商熀強(qiáng)（上海建科工程咨詢有限公司， 上海 200032）

0 引 言

歷史建筑在某種程度上反映了城市的發(fā)展和演變，但隨著社會的發(fā)展與歷史的變遷，城市中一些年代久遠(yuǎn)的文保建筑已逐漸變成“危樓”，建筑損壞的情況時有發(fā)生。部分文保建筑由于年代久遠(yuǎn)出現(xiàn)自然損壞，但同時也存在被人為破壞的現(xiàn)象。這些建筑已經(jīng)無法滿足其使用功能，如不及時進(jìn)行加固修繕，將阻礙城市的一體化發(fā)展。同時，由于城市的快速發(fā)展，文保建筑周邊環(huán)境的現(xiàn)代化也造成了文保建筑整體風(fēng)貌的缺失。由此可見，對于文保建筑的修繕與加固工作迫在眉睫。文保建筑作為中國歷史文化遺產(chǎn)的重要組成部分，在修繕中，一方面需要考慮保留其原結(jié)構(gòu)的特色[1-2]；另一方面，也要確保結(jié)構(gòu)安全，滿足使用功能[3-4]。

本文從上海某保護(hù)性綜合改造項目（以下簡稱“本項目”）中的A樓結(jié)構(gòu)加固工藝入手，分析文保項目的現(xiàn)狀及其構(gòu)件加固質(zhì)量控制要點，探討歷史建筑與一般建筑加固的區(qū)別及加固工藝的選擇問題，對同類項目的開展具有借鑒意義。

1 工程概況

本項目位于黃浦區(qū)中心地帶，周邊環(huán)境復(fù)雜，涉及多處文物建筑或優(yōu)秀歷史保護(hù)建筑，改造時應(yīng)嚴(yán)格遵循歷史規(guī)劃退界、退臺要求。本項目A樓為四層磚混結(jié)構(gòu)（內(nèi)側(cè)局部為五層），始建于19世紀(jì)一二十年代，前后歷經(jīng)多個部門使用。由于年代久遠(yuǎn)，部分結(jié)構(gòu)已出現(xiàn)不同程度的損壞，其加固、修繕工作迫在眉睫。

2 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的選取與應(yīng)用

2.1 基本思路

由于文保建筑的特殊性，在加固之前應(yīng)著重考慮原有重要結(jié)構(gòu)的保護(hù)，因此加固方法常常受到限制，需要采取更多的措施和耗費(fèi)更多的人力來滿足結(jié)構(gòu)加固的要求。另外，文保建筑的建造年代久遠(yuǎn)，往往無原始圖紙及設(shè)計資料，結(jié)構(gòu)材料老化嚴(yán)重，有的文保項目前后經(jīng)歷了多次的改造，加固改造前必須對歷史建筑進(jìn)行檢測，確定原結(jié)構(gòu)的尺寸、材料強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)形式及破損情況后方可制定加固方案。古建筑的結(jié)果設(shè)計與現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計理念及參考規(guī)范不一致，原結(jié)構(gòu)不能滿足現(xiàn)行規(guī)范及結(jié)構(gòu)驗收要求（特別是在抗震設(shè)計方面）。因此，如何判斷古建筑的現(xiàn)狀，采用何種工藝進(jìn)行加固改造，都是正式加固工作開展前需要思考的問題。鑒于此，施工方需要在加固前對結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定以保證加固時的結(jié)構(gòu)安全，同時增加抗震性能的評估，確定體系與構(gòu)件加固的范圍。

此外，施工前需要對涉及的歷史保護(hù)部位（走道地面馬賽克、原有門套及壁爐、墻面水磨石、水刷石墻裙和辦公室、會議室等）使用模板進(jìn)行防護(hù)，確保施工過程中重點部位不受損壞。

2.2 梁、板粘貼碳纖維施工工藝

選取加固工藝時，應(yīng)綜合考慮房屋檢測報告、材料性能、工期及成本因素。由于板的荷載是傳遞給梁的，板相對于梁來說加固要求低、加固面積大，同時板底以受拉受力形式為主，碳纖維只能受拉且效果好，費(fèi)用及工期與外包型鋼相比更有優(yōu)勢，因此對于板的加固和破損較小的梁，應(yīng)選取碳纖維加固工藝。下面，筆者將簡要介紹該工藝的施工流程及要求。

2.2.1 施工流程

表面處理→修補(bǔ)找平→底膠涂刷→配制膠料→粘貼碳纖維→表面防護(hù)→檢驗判別。

2.2.2 施工要求

（1）表面處理。混凝土表面應(yīng)露出結(jié)構(gòu)本體潔凈表面，構(gòu)件轉(zhuǎn)角為圓弧形。

（2）底膠涂刷。底膠均勻涂刷，外表指觸干燥后方可進(jìn)入下一工序。

（3）修補(bǔ)找平。保證粘貼面平整度達(dá)到規(guī)范要求，在轉(zhuǎn)角部位、凹凸部位應(yīng)找平并抹成平滑曲面。

（4）膠料控制配合比，配置過程中應(yīng)防止灰塵混入。

（5）粘貼碳纖維。裁剪碳纖維時不得損壞橫向織物面；均勻涂抹后黏結(jié)，碳纖維應(yīng)平整無氣泡；多層粘貼時應(yīng)在上層干燥后立即進(jìn)行下一層粘貼。

