淺談如何選擇加固設(shè)計方案

徐曉云

【摘要】隨著建筑市場的瘋狂擴張，土地資源變得越來越珍貴，建筑行業(yè)也慢慢從原來的瘋狂拆除轉(zhuǎn)變?yōu)楦脑炖?，這也推動了加固行業(yè)的發(fā)展。對于建筑改造來說，需要結(jié)合建筑實際特點科學(xué)選擇加固設(shè)計方案，因此如何保證加固設(shè)計方案是需要重點考慮的問題。

【關(guān)鍵詞】建筑工程;加固設(shè)計方案;選擇;特點

建筑加固是建筑改造的一種形式，可以將老舊房屋承載性能進(jìn)行優(yōu)化和提升。如今，老舊房屋數(shù)量不斷增多，為了避免新建工程的高投資、資源浪費等問題，必須要全面展開建筑改造工作，這也是促進(jìn)城市經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。隨著加固行業(yè)越來越規(guī)范，加固材料及加固施工越來越成熟，加固方法也有了更多的選擇，但是對設(shè)計師來說，加固方案需要考慮施工可行性、經(jīng)濟性及合理性，下面我們就從這幾個方面來談?wù)勅绾芜x擇加固方案。

1、某工程案例

寧波某博物館，二層框架結(jié)構(gòu)，原設(shè)計為6度區(qū)，框架抗震等級為四級，工程未投入使用，現(xiàn)改為幼兒園，對內(nèi)部進(jìn)行改造。主要改造內(nèi)容：由于二層出屋面部分結(jié)構(gòu)使用率較低，故將二層建筑拆除，按實際使用需求增加兩層結(jié)構(gòu)，一層部分開洞部位增補樓板，增設(shè)樓梯等。

在進(jìn)行加固設(shè)計之前，首先對該建筑進(jìn)行了抗震鑒定。報告中抗震部分基本滿足要求，混凝土強度均基本達(dá)到原設(shè)計要求（C30），部分梁柱承載力不滿足要求，部分墻體滲水嚴(yán)重。

2、集中加固設(shè)計方案對比

首先我們先來分析這個工程：根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）查得該建筑處于6度抗震區(qū)，由于幼兒園屬于乙類建筑，故需提高抗震等級，設(shè)計應(yīng)按三級框架進(jìn)行計算。其次該建筑后續(xù)使用年限為50年，故新加兩層結(jié)構(gòu)優(yōu)先考慮采用混凝土結(jié)構(gòu)。經(jīng)計算，一層部分混凝土梁柱承載力不足，部分基礎(chǔ)承載力不足，現(xiàn)對不足部分進(jìn)行加固方案設(shè)計。

2.1外粘型鋼加固法

外粘型鋼加固法能夠大幅度提高混凝土構(gòu)件的承載力，且對原結(jié)構(gòu)空間影響較小，施工方便，工期較短。主要用于柱子加固。

2.2粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法能夠有效提高混凝土構(gòu)件承載力，對原結(jié)構(gòu)空間影響較小，施工方便，工期較短。采用該方法加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度不得低于C15;且構(gòu)件加固后，其正截面受彎承載力的提高幅度，不應(yīng)超過40%;粘貼鋼板的加固量，對受拉區(qū)和受壓區(qū)，分別不應(yīng)超過3層和2層，且鋼板總厚度不應(yīng)大于10mm。一般情況下是碳布不能滿足要求時才采用該加固方案。

2.3碳纖維加固法

碳纖維加固法是一種通過碳纖維復(fù)合材對房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的一項措施，碳纖維復(fù)合材由于材料輕便、技術(shù)成熟、成本較低，且?guī)缀醪挥绊懺Y(jié)構(gòu)的使用空間，所以在加固工程的應(yīng)用中越來越廣泛。采用該方法加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度不得低于C15;且構(gòu)件加固后，其正截面受彎承載力的提高幅度，不應(yīng)超過40%;纖維復(fù)合材的加固量，對預(yù)成型板，不宜超過2層，對濕法鋪層的織物，不宜超過4層。在實際工程施工中，一般都采用濕法鋪層。該加固方法可普遍用于梁、板、柱的加固。

2.4增大截面加固法

增大截面加固法適用范圍較廣，但由于該加固方法施工工序較復(fù)雜，施工周期較長，且對后續(xù)的使用空間會有較大影響，故一般情況下是當(dāng)承載力幅度需提高超過40%時才采用該方法，另外是根據(jù)工程需要才采用該方法。

