀況,以及項(xiàng)目的投入金額等,設(shè)計(jì)需要滿足美觀性,強(qiáng)調(diào)實(shí)用價(jià)值,防止華而非實(shí),以達(dá)到便利平民百姓的更多生活需要,并解決市民在生活中所關(guān)心的重大問題。

3.3 建筑單體改造

3.3.1 建筑屋頂整治

屋頂改造將重點(diǎn)解決屋頂滲水和保溫隔熱的問題。目前由于屋面隔熱板損壞,防水涂料老化,導(dǎo)致居住房間嚴(yán)重滲水,且隔熱效果不好，需重新鏟除在原建筑表面上新做,來解決隔熱和給排水上的問題,具體方案與辦法參見以下屋頂保溫防水節(jié)點(diǎn)。

圖1 屋面保溫防水節(jié)點(diǎn)

3.3.2 建筑外立面整治

小區(qū)建設(shè)年代較為悠久,現(xiàn)狀房屋的外立面材質(zhì)及外墻涂料,都出現(xiàn)不同損壞、開裂,漏水等狀況。外墻面使用空調(diào)支撐所采用的均是三角支架,但通過長(zhǎng)期的應(yīng)用,支架產(chǎn)生了腐蝕現(xiàn)象,同時(shí)受到氣候環(huán)境影響,銹跡也會(huì)流落在外墻面上,嚴(yán)重影響了外墻質(zhì)量,小區(qū)單元的窗戶設(shè)備簡(jiǎn)陋,單元出入口鐵閘、信報(bào)箱容易生銹、松動(dòng)。

建筑物外立面為什么顯得不完整美觀,是因?yàn)榭照{(diào)器位隨意設(shè)置,以及空調(diào)機(jī)蓋、晾衣架、雨蓋、防盜窗材料、形狀等不統(tǒng)一。為適應(yīng)市民需要,同時(shí)改變外立面,讓建筑物很好的融合了這個(gè)都市的景觀和周圍環(huán)境,將外立面鏟除原有油漆層后再次粉平,新做防水、涂料或真石漆,將空調(diào)器位再次安置,原則上應(yīng)橫平豎直,將空調(diào)機(jī)蓋、晾衣架、雨蓋、防盜窗等系統(tǒng)考慮并替換,將外墻裝飾管線落地,實(shí)現(xiàn)建筑物單體的整齊。

外立面處用真石漆產(chǎn)生“仿紅磚”的效應(yīng),配上局部米黃黃漆,將橫向和豎向配色設(shè)計(jì)結(jié)合,既加強(qiáng)了沖擊力,又滿足了歷史背景下關(guān)注的紅色文化元素。另添加成品鋁板裝飾線腳,并結(jié)合豎向裝飾線,以增強(qiáng)建筑物的高聳質(zhì)感。空調(diào)器位再次設(shè)置,空調(diào)機(jī)蓋、晾衣架、雨蓋、防盜窗等統(tǒng)一選擇替換,外墻面管線再次落地,使內(nèi)外墻整齊統(tǒng)一。

3.3.3 單體建筑內(nèi)部設(shè)施的整治

老舊小區(qū)的內(nèi)部設(shè)施改建,一般是指將公共樓層和內(nèi)部排水系統(tǒng)改建,本小區(qū)改造時(shí)只做了樓道改建,樓層墻壁和屋頂?shù)臓顩r都是油漆表面,空鼓起殼現(xiàn)象很多,有張貼小廣告、宣傳單等狀況,樓梯扶手銹蝕很多,管道亂穿,雜亂形象很差,信報(bào)箱、電表盒和單元出入口鐵門也有生銹、油漆剝落、損壞的跡象。

圖2 外立面改造前后對(duì)比

為了確保住戶所處的環(huán)境更為優(yōu)良，有一個(gè)較為舒適的體驗(yàn)感，需要對(duì)單元出入閘進(jìn)行相應(yīng)的改造，摘除松動(dòng)、生銹的信箱，同時(shí)為了便于清楚快速地找到單元門口，需要采用有效的措施增加其辨識(shí)度。

