某近代建筑的加固改造優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工剖析

【摘要】某近代建筑建于1892年，距今已經(jīng)有一百多年的歷史，其建筑結(jié)構(gòu)為磚木結(jié)構(gòu)。由于建筑時(shí)間已經(jīng)非常久遠(yuǎn)，墻體材料與木結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了很大缺陷，已經(jīng)影響了正常使用，需要進(jìn)行重新加固。本文以該建筑為例，詳細(xì)討論了建筑的加固改造和優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工的關(guān)鍵問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】近代建筑；磚木結(jié)構(gòu)；加固優(yōu)化

某近代建筑被評(píng)為省級(jí)文物，由于年代久遠(yuǎn)，在使用的過(guò)程中已經(jīng)有了多次改造。據(jù)考證，原有結(jié)構(gòu)是帶有半個(gè)地下室的三層磚木結(jié)構(gòu)，樓面和樓頂部分為木結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)是磚結(jié)構(gòu)。由于使用時(shí)間已經(jīng)較長(zhǎng)，墻體和木結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)了很大問(wèn)題。又由于地面基礎(chǔ)沉降作用和城市地鐵施工造成的振動(dòng)使墻體已經(jīng)嚴(yán)重開(kāi)裂，目前已經(jīng)無(wú)法使用；同時(shí)，業(yè)主希望改變它的原有功能，希望把它改造成一個(gè)小型的展覽廳。由于該建筑的建筑布局和使用功能需要發(fā)生改變，所以需要對(duì)該建筑進(jìn)行加固和改造。

1、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和鑒定結(jié)果

由于歷史原因，該建筑設(shè)計(jì)時(shí)的圖紙和后期改造方案已經(jīng)無(wú)法找到，為了對(duì)該建筑進(jìn)行現(xiàn)階段的評(píng)估，需要對(duì)該建筑重新進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量和評(píng)定。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該建筑的墻體已經(jīng)多處開(kāi)裂，最大裂縫寬度竟已超過(guò)10mm，有些墻體部位是用一些碎磚塊砌成的，質(zhì)量非常差，，因此判定墻體的鑒定等級(jí)被評(píng)判為C級(jí)；建筑基礎(chǔ)坐落在填土層，由于填土層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而且還存在厚度不均的現(xiàn)象，另外，其他各層填土雖然年代已經(jīng)相當(dāng)久遠(yuǎn)，但土質(zhì)仍然很松軟，因此地基的可靠性被評(píng)判為D級(jí)；最后就是木結(jié)構(gòu)，由于該建筑所處環(huán)境潮濕，因此很多木梁已經(jīng)腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重，但樓上和樓頂木結(jié)構(gòu)還很完好，因此木結(jié)構(gòu)被評(píng)定為C級(jí)。

2、加固改造優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

由于該建筑是省級(jí)文物，因此在外觀(guān)上，需要保持它的原貌；又由于該建筑已經(jīng)經(jīng)過(guò)多次加固和整修，因此需要對(duì)有些部位進(jìn)行重新加固。在對(duì)施工工期短、加固費(fèi)用合理的情況下對(duì)原有建筑進(jìn)行加固，需要采用多種加固方式對(duì)多個(gè)部位進(jìn)行加固，這樣既能保證該建筑的安全性，又可以滿(mǎn)足各項(xiàng)的承載力要求。1.基礎(chǔ)加固，在不影響地下室使用的前提下，采用托換基礎(chǔ)增大基礎(chǔ)面積的方法進(jìn)行加固；2.墻體加固，由于原有墻體質(zhì)量差，滿(mǎn)足不了現(xiàn)代建筑的抗震要求，因此在墻體內(nèi)側(cè)增加雙面鋼筋網(wǎng)片加固，在墻體外側(cè)增加單面鋼筋網(wǎng)片加固，在有縫隙部位采用流動(dòng)性好的混凝土灌注，另外在墻體內(nèi)增加嵌入式構(gòu)造柱和圈梁。3.木結(jié)構(gòu)加固，對(duì)于腐蝕性嚴(yán)重的木梁進(jìn)行更換，對(duì)于需要增強(qiáng)承載力的部位用鋼結(jié)構(gòu)代替木結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。

3、加固改造設(shè)計(jì)

3.1 基礎(chǔ)

經(jīng)過(guò)檢測(cè)，現(xiàn)有基礎(chǔ)滿(mǎn)足不了所需改造方案需要的承載力要求，因此需要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固，但由于地基處理工程復(fù)雜且所需時(shí)間和費(fèi)用均較高，因此選擇了托換基礎(chǔ)以增加基礎(chǔ)面積的方法來(lái)處理。新基礎(chǔ)需要滿(mǎn)足以下幾個(gè)要求：首先是新基礎(chǔ)的承載力要大于改造后的建筑的設(shè)計(jì)載荷；另外在更換部分基礎(chǔ)時(shí) ，剩下的承載力應(yīng)滿(mǎn)足建筑承載力要求；最后是新增基礎(chǔ)應(yīng)該滿(mǎn)足混凝土基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求。

