張大森

（白銀市第一建筑工程有限公司，甘肅 白銀 730900）

舊房改造是一項(xiàng)系統(tǒng)化的工程任務(wù)，由于以往的傳統(tǒng)房屋建筑的工程技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較落后，因此在其接近使用年限壽命時(shí)，房屋的主體框架力學(xué)模型將會(huì)出現(xiàn)荷載穩(wěn)定性能的損失。另一方面，過(guò)去房屋建筑工程由于抗震性能設(shè)計(jì)上存在缺陷問(wèn)題，導(dǎo)致極容易受到地質(zhì)災(zāi)害影響而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鸱课葜黧w開(kāi)裂、變形或垮塌。因此出于建筑資源利用率最大化的目的，對(duì)老舊的房屋建筑實(shí)施工程改造是十分必要的，在舊房改造工程中合理利用建筑工程技術(shù)，就是通過(guò)優(yōu)化材料配給的方法實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，以最小的消耗成本顯著提升房屋建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能。

1 舊房改造工程的意義與功能

舊房改造工程又叫作“舊房翻新”，用目前的建筑工程技術(shù)眼光來(lái)看待以往傳統(tǒng)的房屋建筑工程會(huì)發(fā)現(xiàn)，其許多老舊的房屋在經(jīng)過(guò)高年限使用后，都會(huì)出現(xiàn)建筑材料退化老化導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題。例如建筑墻體侵蝕損壞、墻壁蒙皮脫落、電氣與給排水管線軟化破裂以及建筑外墻結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能失效等，而舊房改造主要是實(shí)現(xiàn)如下幾方面的功能：

1.1 恢復(fù)結(jié)構(gòu)安全性

一是恢復(fù)或提高房屋建筑的結(jié)構(gòu)安全性，房屋建筑在其使用壽命期限內(nèi)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性必然會(huì)出現(xiàn)損失，即使是如今較為先進(jìn)的建筑工程也是如此。但以往傳統(tǒng)的工程技術(shù)由于材料技術(shù)條件不高，因此房屋主體的框架承重體系很容易出現(xiàn)構(gòu)件開(kāi)裂、變形的問(wèn)題，所以荷載性能失效的速度往往是現(xiàn)代建筑工程的幾倍。因此舊房改造工程最基本的目的，就是采取材料加強(qiáng)或置換的工程技術(shù)手段，將房屋的結(jié)構(gòu)性能恢復(fù)至以往的新房水平，甚至在此基礎(chǔ)上超越房屋建筑的理論設(shè)計(jì)性能。

1.2 提高居住使用質(zhì)量

二是改善房屋建筑工程的居住使用質(zhì)量，舊房工程中由于建筑材料質(zhì)量與施工工藝水平受到物質(zhì)條件與技術(shù)理論的限制，導(dǎo)致其實(shí)際使用質(zhì)量性能不高。例如房屋圍擋結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滲水、裂縫，使得建筑內(nèi)部與外部無(wú)法實(shí)現(xiàn)“熱隔離”與“噪聲隔離”功能。就以常見(jiàn)的外墻保溫施工為例，它的主要改造目的就是避免建筑圍擋結(jié)構(gòu)的熱流失問(wèn)題，降低房屋建筑空調(diào)采暖的生活能耗。

1.3 延長(zhǎng)房屋建筑的實(shí)際使用壽命

通常情況下房屋建筑工程的使用壽命均在50~100年，而過(guò)去的房屋建筑壽命期可能略短一些。房屋建筑的使用壽命確認(rèn)，是以其主體工程構(gòu)件的失效情況為準(zhǔn)的，當(dāng)負(fù)責(zé)房屋承重荷載的某些構(gòu)件性能無(wú)法滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定需求時(shí)，就視為該房屋建筑到達(dá)壽命。但在舊房工程中所有的構(gòu)件并不是同時(shí)失效的，若因某些構(gòu)件壽命期較短就將整個(gè)建筑工程直接廢棄處理，顯然是不符合經(jīng)濟(jì)適用性原則的。因此舊房改造的一個(gè)關(guān)鍵作用是對(duì)壽命期較短的構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度與性能的加強(qiáng)，使其與剩余壽命期較長(zhǎng)的工程構(gòu)件相匹配適應(yīng)，合理提升房屋建筑的實(shí)際使用年限。

