村鎮(zhèn)街區(qū)改造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及解決措施——以三亞市南海漁村精品街區(qū)改造項(xiàng)目為例

■天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院 王磊

1.項(xiàng)目背景

近年來(lái)，全國(guó)各地的村鎮(zhèn)街區(qū)改造項(xiàng)目越來(lái)越多。為了優(yōu)化城市面貌、改善人居環(huán)境、提升城市形象，相關(guān)部門對(duì)街區(qū)改造越來(lái)越重視，并且要求在設(shè)計(jì)與施工時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況制定合理的改造方案，以適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；堅(jiān)持因地制宜、經(jīng)濟(jì)適用的原則，做到堅(jiān)固安全、管理方便、功能齊全、美觀莊重。街區(qū)改造項(xiàng)目綜合性較強(qiáng)，涉及規(guī)劃、建筑、景觀、道路、結(jié)構(gòu)、巖土、管網(wǎng)、電氣及亮化等多個(gè)專業(yè)，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)貫穿設(shè)計(jì)施工全過(guò)程，對(duì)既有建筑的立面改造往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。本文以海南省三亞市天涯區(qū)南海漁村精品街區(qū)改造項(xiàng)目為例，詳細(xì)分析了街區(qū)改造過(guò)程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，并有針對(duì)性地對(duì)具體的解決措施進(jìn)行了分析和探討，旨在為村鎮(zhèn)街區(qū)改造項(xiàng)目提供借鑒。

圖1 改造范圍示意圖

南海漁村精品街區(qū)改造項(xiàng)目位于海南省三亞市天涯區(qū)鹿回頭風(fēng)景區(qū)腳下，北面南海、南至鹿嶺路、西臨鹿回頭風(fēng)景區(qū)、東與南海山莊相接，總占地面積約22.5萬(wàn)平方米，總建筑面積約41.17萬(wàn)平方米，具體改造范圍詳見(jiàn)圖1。改造內(nèi)容涉及漁村路道路破除及恢復(fù)、路基處理等工程，增設(shè)交通標(biāo)志、標(biāo)線、警示燈等工程；綠化建設(shè)、圍墻拆除、增設(shè)標(biāo)識(shí)、安裝路燈、建設(shè)小品等工程，通信、電力、照明改造工程，立面改造、局部門窗更換、夜景照明、廣告牌改造、加裝避雷帶、建筑拆除等工程。立面改造主要以增設(shè)騎樓、建筑削層、增設(shè)坡屋頂為主。本文主要探討結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題以及具體的解決方案。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1 既有建筑原始資料缺失

南海漁村具有疍家文化的地方特色，房屋多為村民自建，建造年代較早，未經(jīng)過(guò)規(guī)范設(shè)計(jì)，且未留存圖紙等原始資料。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)法根據(jù)原始資料進(jìn)行改造方案的設(shè)計(jì)復(fù)核，存在諸多安全隱患。

2.2 既有建筑的實(shí)測(cè)工作難以開(kāi)展

立面改造過(guò)程中無(wú)法避免地涉及后錨固技術(shù)，植筋植栓都需要找到合適的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，需要對(duì)構(gòu)件的實(shí)際可錨固深度及錨固的位置提前進(jìn)行實(shí)測(cè)，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。在實(shí)測(cè)過(guò)程中，需要局部破除裝飾裝修面，然而在設(shè)計(jì)前，村民很難接受對(duì)自建房屋的“動(dòng)手動(dòng)腳”。

2.3 結(jié)構(gòu)體系混亂

漁村村民自建的房屋對(duì)于抗側(cè)力體系和承重體系并未有明確的界限劃定，無(wú)法用規(guī)范認(rèn)定的框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框-剪結(jié)構(gòu)或者砌體結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行區(qū)分判別。同一棟建筑內(nèi)往往既有砌體框架柱，還有異型柱，給設(shè)計(jì)帶來(lái)了較大的困難。

