建筑物改造加固技术及施工要点浅析

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［摘要］房屋结构改造加固要符合科学进步的理念，符合国家倡导的可持续战略思想。建筑物改造加固包括：基础结构的改造加固、混凝土结构的改造加固和钢结构的改造加固。在建筑物改造加固中，要把握好施工技术要点，包括安全隐患的鉴定评估，遵循建筑结构整体效应以及承重测算规则，充分考虑现场的实际环境以及加固方式的有效性、经济适用性和加固后带来的经济收益。

［关键词］建筑物结构；加固；改造

随着建筑设计标准的要求越来越高，有些依据原有的建筑设计标准建造的建筑物将不能满足现在的质量标准。对现有房屋建筑开展加固改造，可以增加其使用寿命，有助于降低房屋建筑废料的产出和环境污染，并且较新建来说有着耗时少、使用率高、加固成本小和效果显著的优点。同时也是提升建筑安全性和持久性，增加建筑使用年限和提升建筑抗灾能力的关键。

1需加固改造的建筑类型

（1）对老化房屋建筑实施加固改造来提升其承载力和安全性，并保留其现有的房屋外貌，不但投入价格比新建房屋建筑少30%～60%，对环境的污染小、投入少、耗时较短。目前，对老旧房改造加固内容主要为调节、整合居住房屋，增加应用区域，增加建筑物的层数，房屋部分墙体下沉以及需要抬高等。（2）由于自然灾害导致的改造加固：因为空气中酸碱度变化、负面天气频发等因素以及地震、山体滑坡等灾害的破坏，造成房屋出现严重的安全隐患时，需要加固、改造。（3）建筑物由于日常使用不当所造成的改造加固，例如：随意拆卸损害承重墙或整体关键构件等[1]。（4）随着建筑设计标准的提升，对原有情况下，需要进行加固的建筑构造需求提高，也需要对其开展改造加固，以符合新的建筑标准。

2建筑物改造加固类型

2.1基础结构改造加固

基础结构改造加固主要是对原有房屋地基抗压不足进行的改造加固，其中有抬墙梁法、墩式再固定法、基础拓宽法、框架结构拓宽技术。（1）抬墙梁法，是应用预先备好的大号钢筋混凝土梁或者是钢制梁在纵穿原有结构的基础梁下，放在原本两边的桩或墩上，支撑新增结构的重量；（2）墩式再固定法，是直接在地基下分层挖掘至耐力层浇灌相关混凝土，最终使分层地基连接到一起，抗增层部分的压力；（3）基础拓宽法，是当原房屋基础底层区域较小时，对柱基可沿基础进行四周拓宽，对条形基一边拓宽或两边拓宽；（4）框架结构拓宽截面技术，是将原结构构件表层进行凿毛以及清洁处理，通过新增浇筑钢筋混凝土或局部新增浇筑来拓宽原构件的截面大小，以提升其承载力和强度，或改变其自振效率的一种直接加固方法（见图1所示）。该种方法具有应用实践经验丰富，实施便捷，适应性高的优点；弊端是实施期较漫长，易造成梁柱受力过大。该种方法的适用范围：一般使用在梁、柱等构件及普通结构的改造加固，尤其是原截面大小明显偏小和轴压比显然较大的构件改造加固上。需要注意的是：框架结构拓宽截面施工技术的改造加固效果与改造加固时的承重能力、施工处理方法、使用材料性能等因素直接有关。因此，一定做好重点部位的加固处理，尤其是柱与基础部位的加固连接、柱和梁的加固连接，要严格依据规范实施；要在新旧混凝土间刷高粘结性的材料制剂，确保新旧混凝土有着极高的粘结效果；要除掉原构件表面的风化松散层、碳化碎裂层，直到完全暴露基础层，再进行凿毛。此方法的优势是投入少、耗时短、成效快，是如今应用最广泛的改造加固方法。缺点是由于改造加固使外套构造的底层材料过多，易造成“鸡腿”现象。该方法特别适用在改造加固房屋建筑物、顶部承载力以及不能满足加固后所需承载力的房屋建筑。

