淺析房屋加固改造施工技術的應用

0 引言

當前，由于人們生活水平的提升，人們對居住環境和居住安全也有更高的要求。對一些使用較久的房屋進行改造加固，不僅能夠確保建筑物有更長的使用壽命，同時也有助于提高人們生命財產安全的保障。針對杭州市中醫院6號樓舊樓，迄今為止已經使用了近五十年，原結構構件多有存在開裂、腐蝕、銹蝕、老化等情況，為了充分保障住院患者的安全，須對該樓進行改造加固。

1 項目概況

杭州市中醫院6號樓舊樓為磚砼結構，每層的建筑面積約600平方米，四層共約2400平方米。由于該樓北側臨近的地鐵3號線及其地鐵站武林門站的施工，一至四層的墻體開裂現象和室內外地坪的開裂現象也越來越嚴重。為了確保該房屋的使用安全，杭州市中醫院委托質量檢測單位對該樓主體結構進行了全面的檢測和簽定。質量檢測單位通過對該房屋實地查勘檢測，發現房屋的不均勻沉降、開裂、傾斜等有越來越嚴重的趨勢，建議對該房屋進行加固改造。

2 房屋加固改造的原因

事實上，對于房屋的加固改造而言，原因是多方面的，主要包括：

第一，在舊房最初的設計規劃上，由于年代久遠，當時對于建筑施工設計所設定的標準較低，隨著時代的進步和發展，當時的建筑標準已經難以滿足目前居住者對建筑功能的使用需求。杭州市中醫院6號樓舊樓作為一幢住院樓，在當時的建設過程中，其所秉承的建筑標準已經不能和當前建筑標準和要求相契合。為此，這也就導致杭州市中醫院6號樓舊樓在使用過程中可能會存在一些不利于住院患者居住安全的因素，需要對該建筑進行改造加固。

第二，由于杭州市中醫院6號樓舊樓始建于1980年代，在當時無論是從施工條件還是從施工水平等角度來說，依然存在較多的約束。隨著時代的進步和發展，原來的建筑無論是從施工品質，還是從應用效益和安全角度來說，都難以滿足飛速發展時代背景下，對建筑使用的需求。所以在這種情況下，對杭州市中醫院6號樓舊樓進行加固改造勢在必行。

第三，由于使用環境因素，導致原有的建筑結構性能發生老化。杭州市中醫院6號樓舊樓原本是用作住院樓，在使用的過程中，由于對住院環境保障的需求，病房內部長期使用消毒水消毒，這也會對原本的建筑結構產生一定的腐蝕。北側臨近的地鐵3號線建設，也是造成房屋不均勻沉降主要原因之一，綜上所述，杭州市中醫院6號樓舊樓的加固改造成為必然。

房屋質量檢測機構對6號樓舊樓加固改造前的安全評估報告，見表1。

表1 建筑安全性等級評定結果

3 房屋加固改造的原則和注意事項

在針對杭州市中醫院6號樓舊樓進行加固改造的處理上，首先是要對既有的建筑結構進行全面的分析和評估，了解其結構布局以及主要的構件情況，并對原有的建筑結構布局以及構件是否可靠、是否能夠契合當前建筑施工需求進行全面的評估和分析。因建筑結構難以達到安全使用的要求，則需對杭州市中醫院6號樓舊樓樓進行有針對性的加固改造處理。

3.1 科學合理制定加固改造方案

在進行杭州市中醫院6號樓舊樓加固改造的過程中，其中最關鍵的一點是要做好相應加固改造方案的設計。科學合理地進行加固改造方案的選擇和設計，既可確保加固改造工程的品質，也可確保加固改造工程有較為出色的應用價值，更能確保加固改造項目的經濟性和實用性。

