朱慧明

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的加速及現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，很多老舊建筑盡管未達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，但其性能、安全性已不滿足當(dāng)代規(guī)范和使用要求，且結(jié)構(gòu)承載力抗震性能不足、配套設(shè)施不齊、違章搭建嚴(yán)重、停車位不足等問題日益凸顯，從而導(dǎo)致近年來老舊建筑加固改造工程大量出現(xiàn)。實(shí)踐表明，對(duì)舊建筑結(jié)構(gòu)體系的加固和改造具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。[1]

1 結(jié)構(gòu)加固改造的基本原則

加固方案的設(shè)計(jì)和制定需要根據(jù)房屋的結(jié)構(gòu)安全性報(bào)告為基礎(chǔ)。房屋的建筑結(jié)構(gòu)安全性報(bào)告是由房屋安全鑒定機(jī)構(gòu)對(duì)房屋的安全性進(jìn)行的全面綜合的檢測(cè)和評(píng)定，根據(jù)檢測(cè)、評(píng)定的結(jié)果出具的報(bào)告書，房屋的結(jié)構(gòu)安全性報(bào)告必須與國(guó)家工程建設(shè)的相關(guān)政策相符合并滿足相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。房屋安全鑒定主要方向有：建筑房屋大修前的安全鑒定、公共建筑物的定期鑒定，房屋改變使用用途或使用條件的鑒定、建筑房屋使用年限超過基準(zhǔn)期需繼續(xù)使用的鑒定、為定制建筑房屋群維修改造規(guī)劃進(jìn)行的普查鑒定、房屋出現(xiàn)安全隱患的鑒定、建筑房屋曾遭受各種災(zāi)害的安全鑒定等。

此外，結(jié)構(gòu)加固改造還應(yīng)以消除不利影響、確保加固的可靠性、增大材料界面及強(qiáng)度、拆除具有安全隱患的構(gòu)件為基本原則，對(duì)老舊建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體或局部加固。

2 老舊建筑存在的主要結(jié)構(gòu)問題

一般老舊小區(qū)建筑使用年限均為20 年以上，從而存在相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低、材料強(qiáng)度不高、整體性不足、建造方式混亂、布局不合理、房屋密度高、資料不全等問題。[2]其檢測(cè)鑒定及加固處理相對(duì)困難。老舊建筑存在的主要結(jié)構(gòu)問題可大致分為以下幾類：①地基的不均勻沉降、變形、基礎(chǔ)開裂；②墻體的傾斜變形、局部破壞、開裂錯(cuò)位、節(jié)點(diǎn)連接失效；③混凝土構(gòu)件的承載力、開裂、鋼筋銹蝕、抗震性能不足。

3 結(jié)構(gòu)加固改造方案

3.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固

在建筑結(jié)構(gòu)中承載構(gòu)件主要為梁、板、柱、墻體等。除建筑整體的結(jié)構(gòu)安全性不足外，還主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)單個(gè)構(gòu)件的承載力不足。

針對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固有多種方式，需要根據(jù)目標(biāo)建筑物構(gòu)件的種類、構(gòu)件所處位置、截面類型、和受力情況等多種因素合理選擇加固方式。

3.1.1 增大截面法加固

增大截面加固法是最常見、最經(jīng)濟(jì)也是最直接的一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固方式。其原理為通過增大原構(gòu)件截面的大小、面積，以及增大構(gòu)件的縱向配筋或箍筋，從而提高構(gòu)件的承載力、穩(wěn)定性和剛度。

增大截面法中，所采用的混凝土材料等級(jí)須比原構(gòu)件大，且混凝土強(qiáng)度至少達(dá)到C20；混凝土的性能和質(zhì)量須滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求，如圖1、圖2 所示。

3.1.2 外粘型鋼加固法

外粘型鋼加固法廣泛運(yùn)用在工程中，其原理為通過對(duì)鋼筋混凝土柱外包并焊接型鋼、扁鋼構(gòu)架并灌注結(jié)構(gòu)膠粘劑，以達(dá)到整體受力，共同工作的加固方式。

3.1.3 粘貼碳纖維復(fù)合材加固法

粘貼碳纖維復(fù)合材加固法是對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件（梁、柱）外包纖維布的加固方式。適用于提高構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件的承載力、斜截面承載力以及位移延性的加固。

3.1.4 繞絲加固法

繞絲加固法是通過對(duì)被加固的構(gòu)件纏繞退火鋼絲，使其受到約束作用，從而提高其極限承載力和延性。若構(gòu)件截面為矩形，其長(zhǎng)邊尺寸與短邊尺寸之比應(yīng)不大于1.5，且構(gòu)件的四角保護(hù)層應(yīng)鑿除，并打磨成半徑不小于30mm 的圓角。

圖1 梁加大截面法

圖2 柱加大截面法

3.1.5 外加預(yù)應(yīng)力加固法

外加預(yù)應(yīng)力加固法是通過對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使原整體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力得到改善的一種間接加固法。對(duì)受壓承載力不足的軸心受壓柱，小偏心受壓柱以及彎矩變號(hào)（正負(fù)變化）的大偏心受壓柱，可采用雙側(cè)預(yù)應(yīng)力撐桿進(jìn)行加固；若彎矩不變號(hào)（正負(fù)變化）也可采用單側(cè)預(yù)應(yīng)力撐桿進(jìn)行加固。

