房屋建筑工程中结构加固改造的探讨
来源:用户上传
作者: 陆永辉
【摘要】在土木工程中，因种种原因，需要对已有建筑物进行加固改造，本文从建筑加固改造的原因入手，阐述了大型建筑物结构的加固改造施工，并结合实例，介绍了某教学楼的加固改造方案。
【关键词】建筑；结构；加固改造
当前，随着我国建筑业快速发展，对现有建筑的加固维护改造也越来越受到业内人士的重视。资料显示，发达国家建设总投资的40%以上用于建筑维修和加固，不足60%用于新建建筑的建设，随着环保、绿色、节能理念的渐入人心，这一趋势必将对我国建筑业的发展产生重大影响。据估计，今后10～30年，将是我国建筑工程加固、改造的高峰期，我国建筑业也将由“大兴土木阶段”逐渐步入新建与加固、改造并举的阶段。下面，笔者就大型建筑物结构的加固改造进行探讨。
一、结构改造加固的原因
（1）设计或施工中发生差错导致工程质量事故；（2）不适当的使用和维护、恶劣环境下的材料老化、年久失修、偶然的自然侵害（如地震、水灾、火灾、台风等），使结构遭受损伤，导致结构可靠性下降；（3）一些有纪念意义的历史性建筑物超期服役，需要对其进行加固保护；（4）由于使用功能改变，荷载情况变化或需要对建筑物进行改、扩建时；（5）随着社会经济的发展，规范要求的标准不断提高，既有建筑不能满足新标准，而又有要求进行加固时；只有确定结构加固的原因，才能对症下药进行相应的加固设计。
二、建筑结构加固改造的施工要点
（一）加固改造前的准备工作
在确定某一建筑物需要加固改造后，施工前须经过严密的测试，确定整栋建筑存在哪些问题，哪里最严重，相互间有何联系和影响。要清楚施工队的主要优势和不足，大的建筑物所承载的意义和一般的建筑物不同，在施工之前要制定精密的计划书及设计方案，应经过专家、技术人员和项目经验丰富的项目负责人讨论确定，切不可独断专行。同时，要把需要的材料、设施准备好，确定采用何种技术，为施工的进行打好基础。
（二）建筑结构加固改造的施工
加固改造不是对一个工程的简单修补和材料的堆积，应具体问题具体分析。在大型建筑物的加固当中，根据不同的情况，所要加固改造的施工方向也会不同，对由于本身地质条件差引起的建筑变形或下滑，采用的最主要的方法是地基加固，如石灰桩加固、托换技术锚杆静压桩托换等。在石灰桩加固的实施中，要充分地把握水、生石灰块与相关沙子等的比例要适中，使粘合性符合工程的需要，同时也要根据生石灰块的基本原理，在水和沙子及其石块等混合到一定时间则赶紧把钢筋打入其中，加强其牢固性，但此时要把握混凝土的强度和钢筋弯钩件配钢率的协调，任何一方的太高或太低都会引发桩板收缩裂缝的风险。锚杆静压桩托换也是针对地基问题中的加固和托换的一种托换技术。施工过程中，首先应准确地标出压桩空和标杆的位置，开凿的空洞不应太大，压凿空凿完一部分就应该压桩，压凿空的形状适宜上大下小，便于基础的承载和冲剪，压桩施工适合对称进行并且千斤顶与桩顶的轴线应该一直垂直，锚固筋和锚固空契合加上锚固连接材料应使用适当，使桩面牢固；压桩时不应中途休息停顿时间过长，最好是不停歇。并应保持纪录记载的完整性，以更好地保持下一步工作的继续；桩与基础锚之间要进行凿毛的修理。孔壁和凿空之间要进行清洗。然后进行封孔，在封孔之前应该把空中的水和杂物处理干净，再刷高标号的水泥浆。然后浇灌的混凝土要是早强微膨胀同时振捣。在此需注意，当早强混凝土开始凝固时，不能再用千斤的加压力。对地基的加固处理完毕后，应再采取一些预防性的措施，以减少地基稳固的扰动。措施包括减小机头迎土面的扰动，减少管外壁摩擦扰动（可采用双层注浆措施）、控制进顶速度等减少地面扰动来减少地基稳固的扰动。除地基问题外，墙面墙内的脱落、裂缝也是主要问题。这两种问题较地基问题而言，施工强度和规模都较小，但出现的频次远比地基问题出现的多得多，对于这部分的施工，首先最重要的还是了解出现问题的原因，如此才能相应地对症下药，达到实效。下面以酸雨侵蚀下的墙面为例子加以说明。对于这种建筑的改造首先想到的就是施工的材料。只有抗酸型材料才能抵抗这样的环境。选材中同样要遵循建筑的改造加固原理，即加固改造的原料选取要比原来的高，才会在改造后更持续维持建筑的使用。在选材后，真正的施工开始，酸雨侵蚀过的墙面本身存在着由内到外腐性逐步增前的特点，在施工中，要特别注意新旧材料的粘合性，锚固性。对于新旧材料的谐和更是重要，否则会功亏一篑。