1.4 增強(qiáng)房屋建筑的抗震性能

舊房改造工程的對(duì)象以20世紀(jì)六七十年代的建筑項(xiàng)目居多，當(dāng)時(shí)由于多數(shù)地區(qū)均屬于6度以下的地震區(qū)，所以在當(dāng)時(shí)的舊房工程建設(shè)中，并未對(duì)建筑抗震性能引起過(guò)多重視，因此許多舊房工程中并未出現(xiàn)針對(duì)城市地震災(zāi)害采取針對(duì)性的抗震設(shè)計(jì)。而到了20世紀(jì)70年代以后，我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害的爆發(fā)頻率逐漸增加，許多地區(qū)城市都紛紛被列入了“地震區(qū)”名單，所以這時(shí)舊房的補(bǔ)強(qiáng)加固就顯得尤為重要，提高老舊房屋建筑的抗震性能，是確保舊房建筑及周邊地區(qū)城市居民人身財(cái)產(chǎn)安全的重要前提保障。

2 建筑工程技術(shù)在舊房改造工程中的具體應(yīng)用路徑

某地有一老舊建筑工程位于市郊區(qū)，四周地勢(shì)平坦，該房屋建筑的結(jié)構(gòu)形式為鋼混承重體系，建筑內(nèi)容包括了地上8層以及地下1層，首層高度為4 m。通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)梁、板、柱等主承重構(gòu)件的質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，共有3根結(jié)構(gòu)柱的混凝土表面存在開(kāi)裂侵蝕的質(zhì)量問(wèn)題，其中1根結(jié)構(gòu)柱鋼筋保護(hù)層失效；2根為結(jié)合面缺陷，結(jié)合面約300~500 mm范圍內(nèi)出現(xiàn)密實(shí)度明顯低于下部混凝土部位的問(wèn)題。通過(guò)前期現(xiàn)場(chǎng)勘查與設(shè)計(jì)方案比選，最終決定在舊房改造工程中應(yīng)用如下工程技術(shù)方法來(lái)加固破損構(gòu)件。

2.1 置換混凝土加固技術(shù)

置換混凝土是舊房改造工程中最常應(yīng)用的加固技術(shù)，它的優(yōu)點(diǎn)在于不改變舊房工程原有的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，因此施工可行性較高。置換混凝土法的主要應(yīng)用對(duì)象是建筑結(jié)構(gòu)中既有的混凝土構(gòu)件，當(dāng)在舊房工程中發(fā)現(xiàn)主體混凝土構(gòu)件存在結(jié)構(gòu)損裂或者蜂窩、孔洞、夾渣等質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，就可以采用這種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。其具體做法如圖1，將混凝土構(gòu)件中強(qiáng)度偏低的部分清理挖除，而后用混入環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的優(yōu)質(zhì)混凝土材料替換掉原來(lái)的混凝土材料，重新構(gòu)造出新的鋼混結(jié)構(gòu)體，實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)構(gòu)件性能的效果，以某舊房改造工程的具體實(shí)例來(lái)說(shuō)明置換混凝土法的應(yīng)用。

圖1 混凝土置換法的挖除作業(yè)

首先是挖除混凝土前的卸荷準(zhǔn)備作業(yè)，對(duì)舊房工程混凝土部件進(jìn)行置換加固前，必須要先將結(jié)構(gòu)柱從承重體系中完全移除或暫時(shí)隔離，避免結(jié)構(gòu)柱的鋼筋骨架失去固態(tài)混凝土支承后獨(dú)自荷載而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷，所以理想狀態(tài)下的混凝土置換加固應(yīng)當(dāng)是建立在零應(yīng)力狀態(tài)下完成置換的。在該工程中主要是采用了支頂法來(lái)卸去加固混凝土的，即用滿足荷載強(qiáng)度要求的臨時(shí)工程材料暫時(shí)替代或分?jǐn)傇Y(jié)構(gòu)柱的荷載應(yīng)力，等到置換加固作業(yè)完成后再拆除臨時(shí)支頂，使壓應(yīng)力重新轉(zhuǎn)移到加固后的結(jié)構(gòu)柱上。