3.1.6 鋼絞線網(wǎng)片聚合物砂漿加固法

鋼絞線網(wǎng)片聚合物砂漿加固法常用于提高鋼筋混凝土構(gòu)件斜截面承載力，同時(shí)加強(qiáng)其位移延性。當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面受剪承載力不足時(shí)，可將鋼絞線網(wǎng)片橫向布置成環(huán)形箍加固。當(dāng)因構(gòu)件需要抗震加固時(shí)，可環(huán)向設(shè)置鋼絞線網(wǎng)片作為附加箍筋從而提高構(gòu)件抗剪能力。

3.2 結(jié)構(gòu)抗震加固

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí)，還需對(duì)構(gòu)件進(jìn)行抗震加固和整體性能加固。結(jié)構(gòu)抗震加固不僅要考慮結(jié)構(gòu)在地震力作用下的破壞情況，并相應(yīng)的采取抗震加固、提高結(jié)構(gòu)的抗震承載力等措施，更要考慮整體結(jié)構(gòu)的抗震性能?？拐鸺庸讨饕翘岣呓ㄖY(jié)構(gòu)的整體抗震強(qiáng)度和變形能力。

3.2.1 抗震加固原則

抗震加固設(shè)計(jì)應(yīng)以結(jié)構(gòu)的抗震鑒定結(jié)果為基礎(chǔ)。在具體的加固實(shí)施過程中可以采用整體加固、區(qū)段加固以及構(gòu)件加固的方式。在對(duì)抗震加固方案進(jìn)行確定時(shí)，應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)總體抗震能力以及變形能力，從而避免局部構(gòu)件失穩(wěn)，如因加固后的框架形成短柱、短梁或強(qiáng)梁弱柱等。此外，在選擇加固方案時(shí)，應(yīng)避免原結(jié)構(gòu)的薄弱層法發(fā)生轉(zhuǎn)移，如果轉(zhuǎn)移，則應(yīng)重新處理新的薄弱層。建筑由于使用年限、建筑工藝等方面的原因很難滿足現(xiàn)階段抗震應(yīng)力需求，又由于成本等因素?zé)o法拆除新建，故而需要通過加固修繕等方式來保障建筑安全，其中隔震加固是一種有效的方式。[3]

安全性是抗震加固的重點(diǎn)，但是對(duì)于結(jié)構(gòu)適用和美觀應(yīng)兼顧考慮?？茖W(xué)而合理的加固方案是安全性、適用性和耐久性的有機(jī)統(tǒng)一。在增設(shè)墻體、支撐等構(gòu)件時(shí)，應(yīng)特別留意結(jié)構(gòu)體系的變化、結(jié)構(gòu)內(nèi)力的重分布以及可能出現(xiàn)的局部應(yīng)力集中。

3.2.2 結(jié)構(gòu)抗震加固的主要方法

結(jié)構(gòu)抗震加固常見方法有四種：①增設(shè)構(gòu)件加固法——增加剪力墻、柱、圈梁等混凝土構(gòu)件，從而改變建筑結(jié)構(gòu)的受力體系或增加建筑結(jié)構(gòu)的整體性；②增強(qiáng)構(gòu)件加固法——新增構(gòu)件無法采用時(shí)，進(jìn)行對(duì)原構(gòu)件加固，提高承載力和抗震能力，可采用上面提到的構(gòu)件加固方法；③耗能減震加固法——通過在結(jié)構(gòu)某些部位增加耗能阻尼減震裝置，以減小地震反應(yīng)；④隔震加固法——通過對(duì)隔震層的設(shè)置，將地震變形集中到隔震層上，從而減小對(duì)原有結(jié)構(gòu)的地震作用。

3.3 基礎(chǔ)加固

3.3.1 基礎(chǔ)注漿加固

基礎(chǔ)注漿加固方法適用于因外力損傷、地基沉降等其他外界原因引起的基礎(chǔ)開裂或破壞。主要方法為注漿法（灌漿法）。材料可采用適用于潮濕環(huán)境的改性環(huán)氧樹脂，注漿壓力一般為0.4～0.6MPa。

3.3.2 基礎(chǔ)承載力加固

基礎(chǔ)承載力加固法主要適用于因設(shè)計(jì)偏差或建筑使用功能變化引起的荷載增大，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力不足的情況。根據(jù)現(xiàn)狀基礎(chǔ)形式，常用的基礎(chǔ)加固方法有：條形基礎(chǔ)肋梁加固、柱基肋梁加固、條形基礎(chǔ)加腋加固。

3.3.3 增大基礎(chǔ)底面積

加大基礎(chǔ)底面積法一般適用于既有建筑的地基承載力或基礎(chǔ)底面尺寸不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求的情況。根據(jù)基礎(chǔ)形式，主要采用的加固方法有：獨(dú)立基礎(chǔ)改條形基礎(chǔ)法、條形基礎(chǔ)改十字正交條形基礎(chǔ)法、條形基礎(chǔ)改筏形基礎(chǔ)法。

3.4 裂縫修復(fù)

一般常見的裂縫修復(fù)有四種方式：表面封閉法、注射法、填充密封法、灌漿法。應(yīng)根據(jù)裂縫的大小、位置、材料來選取相應(yīng)的裂縫修復(fù)方式和修復(fù)填充材料。

4 結(jié)語

對(duì)老舊建筑結(jié)構(gòu)的加固能同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)、安全的需求。結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)應(yīng)因地制宜，以房屋建筑安全性鑒定報(bào)告為依據(jù)，分析老舊建筑結(jié)構(gòu)主要存在的問題，對(duì)癥下藥，并嚴(yán)格遵守現(xiàn)行規(guī)范，綜合考慮。