竇 林，吳德寶，熊 偉

（中建八局第三建設(shè)有限公司，江蘇南京 210046）

1 工程概況

該工程為既有廠區(qū)改擴(kuò)建校區(qū)，廠區(qū)內(nèi)原工業(yè)廠房為特種薄膜生產(chǎn)主車(chē)間，于2005 年竣工。建筑面積約14404.56m2，建筑平面呈矩形，建筑高度22.4m。擬將原廠房改造為實(shí)訓(xùn)樓，建成與西側(cè)新建體育館相連，將實(shí)現(xiàn)器械健身、羽毛球、體操、武術(shù)場(chǎng)地訓(xùn)練以及大學(xué)飛機(jī)模擬倉(cāng)模擬振動(dòng)顛簸的教學(xué)場(chǎng)景。

2 可行性研究

2.1 房屋安全性鑒定

2.1.1 地基基礎(chǔ)

地基基礎(chǔ)較穩(wěn)定，建筑物位移未超過(guò)規(guī)范允許的限制范圍，未發(fā)現(xiàn)不均勻沉降引起的上部結(jié)構(gòu)異?，F(xiàn)象。基礎(chǔ)形式不滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011 相關(guān)條文的規(guī)定，該工程地基基礎(chǔ)安全性等級(jí)評(píng)定為C 級(jí)、使用性等級(jí)評(píng)定為B 級(jí)。

2.1.2 上部承重結(jié)構(gòu)

上部結(jié)構(gòu)承載力進(jìn)行了復(fù)核驗(yàn)算，混凝土梁、柱構(gòu)件抗力與荷載效應(yīng)比值均≥0.95，安全性等級(jí)評(píng)為B 級(jí)。根據(jù)承重結(jié)構(gòu)使用狀況和結(jié)構(gòu)水平位移，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)，部分構(gòu)件碳化深度超出構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度，鋼筋有銹蝕現(xiàn)象；部分混凝土梁有多條豎向裂縫，且縫寬達(dá)到C 級(jí)構(gòu)件要求；實(shí)測(cè)頂點(diǎn)側(cè)向位移值滿足A 級(jí)傾斜限值，使用性等級(jí)評(píng)定為C 級(jí)。

2.1.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

屋面滲水現(xiàn)象嚴(yán)重，外墻部分墻體缺失，墻體有多處接頭縫。圍護(hù)系統(tǒng)安全性、使用性等級(jí)均評(píng)定為C 級(jí)。

2.2 方案的可行性進(jìn)行討論及評(píng)審

（1）按現(xiàn)方案原廠房可保留部分土建結(jié)構(gòu)約5000m2，須新建部分約8800m2。拆除后剩余單體的可靠性，已經(jīng)影響加建方案。

（2）原廠房需取得合法手續(xù)并進(jìn)行抗震專(zhuān)項(xiàng)鑒定。

（3）原廠房外觀質(zhì)量基本穩(wěn)定，但根據(jù)鑒定結(jié)果應(yīng)采取加固修補(bǔ)措施；原有建筑部分采用樁基，部分采用天然地基基礎(chǔ)，不符合現(xiàn)行抗震規(guī)范要求，且加層后原有基礎(chǔ)需進(jìn)行加固處理，改造后的上部結(jié)構(gòu)體系存在平面不規(guī)則、錯(cuò)層等不規(guī)則項(xiàng)。

（4）改造后的建筑應(yīng)滿足現(xiàn)行綠建規(guī)范的要求。

（5）為了保證改造工程順利進(jìn)行，在保證主要使用功能的前提下，建筑方案宜進(jìn)行修改，對(duì)建筑立面適當(dāng)簡(jiǎn)化。

（6）應(yīng)針對(duì)新建面積大于保留面積，且保留部分尚需進(jìn)行加固和改造的實(shí)際情況，充分評(píng)估經(jīng)濟(jì)性和可實(shí)施性，作出決策。

（7）應(yīng)實(shí)事求是地確定改造后的使用年限，使用過(guò)程中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。

2.3 改造建議

（1）對(duì)不同基礎(chǔ)類(lèi)型造成的抗震不利采取技術(shù)處理措施。

（2）加強(qiáng)填充墻體與主體結(jié)構(gòu)的拉結(jié)措施，且應(yīng)注意避免形成短柱；存在錯(cuò)層及高低跨結(jié)構(gòu)，應(yīng)采取有效措施，對(duì)于由于錯(cuò)層引起的短柱和矮墻，則應(yīng)特別予以加強(qiáng)。

3 改造設(shè)計(jì)

對(duì)既有廠房進(jìn)行三維掃描，采用BIM 逆向建模。首先設(shè)計(jì)建筑的立面效果，其次進(jìn)行內(nèi)部深化的設(shè)計(jì)，最后在模型基礎(chǔ)上形成整個(gè)實(shí)訓(xùn)樓的建筑設(shè)計(jì)方案。原改造設(shè)計(jì)方案充分考慮立面效果，將原廠房低跨屋面抬高和增加建筑造型，使原高低跨屋面形成整體的效果，努力打造舊房改造典范工程，如圖1 所示。

