王 磊，何 靜，徐迎春，張澤雨，姚遠(yuǎn)宏

（中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司，北京 100013）

0 引 言

由于經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)原因，20世紀(jì)80年代的設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)要求較低，老舊小區(qū)陽(yáng)臺(tái)存在安全隱患。為防止出現(xiàn)不必要的傷害，提高居民的安全性，需要對(duì)陽(yáng)臺(tái)進(jìn)一步加固處理，且要保證施工期間居民正常生活不受影響。同時(shí)政府部門(mén)明確要求不入戶施工，這給陽(yáng)臺(tái)的加固帶來(lái)了一定的困難［1］。本文在實(shí)際案例的基礎(chǔ)上，對(duì)類(lèi)似結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、鑒定和加固具有一定的參考價(jià)值。希望本文的公共建筑綜合性能提升和改造關(guān)鍵技術(shù)能對(duì)以后的老舊小區(qū)改造提供幫助。

1 工程概況

以天津某住宅小區(qū)為例，該住宅建于 20世紀(jì)80年代，裝配式大板結(jié)構(gòu)，目前用于居住用房。為了解該建筑現(xiàn)狀，對(duì)該建筑進(jìn)行了檢測(cè)。

2 檢查結(jié)果

2.1 外觀檢查結(jié)果

對(duì)該工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)存在明顯的沉降裂縫，無(wú)明顯不均勻沉降。其他問(wèn)題如下。

1）部分陽(yáng)臺(tái)頂板存在滲漏、混凝土保護(hù)層剝落、鋼筋銹蝕等現(xiàn)象；陽(yáng)臺(tái)欄板普遍存在角鐵欄桿銹蝕、水平鋼筋嚴(yán)重銹蝕、混凝土保護(hù)層脫落等現(xiàn)象；大部分住戶對(duì)陽(yáng)臺(tái)封閉或裝修。

2）經(jīng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)部分陽(yáng)臺(tái)存在下傾趨勢(shì)。

2.2 陽(yáng)臺(tái)安全性分析

該老舊小區(qū)住宅建造時(shí)間為 20世紀(jì)80年代，既有陽(yáng)臺(tái)為預(yù)制梁板式懸挑陽(yáng)臺(tái)，此類(lèi)陽(yáng)臺(tái)在加固改造時(shí)存在著以下問(wèn)題。

1）由于在設(shè)計(jì)時(shí)，套用的是當(dāng)時(shí)的陽(yáng)臺(tái)設(shè)計(jì)圖集，其中配筋率較小，安全系數(shù)不高，且在設(shè)計(jì)時(shí)，為半封閉陽(yáng)臺(tái)，現(xiàn)在大部分陽(yáng)臺(tái)已封閉裝修，增加了樓面荷載，其設(shè)計(jì)承載力不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，其陽(yáng)臺(tái)現(xiàn)狀如圖1所示。

圖1 住宅樓陽(yáng)臺(tái)現(xiàn)狀

2）在入戶查勘時(shí)，發(fā)現(xiàn)較多住戶將其作為儲(chǔ)藏室，將陽(yáng)臺(tái)地面找平（老舊小區(qū)陽(yáng)臺(tái)地面低于室內(nèi)地面），此類(lèi)做法將增大陽(yáng)臺(tái)的恒荷載，在實(shí)際使用中存在著荷載超標(biāo)現(xiàn)象，這些情況將影響著陽(yáng)臺(tái)的安全使用，因此對(duì)陽(yáng)臺(tái)的加固改造就顯得尤為重要。

3）陽(yáng)臺(tái)頂板鋼筋嚴(yán)重銹蝕、保護(hù)層脫落，欄板角鐵欄桿及水平鋼筋嚴(yán)重銹蝕、混凝土保護(hù)層脫落，這些情況都存在著一定的安全隱患。