（6）表面防護(hù)。在最后一層碳纖維上應(yīng)涂抹一道黏結(jié)膠，進(jìn)行防護(hù)。

（7）檢驗。粘貼碳纖維完工并固化后，應(yīng)進(jìn)行檢驗，使用小錘敲擊表面，通過聲音來判別密實度。

2.3 梁外包型鋼施工工藝

只考慮加固梁的強(qiáng)度時，外包型鋼加固優(yōu)于碳纖維加固，因此，破損較嚴(yán)重的梁應(yīng)采取外包型鋼施工工藝。下面，筆者將簡要介紹該工藝的施工流程及要求。

2.3.1 施工流程

表面處理→拼裝構(gòu)件→緊固螺栓→安埋灌漿嘴排氣口→封縫→密封檢查→膠料配制→壓力灌注→封口→檢驗。

2.3.2 施工要求

（1）表面處理。混凝土表面清理后應(yīng)露出結(jié)構(gòu)本體，加固型鋼進(jìn)行除銹處理。

（2）拼裝構(gòu)件。應(yīng)按設(shè)計圖紙要求制作、拼裝，焊接。

（3）螺栓緊固順序。先中間、后兩邊緊固，螺桿露絲1～3絲。

（4）安埋灌漿嘴排氣口?？刂乒酀{嘴排氣口間距。灌漿嘴應(yīng)安制在較低處，且排氣口應(yīng)有密封措施。

（5）封縫。封縫前應(yīng)對構(gòu)件周圍的混凝土表面進(jìn)行處理，刷漿后用封堵材料進(jìn)行封堵。

（6）密封檢查。封縫后用壓縮空氣檢漏，發(fā)現(xiàn)滲漏后應(yīng)修補(bǔ)，直至密封完好。

（7）膠料配制。膠料應(yīng)按比例稱量，并進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?/p>

（8）壓力灌注。灌漿時逐漸加壓，達(dá)到規(guī)定壓力后，保持壓力，進(jìn)行灌漿，并觀察排氣口。出膠后立即封堵。

（9）封口。灌漿完成后應(yīng)立即拆除灌膠管道并進(jìn)行封口。

（10）檢驗。通過小錘敲擊鋼構(gòu)件表面發(fā)出的聲音來判斷密實度。

2.4 柱混凝土置換施工工藝

考慮到本項目局部區(qū)域涉及少量的磚混結(jié)構(gòu)柱，該柱破壞較嚴(yán)重且無有效加固工藝，因而在設(shè)計時考慮到了整體替換，下面，筆者將對此進(jìn)行簡要介紹

2.4.1 施工流程

定位放線→搭設(shè)臨時支撐、原煤屑磚柱體鑿除、清理→植筋、鋼筋綁扎→模板支設(shè)→混凝土澆筑→拆?！B(yǎng)護(hù)。

2.4.2 施工要求

（1）臨時支撐。在加固設(shè)計圖紙中，柱子改造施工時，首先需拆除與原柱體結(jié)構(gòu)連接的墻體并保護(hù)性拆除墻體上的門窗，為確保結(jié)構(gòu)荷載的可靠傳遞，須對所有斷開的梁端均采取臨時支撐措施，每根臨時支撐采用160×160×10方管（如圖1所示）。

圖1 柱混凝土置換設(shè)計

（2）原煤屑磚柱體鑿除。原柱體結(jié)構(gòu)鑿除應(yīng)采用電鎬，嚴(yán)禁采用風(fēng)鎬、重錘敲擊等破壞性拆除工藝。應(yīng)分層自上而下拆除，并保證拆除時不對周圍結(jié)構(gòu)產(chǎn)生二次破壞。原柱體鑿除后，按圖紙在柱子原位進(jìn)行鋼筋種植，綁扎后進(jìn)行驗收，驗收合格后進(jìn)行合模。

（3）模板支設(shè)。應(yīng)做好結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角處的拼裝，并且控制模板抱箍間距。

（4）混凝土澆筑。混凝土澆筑一次到位，保證密實度；留下的同條件試塊應(yīng)比規(guī)范要求的數(shù)量再多兩組，以便實時掌握灌漿料強(qiáng)度。

（5）柱養(yǎng)護(hù)。模板拆除后應(yīng)選派有責(zé)任心的專人對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于7 d，因灌漿料混合料水化熱較大，為確保施工質(zhì)量，現(xiàn)場采用薄膜對柱進(jìn)行環(huán)向包裹，確保柱恒溫恒濕，采用水養(yǎng)護(hù)3 d后，采用噴灑養(yǎng)護(hù)液覆蓋薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3 加固施工控制要點