（三）工程实例
1．工程概况。某学校教学楼为4层砖混结构，纵横墙承重体系。建筑面积4360m2，房屋层高3.750 m，总高16m。基础埋深－1.850m，基础采用砖砌条形基础。地基处理为局部1.0m深3：7灰土换垫法。现要求在原有建筑结构基础上改造为具有现代设施（如中央空调、先进的宽带网、电信网络系统等）的办公楼，因使用功能改变，平面布置相应调整，原教室要增设分隔墙，门厅位置改变，将一教室上下两层打通，形成大厅。这样，原结构承重传力体系发生变化，结构必须作加固改造处理。
2．加固改造方案的确定。（1）封闭刚架托换加固技术。现需将其中8～11线A～C轴一二层教室改造成门厅，对应二层楼面梁板需拆除，A轴一层，C轴一二层纵墙亦需拆除，为顺利实现结构传力的平稳过渡，且作到经济合理，考虑充分利用原地基基础的承载能力，尽量减少地基基础加固工程量，采用封闭刚架托换技术。这样将原结构荷载由从上到下均匀传递改变为上部竖向荷载通过刚架梁传给刚架柱，由刚架柱传至基础梁，再经基础梁传至原条形基础。考虑到刚架传力的非均匀性，尤其是柱基为集中荷载，故基础梁需延伸或在横向局部增设，将传力适当调整。另外为减轻新增结构应力滞后和二次传力影响，混凝土采用C30微膨胀混凝土，使新旧结构紧密结合。（2）墙体加固。因加固改造结构存在二次传力影响，为减少刚架变形增加新增刚架与原结构共同工作能力，使上部荷载能够安全地转移，避免上部墙体出现裂缝，并增强局部墙体的稳定性，对A、c轴封闭刚架上一层墙体8～11线一二层墙体采用钢筋网树脂砂浆夹板墙技术加固。单面钢筋网夹板墙基本参数：M10树脂砂浆，厚度40mm，纵横向钢筋Φ150×150。传墙拉结筋Φ8@450梅花点布置，端部钢筋锚固长度：锚入原墙体180mm，锚入楼板100 mm。双面钢筋网夹板墙时对称设置。（3）采用轻质隔墙。原教学楼为纵横墙混合承重体系，大开间教室居多，现要分隔改造为小开间办公室，若采用普通粘土砖墙体分隔，增加荷重较大，原梁经核算承载力不够，需加固补强，且由此引起地基承载力也存在问题。一般的轻钢龙骨纸面石膏板隔墙存在刚度差，隔音效果不理想，使用寿命不长等问题。经过分析比较，采用特种水泥GRC轻质隔墙材料。板厚80 mm，与其它隔墙比较，可扩大使用面积，同时原钢筋混凝土梁不需加固，可直接设隔墙分隔空间。上下连接采用型钢卡用射钉固定。
3．施工技术要求。门厅部分改造加固量大，施工复杂，为本次改造关键部位。改造施工顺序为：放线定位→纵横基础梁→刚架柱→刚架梁→一二层钢筋网树脂砂浆夹板墙→拆除墙体→装修。施工时要精心操作，切忌乱凿乱砸。拆除墙体及二层梁板工作需在整个封闭刚架及相关夹板墙混凝土、砂浆达到设计强度后方可进行。拆除墙体时要采用机械切割，先齐梁底水平进刀切通墙体，后停下全面检查结构有无变形裂缝，无异常情况后拆除余下墙体及二层门厅部分梁、板。该工程经改造投入使用后，转换结构工作正常，性能稳定，未发现任何裂缝和沉降，效果良好。
参考文献
[1]于德生．既有建筑物结构加固改造方法浅析[J]．山西建筑．2010（23）：83～84
[2]夏玉英．谈建筑物结构加固改造的施工方法[J]．中小企业管理与科技．2010（24）：110
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-608159.htm