在對杭州市中醫院6號樓舊樓進行加固改造方案制定的過程中，既要參考此前的可靠性簽定結果，也要結合既有建筑物現狀，更要充分考慮加固改造的目的和使用使用需求，完成加固改造方案的設定。通過對原有建筑結構布局的明確，針對改造前后的結構體系進行科學規劃，分析原有結構情況，以及改造前后相應構件受力等，合理設計加固改造方案。在方案設計的過程中，既要充分考慮到杭州市中醫院6號樓舊樓改造后的具體用途，還要了解施工團隊的施工水平以及場地情況，綜合全面進行施工要素以及施工目標的分析，綜合專家意見，最終確定最佳的加固改造方案。其中最關鍵的是做好相應節點的施工處理和把控，科學合理進行構造的規劃和設計，確保不同節點均有均衡的受力，并保證在完成加固改造后的房屋有更為出色的建筑使用效果和安全保障。

3.2 科學把握核心改造環節，做好加固改造施工

杭州市中醫院6號樓舊樓加固改造的一個關鍵的節點是加固施工。加固施工的操作，也是確保加固設計品質保障，充分達到加固質量控制的關鍵和核心所在。所以在針對杭州市中醫院6號樓舊樓進行加固施工設計上，要充分考慮到就醫、生活以及加固施工三者之間存在的關聯和影響，嚴格把控加固施工環節的操作。

因當前施工場地的限制，原有房屋的結構和構件對加固改造施工可能造成的干擾等，既要保障加固施工的效果，也要充分確保加固施工的品質，必須科學合理進行加固施工方法的篩選。在現場加固施工工作踐行上，應充分確保精細施工，對于一些關鍵節點的施工工藝，須制定明確的施工標準和施工要求，強化施工品質的把控。6號樓舊樓的加固改造，不僅僅是在完成部分卸荷狀態下施工，而且還會在一定程度上損傷原有的結構和構件。所以一定要重視對現場施工安全的控制，在施工前，要按高標準完成安全支撐工作，嚴防意外的發生。在完成加固改造后，由專門的管理部門或機構，組織專門技術人員對加固改造的施工效果進行評估和檢驗，按照驗收標準和相應流程完成項目的驗收。

4 房屋加固改造的施工技術選擇

舊房加固改造的常見施工技術有多種，考慮到杭州市中醫院6號樓舊樓的特殊場合，結合房屋自身的需求以及施工現場的具體情況，從目前市場上的多種加固施工技術中選用了三種，分別為鋼結構加固技術、碳纖維加固技術、粘鋼加固技術。這三種加固施工技術的技術性能指標和優缺點的對比表，見表2。

表2 三種加固施工技術性能指標和優缺點的綜合比較

由表1可以看出，碳纖維加固技術無需較大的操作空間，加固改造后新的荷載也是最小的，尤其是對周圍的影響小還不腐蝕，可實用性強，造價也不是非常昂貴，很適合于舊房的加固改造。所以6號樓病房加固改造最終也是選用了碳纖維加固施工技術。

5 碳纖維加固技術的應用

碳纖維加固技術是利用碳纖維和結構膠結成一整體，從而達到增強建筑結構功能的目的。碳纖維材料的強度和耐腐蝕性能都很強，可長期使用。該技術施工時占地面積小，管理和操作都比較簡單，易于施工人員接受和掌握。目前，無論是國內還是國外，隨著生產碳纖維的企業越來越多，加速了碳纖維成本的降低，也更進一步推動了碳纖維材料性能的升級，從而使碳纖維加固技術越發普及。由于該技術實用性強且成本下降，越來越受到廣大建筑人員的喜歡。

5.1 施工準備工作

結合設計施工圖紙，查看施工現場，做好“五通一平”工作。準備施工材料，尤其是碳纖維布、結構膠及其相應的配套材料，同時還要做好進場材料的復檢工作。碳纖維布、結構膠必須有出廠合格證/檢測報告。碳纖維布性能指標如表3所示。