2.4 施工場(chǎng)地各異，場(chǎng)地條件有限

漁村內(nèi)部巷道狹窄，房屋間距較小，施工時(shí)吊裝機(jī)械進(jìn)場(chǎng)困難，往往需要人工運(yùn)送、吊裝，設(shè)計(jì)需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件、施工的可行性等因素，對(duì)其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

2.5 承重構(gòu)件布置不規(guī)則

村民自建的房屋往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)布置承重構(gòu)件，并非理想的標(biāo)準(zhǔn)柱距或墻間距，需實(shí)際踏勘返圖、再設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程還需要尋求可靠的承重構(gòu)件，并尋找理想的傳力路徑。

3.解決措施

3.1 技術(shù)資料缺失、實(shí)測(cè)工作較難開(kāi)展時(shí)的設(shè)計(jì)工作應(yīng)對(duì)措施

3.1.1 項(xiàng)目采用EPC模式

EPC模式使得設(shè)計(jì)工作在前期側(cè)重概念及可行性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)可與施工共同提出問(wèn)題的應(yīng)對(duì)方案。進(jìn)入施工階段后，可以馬上進(jìn)行實(shí)測(cè)工作，并將實(shí)測(cè)信息反饋給設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)測(cè)情況迅速?gòu)?fù)核圖紙，對(duì)原圖紙進(jìn)行必要的修改后提交施工方案。南海漁村精品街區(qū)改造項(xiàng)目正是采用了EPC運(yùn)作模式，由于該工程體量巨大，涉及改造的樓房約898棟，設(shè)計(jì)與施工共同對(duì)所有樓棟根據(jù)建筑方案進(jìn)行了總結(jié)，歸并出5種類型的新增輕鋼坡屋面結(jié)構(gòu)，其編號(hào)分別為：A型、B型、C型、D型及E型，具體樓座與“建筑結(jié)構(gòu)工程量表”相對(duì)應(yīng)，表中對(duì)應(yīng)類型的樓座按相應(yīng)類型標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行核算，對(duì)樓座施工次序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，做好實(shí)測(cè)準(zhǔn)備，做到開(kāi)工先測(cè)量、測(cè)量后便細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)圖至具體施工深度，有效地保證了工期，消除了安全隱患。

3.1.2 委托專業(yè)的安全鑒定單位提供房屋安全性評(píng)價(jià)

村民自建房屋并非不安全，也并非不具備改造條件。在原始資料缺失的情況下，這就需要由專業(yè)的鑒定單位對(duì)既有房屋進(jìn)行評(píng)價(jià)。南海漁村精品街區(qū)改造項(xiàng)目經(jīng)過(guò)鑒定，明確了鋼筋混凝土柱、梁、板等承重構(gòu)件的安全性。鑒定報(bào)告顯示均未見(jiàn)構(gòu)件脹裂的現(xiàn)象，未見(jiàn)外觀質(zhì)量等缺陷，未見(jiàn)主體結(jié)構(gòu)存在因地基基礎(chǔ)不均勻沉降引起的結(jié)構(gòu)裂縫，未見(jiàn)墻體傾斜、裂縫，房屋安全性良好，房屋可靠性等級(jí)為Ⅱ級(jí)，基本都具備改造條件。這樣，后續(xù)設(shè)計(jì)就有了依據(jù)，消除了安全隱患。

3.2 結(jié)構(gòu)體系模糊時(shí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)措施

3.2.1不增加荷載，保證原有基礎(chǔ)的承載能力

既有建筑已完好使用多年，地基已非常穩(wěn)定，通過(guò)鑒定也并未發(fā)現(xiàn)房屋傾斜、墻體裂縫等情況，既有房屋的地基基礎(chǔ)安全可靠。只要本著不增加基礎(chǔ)負(fù)荷的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，雖然沒(méi)有原始設(shè)計(jì)資料，也可以保證房屋基礎(chǔ)的安全性。該項(xiàng)目本著這一安全基本原則，與方案結(jié)合后，對(duì)增設(shè)坡屋頂?shù)姆课葸M(jìn)行了削層處理，采用人工拆除的方法對(duì)框架主體進(jìn)行分段、分塊小面積逐步拆除。對(duì)框架柱的拆除，先在離該層樓面50cm處進(jìn)行斷開(kāi)隔離，保留面上50cm的框架柱且保證其不受到損壞（保證受力鋼筋的錨固長(zhǎng)度），避免對(duì)下層結(jié)構(gòu)造成影響。通過(guò)精確的荷載驗(yàn)算，增設(shè)輕鋼坡屋頂后并未增加既有建筑的負(fù)荷，保證了結(jié)構(gòu)的安全。（圖2）

