賈傳勝，陳武雄

（深圳中建院建筑科技有限公司，廣東 深圳 518000）

隨著建筑工程的投入使用，其結構會隨著環(huán)境、時間的變化而產(chǎn)生各種程度的損傷，從而極大地降低建筑的耐久性及可靠性。隨著人們對建筑的要求越來越高，就需要針對建筑的結構進行綜合評估，結合實地調查數(shù)據(jù)，制訂出合理的加層改造方案，進而提高原建筑的使用質量及安全性。

對于混凝土結構來說，其加層改造技術已經(jīng)越來越成熟，改造方法也越來越多，加固的技術也越來越完善。但是，由于不同的方法有不同的優(yōu)勢與劣勢，且適用的范圍也不同，因此相關施工單位在對大跨度建筑混凝土結構進行加層改造時，應充分結合建筑的實際情況，在保障建筑安全可靠的基礎上，最大限度地滿足加層改造的需求，確保施工方案的合理性。

1 項目工程簡述

某建筑工程項目為綜合性寫字樓，其結構包含了地下的2層，地上的22層，建筑面積共計為28721m2。該建筑的主體結構為框架剪力墻結構，以樁筏作為基礎，其局部結構的平面圖如圖1所示。其中2-5-E-H表示的是新建的地上建筑部分，其他均為原有的建筑結構。新建建筑部分為原先建筑中的地下2層，地上的部分為空地，現(xiàn)計劃新建3層鋼結構，與建筑的主體結構實現(xiàn)連接。

根據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》（GB 50009—2012）及《混凝土結構加固設計規(guī)范》（GB 50367—2013）中的相關標準規(guī)定，利用PKPM來進行建模計算，發(fā)現(xiàn)原建筑的樁基承載力不足，地下2層中部分柱的承載力不足，嚴重影響建筑的整體安全性，需要進行改造加固[1]。

圖1 某建筑結構圖（單位：mm）

2 原有建筑結構的檢測

對于混凝土結構加層改造項目，必須提前對原有建筑進行鑒定，然后才能開展相應的加層改造設計；先進行加固，然后才能進行加層。需對原有的建筑結構的可靠性進行鑒定，進而判斷其加層改造的可行性，檢查是否存在加層的潛力，其中主要包括對建筑整體的施工質量進行檢測，查看是否存在安全隱患、在后續(xù)的使用中是否存在異常情況、建筑整體的結構是否能滿足加層改造的基本條件，鑒定的數(shù)據(jù)結果是開展加層改造設計的基礎。為了讓加層改造設計更加準確，對原建筑的鑒定需從以下兩個方面進行[2]。

2.1 調查分析地基性能

通過對目標建筑的上部結構進行鑒定發(fā)現(xiàn)，該建筑結構并未出現(xiàn)開裂、位移等情況，進而能夠判斷其地基足夠穩(wěn)定，不存在不均勻沉降的情況。隨后經(jīng)過鉆探得知，該建筑地基的承載力為150kPa，電氣室區(qū)域隨著加層，其荷載發(fā)生了上升變化，但經(jīng)過分析計算之后判斷建筑地基的承載能力符合要求，不需要對地基進行加固[3]。其中變壓器室由于設備荷載相對較大，在加層之后經(jīng)過對荷載進行計算，判斷地基承載力不足，進而需要加固地基[4]。

2.2 檢測構件承載能力

不管是直接對原有建筑進行加層，還是先對原有建筑加固然后再加層，都需要檢驗原建筑構建的承載能力。為此必須結合原建筑構件的實際情況，對其構件承載能力進行細致的檢測，例如梁、柱、板等部分。通過對該建筑結構現(xiàn)階段實際情況的勘察發(fā)現(xiàn)，該建筑的整體結構相對完好；通過使用回彈、鉆芯取樣的方式對混凝土的強度進行檢測分析后發(fā)現(xiàn)，該建筑的基礎、梁、柱等部分的混凝土強度能夠達到C20，符合進行加層改造的強度要求。另外，通過檢測建筑中的鋼筋強度、鋼筋數(shù)量、鋼筋分布發(fā)現(xiàn)，也符合加層的要求?？偟膩碚f，通過對該建筑實際情況進行計算檢測發(fā)現(xiàn)，該建筑中的主要承載結構及構建的承載能力符合加層改造的需求[5]。

3 加層改造方案設計

3.1 合理地選擇加層方案

對于大跨度混凝土結構加層改造工程項目來說，經(jīng)濟、高效、安全、可靠的設計是改造成功的基礎。開展加層改造設計，必須在基于保障原結構安全的前提下，確保新結構的安全性[6]。在選擇加層改造方案時，必須嚴格遵守以下要求：（1）在對建筑的結構進行改造時，要盡可能地充分利用原先的結構，結合建筑的實際情況對改造設計方案進行優(yōu)化。需要注意的是，在進行設計的過程中，要盡可能降低改造工作量，在保障工程安全性的基礎上，合理地控制加層的高度，使用大開窗作為圍護墻體。（2）要盡量減少新建樓層樓面的荷載，加層的墻體等材料盡量使用輕質材料。在對該建筑進行改造施工的過程中，其底部的電氣室也需確保能夠正常運轉，這表明在對原建筑進行加層時，不能讓建筑施工影響電氣室的正常運轉。因而在設計加層改造方案時，需充分考慮眾多可能出現(xiàn)的因素，逐一計算分析，得出最佳結構型式，進而確保建筑的承載能力符合要求，同時還要便于施工，提高施工效率與質量。