3 陽(yáng)臺(tái)加固方案

3.1 加固原則

為滿足本建筑陽(yáng)臺(tái)安全使用要求，依據(jù)檢測(cè)查勘結(jié)果對(duì)本建筑陽(yáng)臺(tái)構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)設(shè)計(jì)［2-5］。鑒于本建筑已投入使用多年，本建筑陽(yáng)臺(tái)修復(fù)設(shè)計(jì)的核心在于加固方案的可實(shí)施性、可操作性。

1）本項(xiàng)目陽(yáng)臺(tái)局部存在結(jié)構(gòu)受損，建筑年代較為久遠(yuǎn)，急需進(jìn)行整體性加固補(bǔ)強(qiáng)，可采用增加立柱法、增加支架法、增加拉桿法進(jìn)行整體性增強(qiáng)。

2）新增補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件與原有樓體的連接，應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算后，同時(shí)考慮該小區(qū)附近地鐵施工振動(dòng)的影響，選取如倒錐形化學(xué)錨栓或機(jī)械錨栓的方式。

3）針對(duì)陽(yáng)臺(tái)板鋼筋銹蝕、保護(hù)層脫落的情況，應(yīng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹，之后采取涂抹聚合物砂漿的方式進(jìn)行修補(bǔ)。

4）針對(duì)陽(yáng)臺(tái)板，欄板受損后應(yīng)依據(jù)計(jì)算結(jié)果選用碳纖維布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

本初步修復(fù)方案應(yīng)在設(shè)計(jì)階段依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行靈活調(diào)整，以便滿足現(xiàn)場(chǎng)施工條件，使本方案具有較強(qiáng)的可操作性［6-8］。

3.2 工藝簡(jiǎn)介

3.2.1 支架法簡(jiǎn)介

支架法是在梁式陽(yáng)臺(tái)懸挑梁底部設(shè)置三角形型鋼支架，達(dá)到減小梁內(nèi)力、提高結(jié)構(gòu)負(fù)荷能力的目的。

型鋼支架長(zhǎng)取懸挑梁跨度，使用角鋼拼焊成三角架。三角架以螺栓及錨栓生根外墻；三角架與墻體及陽(yáng)臺(tái)板接觸面應(yīng)座乳膠水泥；三角架與板端面可以用鋼板楔對(duì)楔頂緊，再以錨栓栓連接。支架法示意圖如圖2所示。

圖2 支架法示意圖（單位：mm）

3.2.2 拉桿法簡(jiǎn)介

拉桿法加固陽(yáng)臺(tái)，是在懸挑端與外墻間設(shè)置鋼拉桿，利用施加于拉捍的收緊力來(lái)改變和減小陽(yáng)臺(tái)的內(nèi)力，以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。

拉桿一般用鋼筋，下端焊接錨固于陽(yáng)臺(tái)外端專(zhuān)設(shè)的型鋼套，上端與固定在墻上的錨固件相焊接，中間設(shè)花藍(lán)螺栓收緊以產(chǎn)生一定拉力。型鋼套是以角鋼及 2 塊鋼板配焊而成；型鋼套用螺栓及乳膠水泥固結(jié)于底端。錨固件由墊板與連接板焊接而成，以螺栓錨固于外墻。拉桿法示意圖如圖3所示。

圖3 拉桿法示意圖

3.2.3 支柱法簡(jiǎn)介

支柱法是在陽(yáng)臺(tái)的主要受力結(jié)構(gòu)－懸挑梁端部，由下至上，層層設(shè)置型鋼支柱，達(dá)到減小梁內(nèi)力、提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。該法簡(jiǎn)單可靠，適合于擬改作封閉式陽(yáng)臺(tái)，但應(yīng)注意梁受力狀態(tài)的改變并復(fù)核梁底部鋼筋。

型鋼支柱截面尺寸原則上應(yīng)由計(jì)算確定。鋼管兩端焊接墊板，墊板用鉗栓錯(cuò)固在梁底面及欄板混凝土扶手頂面，其間座乳膠水泥并以鋼板模頂緊。支柱法示意圖如圖4所示。