2.2混凝土结构的改造加固

混凝土结构是应用最广泛的房屋结构形式之一，对其改造加固也是十分常见的。混凝土结构改造加固的办法有不少，例如：常见的增添截面面积加固法、粘钢加固法，还有提升支持加固法、裂缝补充物料法等间接加固办法，还包括混合物浸入混凝土改造加固法、玻璃钢改造加固法、碳纤维改造加固法等新型改造加固方法。具体选择哪种加固办法，需要按照被加固建筑的实际情况具体分析。新增混凝土构架托换技术也是改造加固技术之一。新增混凝土构架托换的施工过程如下：布置临时支撑——圈梁凿毛——确定梁拓宽截面大小——组建梁钢筋框架和浇灌混凝土——拆卸柱截面的承载力——布置新增柱钢筋及浇灌混凝土（见图2所示）。按照顺序实施，待新的构架结构系统施工完成并确保其达到设计承载力后，拆掉被托换的原构架承重墙，即最终完成新的构架结构系统[3]。在整个操作过程中，利用计算机设置出最负面情况下的支持系统，运用刚度较大的满堂钢管架支持系统，安插大小为零替换框架柱的左右两部以及尾部的相邻部，钢管的水平和垂直间隔均是0m。为了降低对原结构楼层的干扰，打孔时，先对楼层钢筋进行勘测，尽可能地减少原楼层的钢筋。为确保新增混凝土的紧密性，浇灌用的混凝土的坍落度需要高于180mm并要有着加固的膨胀能力，同时，还要在新旧混凝土两者间涂上一道粘结剂。

2.3钢结构的加固

钢结构加固的办法有增添支点加固法、改造钢架结构计算图案的加固法、粘结外包钢加固法等。其中，增添支点加固法是改变结构内力分散并提升其承载力的加固方法；改造加固钢架结构测算图案的加固法是指通过添加附加件和支撑、添加预应力、考虑面积一同使用的措施，是改变结构承重分布情况、传力渠道、节点特质和边界标准的加固方法；外包钢改造加固是把型钢或钢板包在被加固配件的外边对结构进行加固的方法。钢结构加固墙体的重点实施工艺如下：拆卸原墙面刷料——打孔用水刷洗——喷素水泥层——安放钢筋网纱并设立锚筋——浇水打湿墙——抹泥砂浆并保护——外墙装潢（见图3所示）。在施工中，当碰到原墙面碱蚀严重时，先铲除松散面层，运用1：3水泥砂浆涂抹，最后再拆卸已松散的勾缝砂浆。在墙面打孔时，先依据项目要求划线指出锚筋部位，并用电钻打孔。在抹灰中，应使用分层手法，每层高度把控在15mm左右。抹灰完后应及时保护内墙面进行浇水，外墙除浇水外，还要在外墙面上通过粘贴草袋来降低太阳温度或冬季温度过低造成的干扰。以上钢结构改造加固技术按照材质的不同可以分成钢筋—混凝土配合梁托换和钢筋―砖砌体配合梁托换。这是运用钢梁以及混凝土砖砌体共同组成的新托换梁，用来替换原墙体所承担的负荷的方法。该方法与传统的加固技术对比，有着重量轻、耗时短、工程步骤简洁、安全系数高等特点，是将来改造加固技术的研究方向。

3建筑物改造加固技术的施工要点

3.1安全隐患鉴定评估

房屋结构进行改造加固前需要先对该房屋展开安全性评估，完整地了解房屋结构安排是否符合结构策划标准，项目结构、各类材料性能是否符合《建筑减震鉴定标准》的相关标准，这些都要对建筑进行严谨的鉴定，若鉴定不符合标准就要进行二次承重的鉴定。在展开首次鉴定时要应用房屋构件的现实信息数据，并按照测算成果对房屋进行承重力安全问题鉴定，对有安全问题的构件需要进行一定的改造加固处理，提高房屋的稳定性。鉴定评估是建筑结构进行加固的前提，只有全面的认识策划结构，对结构构件甚至于房屋有全方位的了解，才可以更好的选择加固方式，获得更好的效果。由于房屋建筑的改造加固是作用于已建房屋上的，因此在开展房屋加固设计时要考量到新老构造强度，硬度构造以及材质等部分的和谐性和整体性、施工条件有限性和其他要素对项目的干扰等等。需要更加适宜地对房屋建筑开展加固设计。对一般建筑物进行改造加固的步骤见图4所示。例如：混凝土结构施工的安全鉴定评估分为au、bu、cu、du几个级别，按照抗力R以及荷载效应S和结构关键性系数Y积的比值判定，其等级状况见表1所示。注：au级为满足国家现行建筑规范的安全要求，拥有承载能力，无需采取措施；bu级为低于国家当今建筑规范的安全要求，承载力不明显，不必采取措施。