3、方案選擇

3.1基礎(chǔ)加固方案選擇

原基礎(chǔ)采用直徑800～1200的人工挖孔樁，樁長5米，對樁承載力不足的基礎(chǔ)采用加錨桿樁的加固方案。該方案加固施工面小，施工靈活。同時可利用原基礎(chǔ)進(jìn)行壓樁。

3.2 樓板加固方案選擇

對于樓板，由于上部墻體布置均按原結(jié)構(gòu)梁布置，故樓板荷載未增加，僅個別樓板增補，考慮到幼兒園后續(xù)使用年限較長，故考慮采用混凝土對樓板進(jìn)行封堵，板筋直接植筋植入原梁中。像有些臨時性的建筑或者后續(xù)使用年限不長的項目，可以優(yōu)先考慮采用鋼承壓板及鋼梁，可以減少施工工期。

3.3 梁加固方案選擇

對于梁的加固，一般梁底及梁面鋼材差值在40%以內(nèi)的，均采用碳纖維布加固，超過40%的梁均采用增大截面加固法，該方法可以有效提高梁承載力，但施工工序比較復(fù)雜，所以在碳布無法滿足要求情況下才會采用。本工程中有較多梁計算配筋超過原計算配筋40%以上，故選用增大截面加固法。由于層高有限，故應(yīng)盡量減小增加的高度，大梁的增加高度均控制在200mm，若鋼筋還是不夠則在梁底再粘貼碳布，以控制最大的梁高。加固用的混凝土為了保證施工質(zhì)量，則采用自流平灌漿料。

3.4柱子加固方案選擇

柱子的加固，首先需要先計算上部柱子，經(jīng)模型計算，上部柱子截面為600mmx600mm，原結(jié)構(gòu)一層柱子截面主要為500mmx500mm，二層柱子主要為300mmx300mm，故此時只能考慮增大截面加固法，按構(gòu)造要求，一層柱子按四周增大，每邊75mm，加固后一層柱子截面為650mmx650mm，再者考慮到二層柱子在實際施工拆除中可能會對原結(jié)構(gòu)有損傷，故在設(shè)計時考慮將原二層柱子利用，采用四周增大截面加固法，加固后柱子截面為600mmx600mm，此時，柱子的角柱直接穿板，減少了柱子鋼筋的植筋工作量，保證了工程質(zhì)量。同樣為了保證施工質(zhì)量，增大截面部分混凝土采用自流平灌漿料。

4、施工方案

各加固方法的具體施工方案各有優(yōu)劣，需要針對工程實際情況，選擇適當(dāng)?shù)氖┕し椒?。此外，加固施工順序在整個施工過程中也是非常重要的一項，關(guān)系到整個工程的質(zhì)量和進(jìn)度。

本工程由于工期較緊，各工序需合理安排。首先是拆除工程進(jìn)場，進(jìn)場前必須先落實好安全措施，在全面掌握拆除工程資料和圖紙的基礎(chǔ)上，做好現(xiàn)場看產(chǎn)工作，編制施工組織設(shè)計。原二層屋面板均需拆除，按照施工圖紙逐一拆除，同時一層需加固的梁柱粉刷均需要鑿除，在拆除、鑿除過程中，需要加固的基礎(chǔ)也需要同時開挖，拆除工程和開挖工程必須要在縱向空間錯開，避免二層拆除物墜落砸傷風(fēng)險。待開挖工程結(jié)束后立即進(jìn)行基礎(chǔ)施工，基礎(chǔ)施工需要保證承載性能以及施工質(zhì)量?；A(chǔ)施工過程中梁柱的加固也同時開展，梁柱采用的增大截面加固法和碳纖維布加固法可以同時施工，待加固梁柱混凝土強度達(dá)到設(shè)計要求后再進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的施工。待屋面層混凝土澆筑完成并達(dá)到設(shè)計強度后，即可進(jìn)行錨桿樁的施工。待錨桿樁施工完成后，裝修即可進(jìn)場施工。

結(jié)語：

綜上所述，該工程在加固設(shè)計方案選擇當(dāng)中，結(jié)合了工程實際特點以及加固需求，從加固質(zhì)量和經(jīng)濟性兩個方面進(jìn)行考慮，最后柱子采用增大截面加固法，梁采用增大截面法及碳纖維布加固法結(jié)合，樓板直接澆筑混凝土。在實際應(yīng)用中的加固效果符合最初設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?？傊瑹o論是哪類工程，選擇加固設(shè)計方案都要重點考慮工程特點與要求，做到因地制宜、實事求是，充分對各個方案進(jìn)行論證，從中選擇出質(zhì)優(yōu)價優(yōu)的方案，保證整個加固工程的施工質(zhì)量及效益。

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