趙長明 徐心彤

(1.中旭建設集團有限公司 安徽滁州 239000; 2.浙江省環(huán)境科技有限公司 浙江杭州 310000)

老舊小區(qū)是指城市、縣城（城關(guān)鎮(zhèn)）建成于2000年以前、公共設施落后影響居民基本生活、居民改造意愿強烈的住宅小區(qū)。老舊小區(qū)大多已跟不上時代的發(fā)展，其中大部分小區(qū)配套設施不齊、違章搭建嚴重、停車位不足等問題日益凸顯，而部分房屋存在的結(jié)構(gòu)承載力抗震性能不足問題，不但影響居民生活的質(zhì)量，同時也是建筑結(jié)構(gòu)安全的重要隱患。

老舊小區(qū)的建筑物使用期限基本上都是超過20年以上的，因為相應規(guī)范的調(diào)整更新，從而導致此類建筑物存在不符合現(xiàn)在設計標準、材料老化導致的強度不足、建筑物整體抗震性能較差、建筑物結(jié)構(gòu)體系混亂、室內(nèi)布局不合理、室外建筑密度大、消防隱患大、設計及施工原始資料欠缺的問題。現(xiàn)階段需要通過檢測鑒定確定其安全性，因為工作量較大，從而也加大了加固設計施工的困難。但是由于建筑物結(jié)構(gòu)安全關(guān)乎人民生命財產(chǎn)安全，因此對其進行結(jié)構(gòu)加固也就成為當務之急。

筆者在近兩年參與了部分老舊小區(qū)改造的設計與施工項目，根據(jù)在項目中產(chǎn)生的實際問題、項目落地后的具體實施情況，參考相關(guān)單位大量的調(diào)研與實踐，通過后期設計及施工人員的總結(jié)，初步整理出以下幾個方面的問題：

因為建筑物地基的不均勻沉降導致的變形、基礎開裂乃至上部結(jié)構(gòu)破壞；因年久失修導致的建筑物墻體開裂錯位、節(jié)點連接失效、傾斜變形等；混凝土構(gòu)件碳化嚴重導致的構(gòu)件開裂、鋼筋銹蝕等，影響抗震性能；約束構(gòu)件混凝土及屋面板混凝土碳化嚴重，鋼筋外漏銹蝕，影響結(jié)構(gòu)性能；雨棚等二次結(jié)構(gòu)破壞嚴重，錨栓處混凝土破壞損毀，鋼結(jié)構(gòu)部分銹蝕。

根據(jù)此次項目改造的經(jīng)驗，考慮針對不同時期建筑物、不同的結(jié)構(gòu)問題應采用不同的加固方式。

1 基礎部分

基礎是指建筑物地面以下的承重結(jié)構(gòu)，如基坑、承臺、框架柱、地梁等，是建筑物的墻或柱子在地下的擴大部分，其主要功能是承受上部結(jié)構(gòu)及自重產(chǎn)生的豎向及水平荷載，并傳遞給地基。大量事實證明，基礎在建筑物的安全性中起著至關(guān)重要的作用，因為地基問題導致的建筑物質(zhì)量問題占有較大比例，而且當?shù)鼗A事故一旦發(fā)生，進行加固補救工程難度大、困難多，且產(chǎn)生的費用巨大。

老舊小區(qū)因為年久失修，且大部分建筑建設標準都比較低，故基礎不均勻沉降、開裂等問題隱患是大量存在。針對不同的地基問題，筆者與有關(guān)技術(shù)人員進行交流，整理出以下幾點處理方案。

1.1 老舊建筑混凝土構(gòu)件裂縫加固

老舊建筑混凝土構(gòu)件裂縫一般采用注漿加固，其主要針對以下幾種情形：地基基不均勻沉降、機械損傷、凍脹或其他因素引起基礎開裂或損壞。

具體方法為注漿法（灌漿法），一般采用改性環(huán)氧樹脂，此類材料需要具有耐潮濕的特性，施工過程中注漿設備需要保證注漿壓力在0.4～0.6 MPa 之間。為此改性環(huán)氧樹脂采用的為雙組分、高性能、反應型的化學組合材料，其不僅可應用于混凝土結(jié)構(gòu)部件細微裂縫的修復，還可以應用在需要工藝縫隙的灌注粘接、混凝土構(gòu)件的耐久性補強以及角鋼包柱中鋼材與混凝土之間的灌注粘接等部位。其特點為施工工程中固化速度快，成型后構(gòu)件的結(jié)構(gòu)強度大，抗?jié)B性能優(yōu)越，韌性好，對于礎中鋼筋起到防銹蝕的保護作用，且對混凝土的整體成型優(yōu)勢明顯，因此對混凝土結(jié)構(gòu)整體抗震性能有很大提升。