圖4 支柱法示意圖

3.2.4 粘貼碳纖維布加固

基本加固概念：采用結(jié)構(gòu)膠粘劑將碳纖維布貼于原有混凝土構(gòu)件表層，使新粘貼的碳纖維布與原有構(gòu)件形成有效結(jié)合，是增強(qiáng)原有構(gòu)件強(qiáng)度和變形能力的一種最為有效措施，其碳纖維布如圖5所示。

使用范圍：適用于鋼筋混凝土受彎、受剪及受拉構(gòu)件的增強(qiáng)。

圖5 碳纖維布

3.2.5 加固方案對(duì)比分析

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不同的情況，有時(shí)需要幾種方案結(jié)合起來(lái)施工，現(xiàn)將幾種加固方案進(jìn)行對(duì)比分析。

1）支架法施工操作簡(jiǎn)單，承載力較大，裝卸方便，利用 L 型鋼的一肢，與陽(yáng)臺(tái)挑梁形成咬合，操作便捷，力學(xué)傳遞清晰，經(jīng)濟(jì)效果好，而且操作時(shí)不需進(jìn)入住戶室內(nèi)；不足是 L 型鋼斜撐裸露在外，需進(jìn)行裝飾性處理，并且在使用該方法時(shí)，扣件容易丟，節(jié)點(diǎn)處的桿件為偏心連接，靠抗滑力傳遞荷載和內(nèi)力，從而降低了其承載能力。

2）拉桿法加固方式簡(jiǎn)單，加固效果好，施工簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是拉桿可由新增加的陽(yáng)臺(tái)欄板外保溫遮擋，但折架會(huì)外露，影響陽(yáng)臺(tái)的視野且影響整體美觀。

3）支柱法可以減少模板的置備量，使用壽命較長(zhǎng)，成本較低，并且能降低支柱承受的施工荷載，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的，并且裝拆時(shí)只需手工旋動(dòng)螺口，不會(huì)對(duì)梁板產(chǎn)生沖擊力或頂力。缺點(diǎn)是用鋼量大，造價(jià)高；鋼柱耐腐蝕性較差，需要定期進(jìn)行除銹，涂防腐漆，且維修不方便。

4）聚合物砂漿防水抗?jié)B效果好，抗腐蝕能力強(qiáng)，幾乎不增加原有構(gòu)件荷載，不占用原有室內(nèi)空間，易在表面進(jìn)行裝飾，可增強(qiáng)原有構(gòu)件強(qiáng)度和抗變形能力。不足為需要濕作業(yè)，周期長(zhǎng)。

5）粘貼碳纖維布加固施工簡(jiǎn)便，施工占用場(chǎng)地少且工效高，不易生銹，也適應(yīng)構(gòu)件表面彎曲情況，處理后幾乎不增加原有構(gòu)件荷載，不改變構(gòu)件外觀。不足是需考慮碳布膠的耐久并需做防火措施，以及需考慮碳纖維布的機(jī)械錨固。

4 結(jié) 論

1）陽(yáng)臺(tái)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題在老舊小區(qū)修繕過(guò)程中不可忽視，在對(duì)老舊小區(qū)進(jìn)行改造提升時(shí)，應(yīng)著重注意陽(yáng)臺(tái)的修復(fù)及補(bǔ)強(qiáng)。

2）陽(yáng)臺(tái)由于其改變使用荷載導(dǎo)致承載力不足，因此需考慮施工方案的可操作性，以及入戶施工的各項(xiàng)不確定性，找準(zhǔn)老舊小區(qū)陽(yáng)臺(tái)加固施工的最佳方案。

3）在各種陽(yáng)臺(tái)加固施工方案選擇上，應(yīng)綜合考慮其經(jīng)濟(jì)、施工影響和安全性，在方案上綜合選擇，選擇最可能施工的方案。