3.2 墻體

墻體采用鋼筋網(wǎng)片加固并且各鋼筋網(wǎng)片間應(yīng)該形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)對(duì)墻體的整體穩(wěn)固性進(jìn)行一個(gè)徹底的改造，對(duì)于破損嚴(yán)重、縫隙較多的墻面應(yīng)該采用流動(dòng)性好的混凝土澆灌，這樣有利于墻體縫隙的填充密實(shí)，混凝土的強(qiáng)度應(yīng)該選擇等級(jí)為C20的，最后用M10的水泥砂漿對(duì)墻面磨平，在這一系列操作完成之后，還應(yīng)該保證墻體的抗震承載力。為了滿(mǎn)足抗震要求，在不影響功能性的前提下，在墻體中增加嵌入式的柱子，使墻體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。

3.3 木結(jié)構(gòu)

木材的強(qiáng)度是影響木材承載力的主要因素，因此在對(duì)木結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行測(cè)算時(shí)，首先應(yīng)該測(cè)量木材的強(qiáng)度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣的方法可以簡(jiǎn)單快捷的測(cè)試到木材的實(shí)際強(qiáng)度，但在本建筑中并不適合。實(shí)際上，現(xiàn)有木梁的強(qiáng)度是滿(mǎn)足現(xiàn)在的使用要求的，因此加固過(guò)程中新增加的承載量就是需要在木結(jié)構(gòu)中增加鋼梁的承載量。由于在木結(jié)構(gòu)中加鋼梁，因此在鋼梁組裝時(shí)，應(yīng)該提前在鋼梁上打孔，并且用螺栓進(jìn)行連接，不能進(jìn)行焊接，以防發(fā)生火災(zāi)。

4、施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 基礎(chǔ)加固施工

基礎(chǔ)加固施工時(shí)，應(yīng)該注意周?chē)鼗谋Ｗo(hù)，并且也要對(duì)墻體及時(shí)觀(guān)察，防止地基松動(dòng)對(duì)墻體出現(xiàn)更大的破壞，每個(gè)托換基礎(chǔ)沿基礎(chǔ)長(zhǎng)度方向的鋼筋伸出基礎(chǔ)一部分，長(zhǎng)度為鋼筋搭接要求的長(zhǎng)度，便于與下次托換的基礎(chǔ)鋼筋搭接以形成整體。在混凝土中應(yīng)該添加微膨脹劑，在澆筑混凝土?xí)r的高度控制時(shí)，應(yīng)該高于原有地基面的底面，以達(dá)到新托換基礎(chǔ)與原有基礎(chǔ)緊密結(jié)合的目的。并且一次托換基礎(chǔ)在發(fā)揮它的70%的效力時(shí)，才能進(jìn)行下一次基礎(chǔ)的托換。

4.2 墻體加固施工

墻體加固的施工順序?yàn)椋簩?duì)原有粉刷層清理，在原有墻體結(jié)構(gòu)上打孔為加固做準(zhǔn)備，對(duì)墻體鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)加固，灌注墻體裂縫，抹水泥砂漿并養(yǎng)護(hù)。在墻體加固時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：1.鑒于墻體質(zhì)量較差 ，施工時(shí)可以先把墻體松散部位清除干凈，將已松動(dòng)的墻體部位拆除。2.鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片時(shí)，豎向鋼筋應(yīng)靠墻面并采用鋼筋頭支起，鋼筋底端錨入新托換基礎(chǔ)，頂部錨入嵌入式圈梁。3.施工過(guò)程中，對(duì)雙面加固的墻體應(yīng)該在兩邊同時(shí)澆注，單面加固的墻體應(yīng)該在不需要澆注的那一面做好支撐，這樣是為了防止墻體受力不均而造成墻體垮塌。在對(duì)縫隙進(jìn)行灌注時(shí)，應(yīng)對(duì)灌注的混凝土不停攪拌，以保持灌注時(shí)的混凝土的均勻。

4.3 木結(jié)構(gòu)加固施工

在用鋼梁進(jìn)行木結(jié)構(gòu)的加固時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行尺寸放樣，確定木梁與鋼梁連接處螺栓孔的位置，并且鋼梁在使用之前應(yīng)該在地面加工好，并且刷防銹油漆。

結(jié)語(yǔ)：

該近代建筑的加固改造工程從設(shè)計(jì)到施工到最后完成，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢測(cè)及鑒定的結(jié)果，不僅滿(mǎn)足了現(xiàn)行規(guī)范及規(guī)程，，而且還進(jìn)行了進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對(duì)不同的情況采用不同的加固方法，達(dá)到了結(jié)構(gòu)安全、費(fèi)用和工期的整體綜合目標(biāo)。

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作者簡(jiǎn)介：

朱明日，出生年月：1982年08月19日，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：廣東省英德市，當(dāng)前職務(wù)：技術(shù)負(fù)責(zé)人，當(dāng)前職稱(chēng)：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中級(jí)工程師，學(xué)歷：大專(zhuān)，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。