經(jīng)可行性研究以及專(zhuān)家的建議，為保障廠房在改造后的結(jié)構(gòu)安全，在保證使用功能前提下，對(duì)建筑立面進(jìn)行簡(jiǎn)化。改造實(shí)訓(xùn)樓經(jīng)結(jié)構(gòu)初步計(jì)算決定采用以下建筑方案進(jìn)行廠房改造，結(jié)構(gòu)加固量最少，改造成本最低，原廠房利用率最高，原有建筑利用面積8820m2，原有建筑利用率達(dá)到61.23%。該工程將游泳館上部夾層取消，功能移至實(shí)訓(xùn)樓，而實(shí)訓(xùn)樓通過(guò)增加夾層面積，降低建造成本，同時(shí)對(duì)原廠房進(jìn)行最大化利用?？紤]屋面構(gòu)架由于采用后錨固植筋技術(shù)進(jìn)行錨固，植筋膠容易老化的情況，以及新柱植入舊柱的可行性等多種因素，將南、東立面8.6m 高柱構(gòu)架和屋頂懸挑造型取消，東面R-AA 軸屋面不抬高，19～31 軸高跨和32～40 軸低跨原彩鋼板屋面系統(tǒng)除原鋼梁保留其余換新，東側(cè)輔房屋面抬高一層與西側(cè)屋面形成整體?；A(chǔ)加固采用200×200靜壓錨桿預(yù)制鋼筋混凝土方樁和加大基礎(chǔ)底面積的方式，在加層處和擴(kuò)建處筑新增柱基；錯(cuò)層按實(shí)際建筑計(jì)算，形成的短柱全長(zhǎng)包鋼加固，如圖2 所示。

圖1 廠房改造實(shí)訓(xùn)樓設(shè)計(jì)模型

圖2 實(shí)訓(xùn)樓立面簡(jiǎn)化

4 改造施工

4.1 舊房拆除

因西側(cè)新建體育館占地影響，原廠房1～18 軸部分需拆除，而整個(gè)廠房拆除擬分兩部進(jìn)行。

第一步拆除與本次改造無(wú)關(guān)的結(jié)構(gòu)單元，廠房11 軸伸縮縫以西部分，為體育館建造騰出施工場(chǎng)地；考慮抗風(fēng)性影響，臨時(shí)增加抗風(fēng)柱，柱基尺寸 200×350×500，預(yù)埋 6 根 M24 錨栓，柱間距為 5.0m，抗風(fēng)柱采用 Q235B，型號(hào) HM488×300×11×18；系桿采用 Q235，￠89×3 圓管；墻面鍍鋅檁條采用 Q235，型號(hào) C160×60×20×2.2；面層采用彩鋼板進(jìn)行封閉。

第二步根據(jù)施工相關(guān)進(jìn)度拆除廠房12～18 軸；同步拆除18軸以東鋼屋面部分，拆除鋼屋面時(shí)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)拆除時(shí)，注意廠房排架柱需要保留，圍護(hù)墻采用搭設(shè)外腳手架進(jìn)行人工拆除。

4.2 加固措施

4.2.1 地基基礎(chǔ)

加強(qiáng)建筑物沉降觀測(cè)。觀測(cè)要求：加固施工之前開(kāi)始觀測(cè)，每施工一層觀測(cè)一次，建成以后第一年每?jī)蓚€(gè)月觀測(cè)一次，第二年起每三個(gè)月觀測(cè)一次，第三年起六個(gè)月觀測(cè)一次，直至沉降穩(wěn)定。

4.2.2 主體結(jié)構(gòu)

碳化深度超出鋼筋保護(hù)層厚度的構(gòu)件應(yīng)鑿去鋼筋保護(hù)層，去除松散混凝土至堅(jiān)實(shí)處，經(jīng)灑水清潔干凈，再以專(zhuān)用環(huán)氧樹(shù)脂修補(bǔ)砂漿修復(fù)鋼筋保護(hù)層。碳化深度未到達(dá)鋼筋保護(hù)層厚度的構(gòu)件，用環(huán)氧樹(shù)脂涂層封閉構(gòu)件表面，以隔絕空氣進(jìn)入構(gòu)件。對(duì)于缺陷體積較大時(shí)，采用高強(qiáng)度灌漿料支模澆筑進(jìn)行修復(fù)。

4.2.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

原有外墻砌體、屋面防水拆除重做。

5 結(jié)語(yǔ)

既有廠房改造實(shí)訓(xùn)樓，通過(guò)BIM 模型進(jìn)行多方案比選、論證，最終確定建筑立面簡(jiǎn)化的方案設(shè)計(jì)。由此可見(jiàn)，改造加固工程，以結(jié)構(gòu)安全為前提，目的在于滿足使用功能。不提倡過(guò)多的考慮立面效果，而增加無(wú)關(guān)的改造，引起建筑自身的荷載加大，再通過(guò)加固修補(bǔ)措施來(lái)處理。

合理利用原廠房進(jìn)行改造，降低工程的建造成本，同時(shí)面臨改造加固使用年限會(huì)打折扣的問(wèn)題。加固材料植筋膠、樹(shù)脂膠經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期應(yīng)力作用，其耐久性也面臨考驗(yàn)。工程竣工交付后需要加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的檢查、檢測(cè)工作，對(duì)校方今后使用帶來(lái)一定的負(fù)擔(dān)。