1.2 建筑物地基基礎加固

建筑物地基基礎加固主要針對因規(guī)范變動導致的設計荷載提高、使用功能與原設計相差較大導致的設計荷載增大等情況下形成的基礎結(jié)構(gòu)承載力出現(xiàn)嚴重不足。

具體加固類型分別有基肋梁加固、條形基礎肋梁加固、條形基礎加腋加固3 種。加固手段分別為粘鋼加固、碳纖維加固、壓力注漿加固、植筋加固、錨栓加固、鋼管樁加固等。其具體步驟如下。首先，根據(jù)《建筑抗震鑒定與加固技術(shù)規(guī)程》（DB11/T 689-2009）等相關(guān)結(jié)構(gòu)鑒定規(guī)范對老舊建筑物結(jié)構(gòu)進行安全性評定，通過對建筑物現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的采集后，重新建立結(jié)構(gòu)計算模型，判斷該建筑物結(jié)構(gòu)設計是否符合現(xiàn)行設計規(guī)范標準、構(gòu)造措施。其次，確認各構(gòu)件材料性能是否滿足《建筑抗震鑒定標準》的最低要求。當建筑物一級鑒定為不合格后就需要對建筑物進行加固設計，然后重新進行建筑物的承載能力安全鑒定，包括柱加固、地基注漿加固、樓板加固等。一般情況下，對于老舊建筑加固的方式有“粘貼碳纖維、粘鋼、粘鋼（型鋼）、預應力加固、混凝土置換、植筋加固等”[1]。

1.3 加大基礎底面積法

適用范圍：因規(guī)范與標準的提高，部分既有建筑的地基承載力或基礎底面尺寸不滿足規(guī)范要求，為此采用加大基礎底面積，提高建筑物整體的承載力[1]。方法：獨立基礎改條形基礎、條形基礎改十字正交條形基礎、條形基礎改筏形基礎，具體情況如圖1所示。

圖1 獨立基礎增大實例

實際處理此類問題時，在設計和施工過程中應符合下列規(guī)定。

（1）計算的荷載反應為基礎偏心荷載時，可采用對基礎進行不對稱尺寸加寬；當基礎受力位于基礎中心時，那就可以采用四周對稱加寬方式。

（2）為提高加固效果，應采取措施或減小新加部分與原基礎間的應力應變滯后。對于條形基礎，可每隔1.5～2 m間距設置卸載短鋼梁，用千斤頂將原基礎所受荷載按一定比例轉(zhuǎn)移至新增鋼筋混凝土接邊踏臺梁；對于獨立基礎，可通過鋼管斜撐，用鋼板將原基礎所受部分荷載轉(zhuǎn)移至新增鋼筋混凝土環(huán)梁。

（3）在灌注混凝土前應將原基礎鑿毛（凹凸深度5 mm左右），并清洗干凈，然后在表面涂抹一道混凝土界面劑，這樣可以增強新舊混凝土之間的黏結(jié)力。

（4）對底面積增大的基礎部分，持力層上應與原基礎相同，對于有地基處理的墊層盡量按照原處理方式施工。地基土應現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB 50007-2010）的有關(guān)規(guī)定進行搭接后延伸處理。

（5）當采用混凝土周邊包裹加固時，基礎每邊加寬的寬度及高度尺寸應滿足現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB 50007-2011）有關(guān)構(gòu)造要求的相關(guān)規(guī)定。且在施工中基礎高度每隔500 mm，采用化學植筋方法增設Φ12@400-600短筋，以提高構(gòu)件的抗剪能力。

（6）當采用鋼筋混凝土周邊包裹加固時，加寬加大部分與原基礎一般采用鉸接模型計算，對特定構(gòu)件通過相應措施亦可采用鋼接模型計算。

（7）當采用鋼筋混凝土周邊包裹加固時，對于條形基礎在加寬同時應按照基礎的長度每隔1.5～2.0 m 劃分成獨立計算單元，并在施工過程中分批、分段、間隔澆筑混凝土。

2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固

在建筑結(jié)構(gòu)中墻體、柱、梁、板依次為結(jié)構(gòu)的承載構(gòu)件。根據(jù)眾多工程案例發(fā)現(xiàn)：老舊小區(qū)的建筑很多問題是由于建筑物中單個構(gòu)件因受到破壞等因素導致的承載力不足，從而影響了整個建筑物結(jié)構(gòu)安全的整體性能。