3.3.4 加固方案

根據(jù)房屋安全鑒定檢測(cè)報(bào)告，制定有效、合理、性價(jià)比高的加固方式。本次對(duì)19 幢C 級(jí)房屋進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，涉及內(nèi)容主要為：

（1）墻體夾板墻加固

墻體增設(shè)40mm 厚鋼絲網(wǎng)聚合物砂漿面層，增加墻體厚度提高墻體承載能力。

（2）墻體裂縫加固處理

采用裂縫修補(bǔ)膠或灌漿法對(duì)開裂處墻體進(jìn)行加固。

（3）破損混凝土構(gòu)件加固處理

疏松混凝土鑿除，鋼筋除銹，表面涂刷界面劑，修補(bǔ)砂漿恢復(fù)至混凝土構(gòu)件原截面，表面粘貼碳纖維布。

（4）預(yù)制樓梯加固處理

預(yù)制樓梯增設(shè)角鋼及鋼梁提高樓梯整體性及承載能力。

3.4 室外綜合整治

3.4.1 小區(qū)道路及停車位整治

小區(qū)道路年久失修,地基強(qiáng)烈下陷,地面坑洼等重大損毀;道路狹小,停車配套與服務(wù)極度欠缺,小區(qū)內(nèi)機(jī)動(dòng)車可任意停靠,且消防設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低下,人流車輛交織,帶來了極大的消防安全隱患。

為適應(yīng)市民目前的使用要求,路面重新鋪上瀝青水泥路面;重新設(shè)計(jì)停車場(chǎng),并采取側(cè)停、斜停、垂直停放三種；路面拓寬并預(yù)留人行通道,以確保車輛安全；而小區(qū)內(nèi)消防車通道寬及高不低于四米,以確保消防通道的順暢,而其他路面確保救護(hù)車能夠順利通過。

3.4.2 綠化與環(huán)境整治

居民小區(qū)綠化帶的廢棄物沒有處理,地面覆土裸露沒有補(bǔ)綠,有些老舊小區(qū)在建設(shè)之初,僅僅為解決市民的住房問題,建設(shè)方法比較單一,甚至沒有市民的活動(dòng)場(chǎng)所、公共綠地。

小區(qū)園林綠化與環(huán)境保護(hù)是滿足市民精神生活,追求環(huán)境品質(zhì)的另一方面,我們按照"以人為本、回歸自然、崇尚環(huán)保"的建筑設(shè)計(jì)理念,進(jìn)行了小區(qū)園林綠化。對(duì)于較為密集的園林綠化,做好移植和修剪。再者活動(dòng)場(chǎng)地方面,集中大景致、微景致的全方位考察,使其適應(yīng)小、中、老三代人的社會(huì)活動(dòng)需要。

3.4.3 海綿化設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)考慮自然途徑和人工途徑相結(jié)合來完成海綿化設(shè)計(jì)。自然途徑利用了透水鋪裝、生態(tài)停車位、雨水花園、植草溝、高位花壇。人工途徑采用儲(chǔ)蓄明溝、暗溝、調(diào)蓄凈化設(shè)施,配合無動(dòng)力緩釋器。

3.4.4 室外其他設(shè)施的設(shè)計(jì)

經(jīng)過對(duì)居民小區(qū)調(diào)查,居民小區(qū)路燈、監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、都有不齊全以及破損的狀況,在工程設(shè)計(jì)時(shí)就將原來的路燈和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)全面替換,確保居民小區(qū)的燈光和保護(hù)設(shè)備。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述,通過分析當(dāng)前老舊小區(qū)建筑物結(jié)構(gòu)所面臨的施工構(gòu)件老化、技術(shù)出現(xiàn)的問題、建筑材料品質(zhì)降低、居民不合理改造等問題,并建議增加截面、混凝土補(bǔ)強(qiáng)、粘結(jié)鋼板、纖維復(fù)合、預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)、磚石砌塊補(bǔ)強(qiáng)等加固方式,從而有效地提高了建筑物安全與穩(wěn)定性,為人民群眾創(chuàng)造了良好的人居環(huán)境,進(jìn)而帶動(dòng)了建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展,并推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益提升。