王 芳

（山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

目前，需要加固的房屋主要有四類：（1）房屋達(dá)到使用年限后，出現(xiàn)安全和使用耐久性問題，需要加固；（2）房屋在使用過程中出現(xiàn)突發(fā)災(zāi)害，比如爆炸、起火等，后續(xù)需要檢測(cè)鑒定并加固；（3）在房屋建造過程中，由于出現(xiàn)質(zhì)量不滿足規(guī)范要求，出現(xiàn)質(zhì)量事故或者安全事故的情況下，需要對(duì)在建工程進(jìn)行加固；（4）結(jié)構(gòu)使用功能發(fā)生變化，需要復(fù)核并加固[1]。針對(duì)老舊房屋的維護(hù)維修，有不少結(jié)構(gòu)加固技術(shù)諸如結(jié)構(gòu)粘筋加固技術(shù)、化學(xué)植筋技術(shù)、改變受力體系加固技術(shù)、碳纖維加固技術(shù)和注漿加固技術(shù)，還有混凝土板墻加固技術(shù)、型鋼外包加固技術(shù)、鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿面層加固技術(shù)和鋼筋混凝土圍套加固技術(shù)，等等，被人們廣泛采用，并發(fā)揮著令人滿意的作用和效果。本文結(jié)合案例，選擇合適的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)用于某辦公樓建筑的維護(hù)維修，可為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

某辦公樓建筑屬于老舊房屋，整體面積為8500㎡，整體平面為“凹”字形，東西兩翼包括地上三層，其后加蓋一層，西側(cè)建筑1-7/D-N區(qū)域，地下室部分到地上三層采用的是獨(dú)立磚柱承重結(jié)構(gòu)，地下室、首層層高達(dá)到2.6m、3.6m；而2-7/G-N區(qū)域內(nèi)建筑層高4.3m，頂層3.4m，二層、三層層高達(dá)到3.2m；加蓋建筑層高為2.9m。老舊房屋樓蓋是一種典型的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，水泥瓦屋面整體加固布置情況如圖1~圖3所示。

圖1 老舊房屋維護(hù)維修首層平面加固布置示意

圖3 建筑頂層平面結(jié)構(gòu)加固布置示意

2 存在問題的分析

2.1 老舊房屋維護(hù)維修現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

老舊房屋維護(hù)維修現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)是執(zhí)行結(jié)構(gòu)加固的基礎(chǔ)與前提工作，具體包括結(jié)構(gòu)布置、外觀質(zhì)量以及缺陷損傷查驗(yàn)。

圖2 建筑二層、三層平面加固布置示意

2.1.1 結(jié)構(gòu)布置

（1）建筑墻體均是混合砂漿與燒結(jié)普通黏土磚砌筑，地下一層中的承重墻，比如M-19-21墻、9-D-G墻、8-DG 墻、10-A-C 墻、9-A-C 墻、8-A-C 墻等厚度皆是240mm，另外的墻則是490mm；在建筑地上部分，除了加蓋部分的墻厚是240mm，另外的墻體厚度為370mm。

（2）建筑樓板采用的是現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，厚度達(dá)到100mm。其中，屋蓋采用的是人字形木屋架，衛(wèi)生間樓板厚度在125mm 左右，房間樓板厚度維持在70~75mm 之間，走廊樓板厚度大約為60mm[1]。

2.1.2 外觀質(zhì)量以及缺陷損傷查驗(yàn)

檢查外觀質(zhì)量，整體較好，只是地下一層部分位置的墻體出現(xiàn)酥堿、返潮，墻體抹灰層出現(xiàn)開裂、脫落；屋頂部分位置因滲漏而產(chǎn)生水漬；頂板板底部分位置抹灰脫落；承重墻墻體未發(fā)現(xiàn)明顯的酥堿、風(fēng)化問題，澆筑結(jié)構(gòu)亦未發(fā)現(xiàn)銹蝕、露筋、麻面、蜂窩等缺陷問題。

2.2 抗震性能整體測(cè)驗(yàn)

參考《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50023-2009），結(jié)合業(yè)主要求，對(duì)建筑展開抗震鑒定工作。

2.2.1 結(jié)構(gòu)體系鑒定

（1）高寬比鑒定。老舊房屋建設(shè)高寬比為1.05<2.2，其中高度為14.9m<67.4m（底層平面規(guī)定最大尺寸），滿足鑒定標(biāo)準(zhǔn)；抗震橫墻間距>15m（鑒定標(biāo)準(zhǔn)），不滿足要求。

（2）立面、平面布置。建筑剛度與質(zhì)量沿著高度方向均勻分布，立面高度變化范圍在一層區(qū)間內(nèi)，首層西側(cè)、建筑主體結(jié)構(gòu)樓板標(biāo)高差值達(dá)到500mm，超出標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，砂漿強(qiáng)度、墻體板材皆是按照標(biāo)準(zhǔn)選取，符合鑒定要求[2]。