近年來，隨著施工工藝的提高，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固方式越來越多，根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位置與作用、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面形式、所處位置及荷載情況，可以選擇不同加固方式。在一般情況下，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固方式主要有粘貼碳纖維復合材加固法、粘貼鋼板加固法、外粘型鋼加固法、置換混凝土加固法、增大截面加固法、鋼絞線網(wǎng)片-砂漿加固法、繞絲加固法等幾種方式。

針對老舊小區(qū)中各類不同建筑物、不同類型，需要因地制宜地制訂合適的處理方案。

（1）貼碳纖維布加固法是利用碳纖維布具有的高強度抗拉性及低密度的特性，通過專業(yè)施工，提高原有建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，特別是混凝土構(gòu)件的強度及剛度，同時碳纖維布自身還具有耐腐蝕、耐潮濕、耐久性強的特點，因而維護費用較低。綜合以上優(yōu)點，可使其大范圍應用于加固改造項目，具體情況如圖2所示。

圖2 粘貼纖維加固法實例

（2）粘貼鋼板加固法主要應用于結(jié)構(gòu)梁柱加固。其具有施工便捷、現(xiàn)場濕作業(yè)工作量少，加固后對原建筑立面、尺寸、空間等無顯著影響，因此在早期加固項目中使用較多，但隨著碳纖維布的加固工藝逐漸成熟，其使用的案例也逐步減少。

（3）外粘型鋼加固法也稱濕式外包鋼加固法，其受力模型明確，加固承載力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小，因此廣泛應用于不允許明顯增大原構(gòu)件截面尺寸，但又需要大幅度提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的混凝土梁柱構(gòu)件。但是此種加固方法用鋼量較大，且鋼結(jié)構(gòu)主構(gòu)件無防火保護，不宜使用于高溫場所[2]。

（4）加大構(gòu)架截面加固法，其施工工藝簡單、適應性強，可以廣泛地應用于梁、板、柱、墻和其他構(gòu)造物的補強加固；但是其缺點是現(xiàn)場施工的濕作業(yè)周期較長，對生產(chǎn)和生活會產(chǎn)生較大的影響，且加固后因為構(gòu)件截面的增大，建筑物的凈空尺寸有一定的減小。

（5）置換混凝土加固法的優(yōu)缺點與加大截面法相近，使用該方法加固后的建筑物的凈空沒有改變，但是該方法因為濕作業(yè)法導致項目存在施工周期長、施工現(xiàn)場環(huán)境差的缺點，因此其僅在梁柱等構(gòu)件受壓區(qū)混凝土強度嚴重偏低的情況下采用[3]。

（6）繞絲法該法的優(yōu)缺點與加大截面法相近，適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固，或需對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合[4]。

3 結(jié)構(gòu)整體性抗震加固

結(jié)構(gòu)整體性抗震加固的主要目的是通過采取適當?shù)募庸檀胧?，提高建筑物的整體抗震能力和變形能力，其主要采用的方法有以下幾種。

3.1 增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固法

在滿足現(xiàn)行規(guī)范的情況下，在不影響建筑物平面布置及使用功能情況下，通過增加剪力墻、柱、圈梁等混凝土構(gòu)件改變建筑結(jié)構(gòu)的受力體系，然后按照新的抗震標準，通過結(jié)構(gòu)設計軟件復核驗算改造后建筑物的整體抗震性能[5]。

3.2 增強構(gòu)件加固法

當建筑物因為使用功能的需要，建筑物無法通過上述的增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件的方法進行加固的情況下，則可以通過對建筑物原有部分構(gòu)件進行加固，提高其強度與剛度，然后根據(jù)加固后構(gòu)件的承載能力，按照新的設計標準，通過結(jié)構(gòu)設計軟件重新復核現(xiàn)有建筑物的整體抗震性能。

3.3 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，通過阻尼作用減小地震荷載效應。此方法主要在日本等發(fā)達國家使用較多，隨著我國經(jīng)濟水平的提升，以及基建水平的逐步提高，也開始大量采用此工藝。目前，我國主要采用的是增設阻尼器，其一般是安裝在建筑物頂部附近附加荷載的區(qū)域。通過計算及實際案例，可以知道只要布置足夠的阻尼器，結(jié)構(gòu)就可以達到設計要求的性能指標，而如何確定阻尼器的布置數(shù)量與位置，就是耗能減震結(jié)構(gòu)設計所需要研究的方向[6]。

3.4 隔震加固法

在設計階段即考慮設置隔震層，通過隔震層將地震作用導致的變形傳遞到隔震層上，從而減小對原有結(jié)構(gòu)的影響。但是考慮到成本問題及可操作性，目前對于現(xiàn)有的老舊小區(qū)改造還沒有推廣，具體情況如圖3所示。