而后是剪力墻的鑿除作業(yè)，對(duì)比工程設(shè)計(jì)圖紙以及實(shí)地工程外業(yè)勘查結(jié)果，區(qū)分原建筑工程中存在質(zhì)量問(wèn)題的結(jié)構(gòu)柱與周邊混凝土部位的受壓區(qū)與非受壓區(qū)。通常情況下在舊房改造工程中，僅做好受壓區(qū)的混凝土置換就可以使結(jié)構(gòu)柱恢復(fù)其應(yīng)有的結(jié)構(gòu)性能。但若是需要置換的施工部位的構(gòu)件尺寸過(guò)大，出于避免置換混凝土與既有混凝土部位結(jié)合性不強(qiáng)的目的，就必須要將與結(jié)合面相關(guān)的所有混凝土構(gòu)件全部挖除后置換。

接著是混凝土置換施工，置換混凝土法對(duì)材料的要求主要有兩點(diǎn)，一是流動(dòng)性應(yīng)大于原混凝土；二是不低于原混凝土的材料強(qiáng)度。在該項(xiàng)目中使用的置換混凝土材料為“卡本-環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠”膨脹混凝土，強(qiáng)度為C25。具體施工時(shí)，首先將鑿除作業(yè)后形成的毛面進(jìn)行表面處理，刷除作業(yè)面的浮灰、碎石后，在原混凝土結(jié)合部位淋上少量水分充分濕潤(rùn)結(jié)合面，這樣的目的是避免結(jié)合部位混凝土水化物生成時(shí)因吸收漿料水分導(dǎo)致混凝土過(guò)度干化，從而影響補(bǔ)強(qiáng)后的構(gòu)件質(zhì)量。而后在置換結(jié)合部位的界面上涂刷一層環(huán)氧樹(shù)脂材料作為膠結(jié)劑，在界面樹(shù)脂材料完全干化前完成加固部位的置換混凝土的模板澆筑作業(yè)。該舊房改造工程中，由于構(gòu)件開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)柱及周邊剪力墻對(duì)抗剪力性能的要求較高，因此還需要如圖2，在該構(gòu)件置換施工的過(guò)程中，置入一定數(shù)量的L型與U型鋼筋作為結(jié)合面補(bǔ)強(qiáng)。

圖2 在結(jié)構(gòu)柱與剪力墻置換中植入L型鋼筋的效果圖

最后是置換混凝土法加固補(bǔ)強(qiáng)的質(zhì)量控制，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化如下三個(gè)方面的施工質(zhì)量驗(yàn)收工作：一是模板施工，板與板、板與結(jié)合面之間的接縫寬度不得超過(guò)1.5 mm，不能在澆筑作業(yè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏漿問(wèn)題。模板支架與模板支撐部分應(yīng)當(dāng)具有足夠的支撐面積，以此確保模板的剛度、強(qiáng)度與穩(wěn)定性。模板與混凝土結(jié)合部位的接觸表面處理質(zhì)量應(yīng)當(dāng)?shù)玫揭欢ūＷC，單一構(gòu)件漏涂的隔離劑面積不應(yīng)超過(guò)1 000 cm2以上，避免混凝土澆筑過(guò)程中出現(xiàn)粘漿的質(zhì)量問(wèn)題；二是鋼筋施工，用于植入補(bǔ)強(qiáng)的L型鋼筋或U型鋼筋表面需要進(jìn)行一次除銹處理，不能帶有顆粒狀或片狀的鱗銹。鋼筋焊接時(shí)需要檢查金屬熔化是否均勻，同時(shí)綁扎的橫向主筋不能出現(xiàn)多孔性缺陷或燒傷，焊點(diǎn)壓入深度不得低于置換混凝土設(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn)水平。主筋上松扣綁扎數(shù)量不宜超過(guò)10%，且松扣部位不能連續(xù)、集中。三是混凝土質(zhì)量，在置換施工前應(yīng)當(dāng)由工地實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)對(duì)混凝土的構(gòu)件質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，以確認(rèn)最佳水灰比，只有當(dāng)抗壓彎與抗剪切性能完全符合標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)行混凝土澆筑施工作業(yè)?；炷潦┕ね瓿珊螅荒艹霈F(xiàn)鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)低或鋼筋直接裸露的問(wèn)題，混凝土振搗工序應(yīng)確保充分密實(shí)、無(wú)氣泡、無(wú)泛漿。

2.2 粘貼鋼板加固技術(shù)