2.2.2 建筑整體性連接構(gòu)造

（1）樓、屋蓋連接。建筑預(yù)制板有1cm座漿，通過混凝土來一一填實(shí)各個(gè)板縫，板上布置了水泥砂漿面層，契合鑒定標(biāo)準(zhǔn)；墻上預(yù)制板支撐長(zhǎng)度在100~120mm之間，滿足鑒定標(biāo)準(zhǔn)。

（2）墻體布置整體在平面內(nèi)閉合；在縱橫墻連接位置，墻體內(nèi)部無通風(fēng)道、煙道等孔道，滿足鑒定標(biāo)準(zhǔn)，但是縱墻連接位置未使用拉結(jié)筋連接，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）圈梁布置。雖然未設(shè)置圈梁與構(gòu)造柱，但是滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；然而屋蓋是一種木屋蓋結(jié)構(gòu)，但是卻未設(shè)置圈梁，不滿足使用要求。

2.2.3 可能存在引發(fā)建筑局部倒塌的連接與部件

（1）建筑承重門窗間墻最小寬度為1.03m，外墻盡端距離門窗洞邊最遠(yuǎn)距離為1.7m，契合鑒定標(biāo)準(zhǔn)；

（2）隔墻與梁板、兩側(cè)墻體未連接，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求；

（3）樓梯間皆是設(shè)置在建筑盡端，不利于抗震，難以達(dá)到鑒定標(biāo)準(zhǔn)。可能存在引發(fā)建筑局部倒塌的連接與部件。

2.2.4 建筑抗震橫墻間距、寬度監(jiān)測(cè)

房屋寬度測(cè)定為14.2m，達(dá)到鑒定標(biāo)準(zhǔn)要求，建筑抗震橫墻間距有著較大差距，難以契合鑒定標(biāo)準(zhǔn)，鑒定結(jié)果未滿足具體的標(biāo)準(zhǔn)要求，只有建筑承重墻體的砂漿、磚強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，其他的鑒定項(xiàng)目并不滿足要求。故而需結(jié)合鑒定結(jié)果來實(shí)施結(jié)構(gòu)加固技術(shù)[3]。

3 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在辦公樓建筑維護(hù)維修中的應(yīng)用

3.1 墻體加固

結(jié)合建筑工程的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇混凝土板墻加固技術(shù)來進(jìn)行房屋加固。具體包括以下步驟：

（1）建筑首層至三層，東側(cè)翼樓是四片厚度為370mm的縱向墻體，有著較大的剛度，抗扭效果相對(duì)較好，故而不應(yīng)在該位置規(guī)劃布置混凝土板墻，而樓層西側(cè)翼樓是兩面縱墻，剛度和抗扭性能均比較差，所以設(shè)置雙面板墻，從而提升剛度并增強(qiáng)建筑抗扭性；消防疏散通道位置亦裝設(shè)板墻加固；頂層縱向抗震指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，然而東西兩翼樓卻是大開間結(jié)構(gòu)形式，整體抗震能力差，故而需對(duì)縱墻位置進(jìn)行加固，提升房屋整體結(jié)構(gòu)性能；結(jié)合老舊房屋的整體結(jié)構(gòu)特征以及抗震能力指標(biāo)變化規(guī)律，板墻布置的數(shù)量應(yīng)當(dāng)在樓層層數(shù)逐漸增加時(shí)而所有減少，且在垂直方向的布置必須保持連續(xù)性，如此才可保證加固效果。具體加固方案如下：

其一，地下室至三層建筑西側(cè)的豎向外墻布置雙面70mm的板墻結(jié)構(gòu)，另外的板墻布置60mm單面結(jié)構(gòu)；其二，建筑頂層西側(cè)豎向位置外墻布置70mm單面板墻，另外的板墻則是單面60mm 墻體。具體加固方案如圖4~圖6所示。其中加粗線條指的是加固所用的鋼筋混凝土板墻。按照固定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)具體加固效果進(jìn)行驗(yàn)算，得到建筑整體抗震能力指標(biāo)，分析各項(xiàng)指標(biāo)可知，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)承重墻部分進(jìn)行混凝土板墻加固之后，建筑整體的抗震能力指標(biāo)有了明顯的提升，數(shù)值均超過1.0，可知結(jié)構(gòu)加固后房屋的抗震性能已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，其可避免出現(xiàn)坍塌、破壞等問題，經(jīng)濟(jì)效益良好[4]。

圖4 建筑首層結(jié)構(gòu)加固布置示意

圖6 建筑頂層結(jié)構(gòu)加固布置示意

在利用混凝土板墻加固技術(shù)來進(jìn)行房屋加固時(shí)，需滿足以下標(biāo)準(zhǔn)要求：板墻選擇梅花狀布置的穿墻筋與錨筋連接原本的砌體墻；左右側(cè)位置應(yīng)選擇拉結(jié)筋與原本的墻體直接連接；板墻上下與屋蓋、樓進(jìn)行可靠連接，并在每間隔1m的位置布置穿過樓板并與豎向鋼筋連接的短筋，再將短筋兩端錨入上、下兩層板墻內(nèi)部，控制錨固長(zhǎng)度超過短筋直徑的40倍；在板墻加固過程中應(yīng)注意加固順序、各種關(guān)鍵注意事項(xiàng)，比如清孔、鉆孔、布置鋼筋等，可引入《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》（JGJ 116-2009）來規(guī)范整體加固流程，并選擇適宜的手段使樓板與墻頂交接位置的混凝土密實(shí)，在完成澆筑后，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作；最后需控制所應(yīng)用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，選擇適宜的豎向鋼筋與橫向鋼筋。