表3 碳纖維布性能指標

5.2 施工流程

碳纖維加固施工技術流程如圖1所示。

圖1 碳纖維加固施工技術流程

5.3 施工方法

5.3.1 表面處理

清理干凈混凝土表面的裝飾層并保持干燥，需將結構構件轉角的粘貼處，打磨成圓弧狀，圓弧半徑不小于20mm。見圖2。

圖2 結構構件轉角處理

5.3.2 涂刷底膠

按產品供應商提供的工藝規定配制底層樹脂，將粘纖維面膠均勻涂抹于混凝土粘貼部位和碳纖維布上，拐角部位適當多涂抹一些。

將涂好膠的碳纖維布，拉緊對齊后粘貼，用塑料刮板或滾筒，沿同一方向反復滾壓，直至膠料滲出。然后在碳纖維布外表面也均勻涂抹面膠，并反復滾壓，使結構膠雙向充分浸潤碳纖維布。在樹脂表面指觸干燥后立即進行下一步工序施工。

在經處理后的混凝土表面，應均勻涂刷底膠，厚度應≤0.4mm，同時不能出現漏涂或流淌、氣泡的現象。

5.3.3 補膠找平

混凝土表面有凹凸的部位應修復平整，有縫隙部位也應修補平整。混凝土表面與修復面高差應≤1mm。轉角處經修復后圓弧半徑≥20mm。

5.3.4 浸膠涂布

配制好的浸漬膠，均勻涂刷于找平后結構表層。

5.3.5 粘貼碳纖維布

根據設計要求裁剪碳纖維布長度，待粘貼面被清理干凈和干燥后，粘貼碳纖維布，但碳纖維布和粘貼面之間應密實，不應有空氣。

碳纖維布若需搭接，搭接長度不宜小于20cm。用專用的滾簡順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時不得損傷碳纖維布，多層粘貼重復上述步驟但應在纖維表面浸漬樹脂觸干燥后立即進行下一層的精貼。在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂，需粘貼兩條碳纖維布時，應連續粘貼，如不能連續粘貼，在開始粘貼前應對底層碳纖維板從新做好清潔工作。若固化溫度25℃左右，3天即可負載使用，若固化溫度5℃左右，5天可負載使用。

5.3.6 表面防護

粘貼兩天后，表面粉刷水泥砂漿或噴砂保護。為利于批蕩界面的結合，在最外層膠初凝前，撒少量干凈粗砂或豆石。

5.3.7 質量檢驗

在材料進施工場地之前，應嚴格檢查碳纖維布及各種配套粘結材料的產品合格證和產品質量出廠檢驗報告，檢查各項材料的性能指標是否符合規定要求。碳纖維布的實際粘貼位置偏差應≤10mm，設計面積應不大于實際粘貼面積。施工現場通常采用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維布表面的方法，檢查碳纖維布與混凝土之間的粘接質量。對重要構件也可采用載荷檢測，一般采用分級加載至正常荷載的標準值，檢測結果較直觀、可靠，但費用較高，需要準備千斤頂或配重（常用沙袋、磚塊）、百分表、裂縫顯微鏡。

5.3.8 房屋加固改造的效果評估

在完成對應的房屋加固改造施工后，為確保施工效益，還要做好相應的加固改造施工驗收和評估。通過驗收評估的方式，檢驗加固改造施工是否能夠契合加固改造的預期需求，了解在房屋加固改造施工過程中，是否有不足存在等。

綜上所述，杭州市中醫院6號樓舊樓經過加固改造，安全性等級由Csu級升至Bsu級，可靠性達到《民用建筑可靠性簽定標準》GB50292-2015對Bsu的規定，可延長6號樓舊樓的安全使用壽命至少30年，房屋的抗震性能等級也達到7級以上。不僅使原房屋經過加固改造后有更為出色的使用效益，同時也可以確保在建筑加固改造施工上，始終能夠以最低的成本獲取最優加固改造效益。

6 結論

通過本房屋加固改造工程的實例，深刻體會到碳纖維加固技術具有的優點，是其它傳統加固技術所無法比擬的。具體體現在：

①加固施工所需求的施工場地小，施工簡便，無需大型施工機械及周轉材料。

②施工周期短，可實用性強，適用范圍也廣。

③加固改造后的結構強度高，耐久性好、抗腐蝕性強。

④本加固技術不僅造價合理，為城中心的舊房加固改造節省了大量的施工空間，也為舊房經加固改造后盡快投入使用節約了大量時間，取得了顯著的經濟效益和社會效益。