3.2 科學地進行加層結構連接

對于如何連接加層結構，加層柱與下面部分進行連接是最為重要的部分，由于原建筑框架中沒有預留鋼筋搭接，因此在加層改造過程中，確保夾層柱鋼筋連接的質量是非常重要的。

首先，在設計方面，需確保鋼筋連接相關設計符合受力要求，確保垂直力能夠與水平力之間有效傳遞。在施工方面，需確保框架節(jié)點以及鋼筋密集區(qū)域的施工便捷性，如需使用鉆孔植筋，就要確保鉆孔的可行性，盡量避免對原建筑結構造成損傷，對結構的連接設計要簡單、有效。

其次，對于鋼筋的連接方式，加層鋼筋與原建筑鋼筋連接可通過直接連接方式，也就是直接焊接鋼筋，也可以進行間接連接，即在原建筑設置鋼牛腿之后焊接鋼筋。直接連接的方式可分為焊接連接、鉆孔植筋，其中焊接連接的使用最為廣泛，通過焊接鋼筋，能夠保障受力直接、穩(wěn)定；鉆孔植筋又可分為一般植筋、高性能植筋，一般植筋指的是利用水泥、微膨脹黏結劑來加固，高性能植筋是利用聚氨酯、甲基丙烯酸酯與水泥混合形成的黏結劑固定。高性能植筋在強度與性能等方面具有優(yōu)勢，在鋼筋連接中應用相對廣泛。間接連接指的是利用焊接、脹錨螺栓固定鋼牛腿以后再焊接鋼筋，其中鋼牛腿能承擔一定的剪力，從而能夠有效解決剪力過大、結合面較弱的問題。

最后，對于建筑鋼筋連接方式的選擇，由于原建筑中的混凝土結構節(jié)點部分的鋼筋較多，且十分密集，在其頂部進行鉆孔作業(yè)相對困難，因此建設使用鉆孔植筋的方法。在對其進行設計時，需加固框架柱，在柱腳區(qū)域加設鋼板，并將鋼板焊接。

3.3 對建筑加層結構進行復核、加固

在實際加層過程中，經(jīng)常會遇到原建筑的結構截面以及配筋在加層之后無法滿足荷載要求的情況，這便需要對原建筑的結構進行加固。最常見的加固方式有預應力加固、加大截面加固、外黏鋼板加固等多種加固方式，每種加固方式都有其特點、優(yōu)勢以及適用的范圍，需結合實際情況來選擇加固方式[7]。由于該建筑在加層之后建筑的高度及荷載能力會發(fā)生變化，進而使下部梁柱受力情況也發(fā)生了變化，因此在完成加層改造之后，還需對建筑中的柱、梁等變化進行細致的復核，結合建筑框架計算原理，對建筑混凝土結構中的梁柱內力進行計算，進而能夠按照原先建筑梁柱的截面配筋對承載力進行復核。例如軸框架柱，在對其進行加固處理時，利用角鋼L50×4選擇濕式外包鋼技術，對建筑中的原混凝土框架柱進行加固。但在實際施工中，必須確保角鋼能夠與原建筑柱的混凝土進行牢固的黏結，進而保障角鋼與混凝土協(xié)同工作。對于加層的構造來說，主要是通過建筑框架中的梁柱來完成對荷載的傳遞，對原建筑結構中的樓板造成的影響要小許多。通過計算發(fā)現(xiàn)，框架梁配筋符合加層截面配筋的需求，進而無須再對框架梁進行加固[8]。

4 結束語

對該建筑的加層改造已經(jīng)完成兩年，在這兩年的實際使用過程中，尚未發(fā)現(xiàn)安全方面的問題，實際加層改造的效果較為良好。經(jīng)過對該建筑的加層改造進行設計發(fā)現(xiàn)，大跨度混凝土結構在進行加層改造的過程中，必須結合預期改造以及建筑的實際情況，在確保經(jīng)濟性、安全性的基礎上，合理選擇加層改造方案，不僅要考慮建筑的安全性，還要重點關注加固完成之后建筑的整體效果。

綜上所述，對舊建筑進行加層改造是一項值得推廣、發(fā)展的技術，但在實際建設過程中需要注意的事項也很多，不僅需要對原建筑的整體結構進行檢驗，判斷建筑加層改造的可行性，還需要高度重視實際施工中的各環(huán)節(jié)，從而避免造成安全事故，讓現(xiàn)有建筑的價值得到最大限度的開發(fā)。