圖5 建筑二層、三層結(jié)構(gòu)加固布置示意

3.2 建筑西側(cè)磚柱加固

建筑西側(cè)地下室至三層中間結(jié)構(gòu)是獨(dú)立磚柱承重，為避免磚柱因外界各種因素而出現(xiàn)倒塌，需對(duì)獨(dú)立磚柱部分進(jìn)行加固處理。因加固板墻可分擔(dān)建筑大部分的地震力，因此只需加強(qiáng)磚柱本身的抗倒塌能力即可，可選擇型鋼外包方式加固，引入40×4綴板與L75×5角鋼完成外包加固工作，控制加密區(qū)、非加密區(qū)綴板間距分別為250mm、500mm，如此便于施工、所占空間較小，并切實(shí)提升柱子抗倒塌與承載能力。

3.3 樓面板、樓層板加固

在對(duì)該辦公樓建筑進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)樓板、梁狀態(tài)良好，并無發(fā)現(xiàn)比較嚴(yán)重的破損，只有部分區(qū)域存在裂縫，判定其承載力基本滿足使用要求，但因需對(duì)建筑整體架構(gòu)墻體加固，建筑部分方面的功能可能發(fā)生變化，會(huì)造成樓面負(fù)載增加，故而需對(duì)樓板、梁展開承載力驗(yàn)算，判斷其是否需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。

按照每次增加2kN/㎡荷載的方式來加以驗(yàn)算，在計(jì)算結(jié)構(gòu)靜力時(shí)發(fā)現(xiàn)，部分房間因功能特殊，使得樓面荷載遠(yuǎn)大于梁與樓板本身的承載力，故而需對(duì)部分樓板與梁展開承載力加固，此時(shí)選擇引入鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿面層來進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，在計(jì)算中得出，按照標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造方式布置即可滿足建筑承載力標(biāo)準(zhǔn)要求，故而選擇直徑為1×19Φs2.5的鋼絞線，按照40mm間距布置。當(dāng)前建筑工程施工中應(yīng)用到的鋼絞線不多，主要原因是其造價(jià)昂貴，但因其耐火性、強(qiáng)度等方面的優(yōu)勢(shì)，使得其具有不可取代的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，故而只好采用[5]。

3.4 地下一層7-K區(qū)域磚柱加固

建筑工程地下部分7-K區(qū)域磚柱本身的砂漿強(qiáng)度對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)要求來說較小，抗剪承載力、磚柱截面抗彎不足，結(jié)構(gòu)加固時(shí)可選擇鋼筋混凝土圍套方式加固，選擇C20混凝土，設(shè)計(jì)圍套厚度不低于100mm；建筑豎向鋼筋按照通長(zhǎng)布置，鋼筋下端直接延伸到基礎(chǔ)頂面。

4 維護(hù)維修施工注意事項(xiàng)

（1）加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員與施工人員的技術(shù)溝通。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)施工前需細(xì)致地勘測(cè)和研究房屋建筑的實(shí)際情況，在充分了解工程實(shí)際需求后做好施工方案的合理設(shè)計(jì)，明確加固位置和形式。施工技術(shù)人員比對(duì)設(shè)計(jì)圖紙和實(shí)際房屋情況，和設(shè)計(jì)人員溝通，做好設(shè)計(jì)圖紙的優(yōu)化。在確定加固設(shè)計(jì)方案后，要編制施工方案，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙合理準(zhǔn)備施工所用設(shè)備、工具、人員等資源。

（2）合理配置資源。為了保證房屋建筑加固施工質(zhì)量和效率，需要管理者合理地配置現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)資源，有效地落實(shí)施工技術(shù)方案。當(dāng)前很多施工隊(duì)伍都缺乏專業(yè)的施工人員，為了提高整體進(jìn)度，保證施工質(zhì)量，需要根據(jù)施工人員的專業(yè)特長(zhǎng)合理分工，優(yōu)化配置人力資源，做好各個(gè)專業(yè)的分配，最大限度地發(fā)揮各個(gè)施工人員的價(jià)值[6]。

（3）規(guī)范合理地使用鋼材。當(dāng)前老舊房屋加固施工中最為常用的就是鋼材料，在具體施工中，工作人員要合理地安排鋼材料結(jié)構(gòu)施工工序，重視安裝鋼結(jié)構(gòu)的位置、尺寸，確保符合設(shè)計(jì)方案規(guī)定，切實(shí)提高房屋建筑加固的效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，混凝土板墻加固技術(shù)、型鋼外包加固技術(shù)、鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿面層加固技術(shù)和鋼筋混凝土圍套加固技術(shù)等技術(shù)在老舊房屋結(jié)構(gòu)加固中發(fā)揮了重要作用。本次辦公樓結(jié)構(gòu)維修改造工程的成功，可為類似的老舊房屋加固工程提供參考。