3.2注重建筑结构整体效应

在加固项目时需要全面考查单个构件对整个结构的干扰，不要限制于单个构件加固后本身的稳定性，而忽视了对其他构件的干扰[2]。当对建筑进行再固定时，不但单一的针对危险构件进行再固定活动，也需要考虑当对该构件进行再固定后其对整个建筑造成的影响，例如：对一栋居民楼某层的承重墙进行加固时，其加固完成后有可能造成整层楼的特质出现变化，容易导致出现薄弱的楼层，干扰建筑整体的抗震性能，从而出现连锁损害。

3.3承重测算规则

在进行结构承重力测算时，需要按照构件的实际承重力、截面面积、现实硬度进行测算。所运用的实际截面面积需要考量各类负面影响，在进行实际承重力测算时，对于原来的建筑物构件需要按照材料现实硬度来测算实际承重力，针对新增层面需要考虑其受力滞后的情况以及新旧层面一同承重的状况。同时，在对新增部分测算时其硬度数据上需要乘上折减系数并考量构件力量抵抗力不同、切割面积扭曲等负面干扰。

3.4方案强化

加固方式强化的标准主要有：现场的实施环境、加固方式的有效性、加固方式的经济适用性和加固后带来的经济收益。选择适合的加固方案前需要有效了解加固前结构的力量抵抗特性和改造加固后的力量抵抗特性，敲定整个结构的力量变化路径，确保加固后原构件和改造加固部分的有效连接，同时需要考量施工技术的因素，尽可能缩减施工时间，减少项目费用。随着科技的进步，建筑物的相关需要也逐渐提高了，针对应用功能不再符合当前标准的建筑物一定要做加固改造处理。在建筑加固的时候，一定要严格按照标准进行，只有如此才可以确保建筑加固的质量，提升建筑加固的效果。在对建筑物进行加固、改造项目前，应按照相关的技术鉴定要求进行有效的鉴定，按照鉴定成果，确定改造加固项目的标准和范围。对房屋的改造与加固，应按照应用部门的需要和房屋结构损坏后的严重程度，来决定加固后房屋结构的有效性。改造加固的方案需要最大程度地应用上原结构和构件，保留的原结构部分要确保其使用性和减震功能，同时也要减少不必要的拆减和改造，拆减部分要考虑对其材料的循环和再利用。加固改造时需要整体考虑技术经济准则，从项目方案与施工上综合考虑，尽可能减少施工时间，降低停工停产行为，尽量不干扰建筑的使用。因为温度变化、酸碱、水汽循环、地震灾害、地基不均匀出现塌陷等要素产生房屋结构的破坏，加固时一定要考虑降低、减弱或消除此类负面影响，避免建筑破坏持续发生，降低再次加固的可能。

4结语

房屋结构改造加固要符合科学进步的理念，符合国家所倡导的可持续战略。随着新物料、新科技在改造加固项目中的运用，加固方式也逐渐变得多元灵活，但这些加固技术也有自身的利弊问题，还需要继续在实践中展开探讨和完善。建筑物的改造加固施工前，需要认真分析、严格判断原来建筑物的状况及原来使用的建筑材料，之后才能进行初步的加固方案设计，这也是建筑物改造加固的关键。

参考文献

[1]黄兴棣.建筑物鉴定加固与增层改造[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]于德生.既有建筑物结构加固改造方法浅析[J].山西建筑，2010（23）：83-84.

[3]JCJ3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S].

作者:张圣彩 单位:河南工程学院