粘貼鋼板加固技術(shù)主要是為了提高舊房梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其具體原理是在舊房原有的梁構(gòu)件表面?zhèn)荣N敷外包一層特制的鋼板框架結(jié)構(gòu)，這樣的鋼板依附于梁結(jié)構(gòu)上時(shí)具有一定的獨(dú)立荷載性能，因此可以分?jǐn)偧扔辛簶?gòu)件的部分承受荷載，與原房梁組成新的承力系統(tǒng)，相當(dāng)于變相增強(qiáng)了建筑房梁的極限承重能力。在具體施工前，需要在工地實(shí)驗(yàn)室對(duì)黏貼鋼板方案的有效性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，將兩組相同尺寸的房梁試件作為實(shí)驗(yàn)組，其中一個(gè)試件不采取加固處理，另外一個(gè)試件采取粘貼鋼板加固處理，在相同的試驗(yàn)環(huán)境下對(duì)房梁試件的抗壓性能進(jìn)行測(cè)試。該工程的梁構(gòu)件箍筋級(jí)別為HPB235，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為“φ120mm主筋+2條φ80支筋”的有腹梁筋形式，采取如下公式計(jì)算出加固處理前原房梁的抗剪力值：

式中ft表示為混凝土的軸線抗拉強(qiáng)度；b表示為梁寬度；h0表示為梁構(gòu)件高度與保護(hù)層厚之間的差值；fyv表示為箍筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)指數(shù)，asv表示為箍筋的橫截面積；s表示為梁鋼筋的間距。將該工程的梁構(gòu)件參數(shù)輸入后，計(jì)算求得未加固前梁構(gòu)件的抗剪承載力為447.49 kN。由于參照《混凝土結(jié)構(gòu)加固標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定來(lái)看，該工程抗剪強(qiáng)度系數(shù)不符合該地區(qū)抗震性能要求。所以利用上述公式計(jì)算，將舊房加固后的剪跨比系數(shù)確定為λ=2.4，那么只有通過(guò)加強(qiáng)梁結(jié)構(gòu)的箍筋強(qiáng)度與箍筋尺寸，才能將梁抗剪承載力提升至743.3 kN水平。所以最終確定使用Q335型鋼鋼板進(jìn)行梁構(gòu)件的加固補(bǔ)強(qiáng)處理，材料板厚為80 mm。

在粘貼鋼板施工時(shí)，首先需要將粘貼面的粉飾層全部挖除，漏出梁構(gòu)件的砂漿處理表面。并用空氣壓縮機(jī)將浮灰與破損部位全部吹除，其中破損部位凹陷處于裂縫處應(yīng)使用找平膠進(jìn)行修復(fù)，不宜以砂漿替代，避免加固粘貼部位出現(xiàn)熱伸縮開(kāi)裂。等到找平完成后，在粘貼部位用干布蘸取一定劑量的丙酮將表面完全拭涇凈。

接著在粘貼部位的合適位置沖進(jìn)幾組鉆孔，并下放膨脹螺栓。將AB兩組份的膠粘劑按照設(shè)計(jì)比例進(jìn)行混合調(diào)配，并攪拌至色澤均勻、內(nèi)部無(wú)氣泡為止。此時(shí)將膠粘劑用刮刀蘸取后充分涂抹在粘貼鋼板與梁構(gòu)件結(jié)合的一側(cè)，控制膠粘劑厚度不小于1 mm。再將鋼板與膨脹螺栓進(jìn)行對(duì)位安裝，并用固定加壓裝置將鋼板與梁表面充分貼合，當(dāng)觀察到少許膠液從鋼板接縫之間滲出時(shí)，將碰撞螺栓打入鉆孔內(nèi)將鋼板充分固定，即完成該工段的鋼板粘貼施工。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，舊房改造工程主要是為了提高房屋建筑的使用功能與承載性能。而在舊房改造工程中應(yīng)用建筑工程技術(shù)，就是以保障房屋建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定為改造目標(biāo)，對(duì)房屋建筑的主體工程構(gòu)件采取補(bǔ)強(qiáng)、加固的技術(shù)措施。許多老舊房屋工程會(huì)因結(jié)構(gòu)性能損傷或失效影響房屋建筑基本居住使用功能，同時(shí)也帶來(lái)了嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量隱患。所以此時(shí)對(duì)舊房進(jìn)行工程改造措施，并不是簡(jiǎn)單地讓其看起來(lái)外觀更加漂亮，而是需要從使用者的質(zhì)量需求角度出發(fā)，提高房屋建筑的安全系數(shù)。