圖3 耗能減震實例

4 裂縫修復

通過對老舊小區(qū)改造的經(jīng)驗可知，大部分建筑物為早期的磚混結(jié)構(gòu)，建筑物普遍存在墻體開裂、天溝滲漏、樓梯梁板開裂，甚至主體混凝土老化嚴重的問題，為此筆者單位根據(jù)具體情況，總結(jié)出以下幾種修復方法[7]。

4.1 表面封閉法

表面封閉法主要是針對屋面板、天溝等位置混凝土面層的裂縫寬度w≤0.2 mm 的網(wǎng)狀裂縫或者獨立裂縫進行修補的一種方法。這種裂縫修補工藝是使用滲透性良好的修補膠對裂縫進行封閉處理，阻止其繼續(xù)發(fā)展從而影響到鋼筋的性能。修補后可以在修補好的混凝土表面繼續(xù)粘貼碳纖維布，封閉裂縫通道，從而提高處理效果。

4.2 注射法

注射法主要適用于0.15 mm≤w≤1.5 mm 靜止的獨立裂縫、貫穿性裂縫以及為蜂窩狀的局部缺陷的補強以及封閉的一種處理工藝。其具體做法是，以一定的壓力將低黏度、高強度的裂縫修補膠注入裂縫內(nèi)，現(xiàn)場通常采用專用的注射器及配套設備將裂縫膠注射到裂縫內(nèi)。這種處理方式主要針對屋面板、天溝等位置裂以及構(gòu)造柱、圈梁等較大開裂部位，具體情況如圖4所示。

圖4 注射法3施工現(xiàn)場實例

4.3 填充密封法

對于裂縫寬度w≥0.5mm 的活動裂縫和靜止裂縫，一般通過在構(gòu)件表面沿裂縫走向，騎縫鑿出槽深和槽寬分別不小于20 mm 和15 mm 的V 型溝槽，然后使用以改性環(huán)氧樹脂為主材的裂縫膠或彈性填縫材料灌縫，在上部粘貼碳纖維布，對裂縫進行約束。

4.4 灌漿法

多適用于處理大型結(jié)構(gòu)原因?qū)е碌呢灤┬粤芽p與大體積混凝土的蜂窩狀缺陷及裂縫。實施過程中一般通過壓力設備將特定的膠結(jié)材料壓入裂縫中，達到封堵裂縫的加固效果。

4.5 外表面粉刷

此方法主要針對的是建筑物構(gòu)造柱、樓梯梁板外表面混凝土碳化嚴重，混凝土失去強度，對內(nèi)部鋼筋也失去了保護作用。通過對原有結(jié)構(gòu)表面進行剔除清理，然后采用高標號細石混凝土老化部位進行粉刷，必要時可以帶鋼絲網(wǎng)片，以提高建筑構(gòu)件的強度[8]。

5 結(jié)語

通過老舊小區(qū)的改造可以整體提升城市環(huán)境，從而為廣大人民群眾提供一個和諧、美好的居住環(huán)境。而結(jié)構(gòu)是建筑物安全之本，老舊小區(qū)改造中的結(jié)構(gòu)問題更是人民群眾住得放心，住得安全的根本要求，為此在老舊小區(qū)改造過程中需要選擇針對性的加固方法，切實可行地解決老舊建筑物影響結(jié)構(gòu)安全的問題，從而才能協(xié)調(diào)其他配套設施不齊、違章搭建嚴重、停車位不足等問題，共同為老舊小區(qū)改造這一長期的系統(tǒng)工程進行科學規(guī)劃和穩(wěn)步推進。

參考文件

[1] 何嬌.高層住宅建筑地基基礎的巖土工程勘察的分析[J].科技創(chuàng)新導報,2018,15(29):119-200.

[2] 浦紹武.框架柱置換混凝土加固技術(shù)的應用[J].城市建筑,2021,18(27):144-146.

[3] 趙國濤.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)粘鋼加固施工技術(shù)研究及工程應用探析[J].冶金與材料，2022，42(3):47-49.

[4] 黃藝.繞絲法加固鋼筋混凝土圓形截面短柱軸壓性能試驗研究[D].成都:西華大學,2018.

[5] 徐欣.老舊砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震加固設計探討[J].住宅科技,2022,42(7):29-33.

[6] 王鑫，李慧峰，都來盼.基于設置粘滯阻尼器的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)耗能減震分析[J].建筑技術(shù)開發(fā),2022,49(21):7-9.

[7] 胡元.淺析混凝土結(jié)構(gòu)裂縫預防及處理[J].四川建材,2019,45(2):121-124.

[8] 查廣民.淺談建筑外墻滲漏的防治與處理[J].科技創(chuàng)新導報,2019,16(4):165-166.