3.1 梁、板粘貼碳纖維施工監(jiān)理控制要點

（1）結(jié)構(gòu)表面處理要求較高。應(yīng)清除混凝土表面的浮漿、雜質(zhì)、油污，使結(jié)構(gòu)露出本體后，吹凈，如表面出現(xiàn)不平整部分，應(yīng)用修補(bǔ)膠進(jìn)行修補(bǔ)、嵌平；有段差、內(nèi)轉(zhuǎn)角的部位應(yīng)打磨成平滑曲面；嚴(yán)格控制粘貼部位的混凝土含水率，處理完成后，質(zhì)檢人員應(yīng)盡到責(zé)任，每處必驗。

（2）結(jié)構(gòu)膠料的選擇制作較為困難。市面上一般膠料使用年限為30年，低于結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限，故過程中應(yīng)定期進(jìn)行檢測。此外，結(jié)構(gòu)膠料復(fù)試周期長，需要通過耐濕熱老化能力（耐長期應(yīng)力作業(yè)能力）檢驗。因此需提前考慮選擇何種結(jié)構(gòu)膠，同時應(yīng)嚴(yán)格控制過程中膠料的配合比，配置的膠料應(yīng)在規(guī)定的環(huán)境溫度及時間內(nèi)使用完畢。涂抹膠料時，應(yīng)注意涂抹均勻。監(jiān)理人員應(yīng)旁站監(jiān)督其配制并檢查初黏度檢測報告，若懷疑其中摻有溶劑或稀釋劑，應(yīng)取樣送檢。

（3）織物施工要求高。應(yīng)按設(shè)計尺寸裁剪纖維織物，嚴(yán)禁折疊；若纖維織物原件已有折痕，應(yīng)裁去有折痕的一段織物，同時施工時應(yīng)沿纖維方向使用特制滾筒滾壓；粘貼多層織物時應(yīng)在上層膠液達(dá)到指干狀態(tài)時立即粘貼下層。

（4）登高作業(yè)多。加固施工安全管控的重點是高處作業(yè)，能否保證高處作業(yè)人員有可靠的立足點也關(guān)系到加固質(zhì)量的高低，因此應(yīng)做好腳手架的搭設(shè)、驗收及拆除工作。

3.2 梁外包型鋼施工監(jiān)理控制要點

（1）表面處理要求高?；炷帘砻鎽?yīng)清理清潔，打磨平整，以能安裝型鋼為標(biāo)準(zhǔn)；鋼材表面的銹皮、氧化膜對涂裝有影響，也應(yīng)予以除凈。

（2）作業(yè)人員素質(zhì)要求高。焊接試驗和工藝評定是保證構(gòu)件焊縫質(zhì)量的前提，焊工的焊接質(zhì)量將直接影響焊接工藝及外包型鋼的加固效果，因而焊工資質(zhì)等級應(yīng)與焊縫質(zhì)量等級相對應(yīng)，不允許低資質(zhì)焊工施焊高等級的焊縫。

（3）灌漿質(zhì)量檢查難。在結(jié)構(gòu)和鋼板之間空隙處的灌漿無法進(jìn)行直觀檢查，需要通過壓縮空氣的方法將膠料從鋼構(gòu)件的灌漿嘴壓入，待排氣孔溢膠后逐一予以封堵，直至鋼構(gòu)件內(nèi)充滿膠料。由于需要的膠料較多，在過程中應(yīng)警惕偷工減料、簡化流程事宜。

3.3 柱混凝土置換施工監(jiān)理控制要點

（1）置換工藝或多或少會給原保留結(jié)構(gòu)造成損傷，處理過程中應(yīng)做好原有結(jié)構(gòu)的保護(hù)。

（2）柱混凝土置換使用的臨時支撐的穩(wěn)定性、承載力也是管控的重點，因此設(shè)計計算時應(yīng)考慮機(jī)械的意外觸碰對支架的影響，方鋼之間的系桿必要時應(yīng)加密設(shè)置，同時事前做好材料進(jìn)場的檢查驗收，施工過程中安排專人旁站。

（3）新舊混凝土的連接部位應(yīng)做好隱蔽驗收，支架拆除應(yīng)審查拆模強(qiáng)度報告。

4 結(jié) 語

本文就文保建筑的加固工藝進(jìn)行了介紹，討論了不同構(gòu)件如何選取加工工藝及對應(yīng)工藝的控制要點。研究得出結(jié)論如下。

（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)檢測報告，明確現(xiàn)有結(jié)構(gòu)受損程度，綜合考慮工期、成本及加固效果以確定加固工藝，通常板的加固以碳纖維為主，梁、柱的加固形式多樣。

（2）結(jié)構(gòu)加固的質(zhì)量不僅和原材料、作業(yè)人員素質(zhì)、施工工藝及安全管控有關(guān)，更與日常工作過程中的旁站、巡視檢查及驗收工作有關(guān)。工作中，應(yīng)通過專業(yè)單位的方案交底、內(nèi)部學(xué)習(xí)交流，提煉出管控重點，做好事前、事中控制，避免不必要的返工。

（3）加固文保建筑時多采取修繕原結(jié)構(gòu)的方式，僅對局部承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，加固前及過程中對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的保護(hù)尤為重要。