圖2 改造示意圖

圖3 新增輕鋼坡屋頂示例圖

3.2.2 設(shè)計(jì)盡量采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)，發(fā)揮其優(yōu)越的抗震性能

輕型鋼結(jié)構(gòu)不僅具有優(yōu)越的抗震性能，而且施工速度快、安全可靠。由于鋼結(jié)構(gòu)較輕，可有效減少對(duì)既有建筑的附加荷載，并且輕型鋼結(jié)構(gòu)可在技術(shù)資料不全的情況下，將既有建筑看作一個(gè)側(cè)向剛度很大的基座，有利于對(duì)新增鋼結(jié)構(gòu)的抗震抗風(fēng)性能單獨(dú)驗(yàn)算。（圖3）

3.3 施工場(chǎng)地有限時(shí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)措施

由于施工場(chǎng)地有限，堆料、運(yùn)輸、安裝勢(shì)必會(huì)遇到一些困難，該項(xiàng)目因此采用了薄壁小尺寸鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，同時(shí)對(duì)較長(zhǎng)的構(gòu)件進(jìn)行合理拆分、分段運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)拼裝。同時(shí)，盡量減少鋼筋混凝土材料的使用，避免現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，為施工提供便利。在這一過(guò)程中，優(yōu)化設(shè)計(jì)構(gòu)件截面是設(shè)計(jì)人員需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一。（圖4）

圖4 小尺寸構(gòu)件拆分節(jié)點(diǎn)示例圖

3.4 承重構(gòu)件布置不規(guī)則時(shí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)措施

由于承重構(gòu)件布置的不規(guī)則性，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在更為安全的承重構(gòu)件位置布設(shè)輕鋼基礎(chǔ)，并采用整體性較強(qiáng)的基礎(chǔ)形式。該項(xiàng)目采用在屋頂沿外墻面設(shè)置一圈閉合的臥梁，使外墻位置承重構(gòu)件安全可靠，且封閉臥梁整體性好，與采用后錨固技術(shù)的原結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，并對(duì)連接面進(jìn)行有效的界面處理，植筋前將原有基材結(jié)構(gòu)表面的抹灰層、裝飾層、附著物、油污剔鑿干凈，刷環(huán)氧乳液后再進(jìn)行下一步施工。植筋施工前，檢測(cè)基材原鋼筋的位置，確保鉆孔不損傷原鋼筋。這樣既保證了既有建筑與新增結(jié)構(gòu)的可靠連接，又保證了傳力得簡(jiǎn)潔明確、安全合理。（圖5）

3.5 街區(qū)改造項(xiàng)目的合理使用年限

圖5 新增輕鋼坡屋頂基礎(chǔ)布置示例圖

南海漁村既有房屋建造年代較早，每棟建筑已使用時(shí)間各不相同、也很難判斷。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)新增構(gòu)件均按照50年的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并預(yù)留安全儲(chǔ)備。改造后的建筑使用年限界定為既有建筑的后續(xù)使用年限，具體應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用情況，間隔數(shù)年再進(jìn)行必要的房屋安全鑒定，判斷房屋后續(xù)使用年限。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人民對(duì)生活品質(zhì)的要求也在不斷提高，街區(qū)改造將成為城市形象提升的必然要求。目前，我國(guó)的村鎮(zhèn)街區(qū)改造不少設(shè)計(jì)存在誤區(qū)，或過(guò)于苛刻，或?qū)Π踩紤]不足。本文以三亞市天涯區(qū)南海漁村精品街區(qū)改造項(xiàng)目為例，闡述了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的問(wèn)題以及必要的應(yīng)對(duì)措施，為類似工程項(xiàng)目提供參考。