醫(yī)院抗震加固改造實例

史鐵花

2008年汶川地震后，我國對學校建筑和醫(yī)院建筑等人員密集場所的抗震設防越發(fā)重視起來。學校建筑的抗震加固已經(jīng)在全國范圍內大面積展開并多數(shù)已完成。然而醫(yī)院建筑的抗震加固還在籌劃中，就北京市來說，對于老舊醫(yī)院建筑，抗震鑒定工作已基本完成，但受各種因素，如房屋周轉、資金來源等影響，使得抗震加固遲遲無法大面積全面展開。因而全國范圍內有不少老舊醫(yī)院建筑仍然有著嚴重的抗震隱患。正如習近平總書記在中央財經(jīng)委員會第三次會議上指出的那樣，我國自然災害防治能力總體還比較弱，提高自然災害防治能力，是實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標、實現(xiàn)中華民族偉大復興中國夢的必然要求，是關系人民群眾生命財產(chǎn)安全和國家安全的大事，也是對我們黨執(zhí)政能力的重大考驗，必須抓緊抓實。醫(yī)院建筑作為重點設防類建筑，地震時使用功能不能中斷，故現(xiàn)有醫(yī)院建筑的抗震安全應該引起足夠重視并盡早付諸抗震鑒定和加固，真正體現(xiàn)“預防為主，防救結合”的防災思想，實施震前預防是減少震后救援和地震損失的有力手段。本項目介紹一個典型老舊醫(yī)院建筑的抗震加固案例，供業(yè)主和實施各方參考。

項目概況

某醫(yī)院“工”形樓建于1958年，為地上六層（局部五層）、地下局部一層的磚混結構房屋，總建筑面積23337平方米，建筑平面基本為“工”字形（建筑首層平面圖如圖1所示）?！肮ぁ弊中伪辈繛殚T診樓，南部為病房樓，中部東側為醫(yī)技樓、西側為急診樓。該房屋具有20世紀50年代醫(yī)院建筑的典型特征，其“工”字形醫(yī)院布局、紅磚加白灰線條外墻、厚重的水磨石地面等有著深刻的時代印記，這也是業(yè)主在本次加固改造中提出需保留原有風貌原有歷史印記的部分。

圖1 首層建筑平面圖

該房屋已經(jīng)超過設計使用年限50年的限值，依據(jù)2006年中華人民共和國建設部第148號部長令關于《房屋建筑工程抗震設防管理規(guī)定》以及《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB 50292—2015）和《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023—2009）的相關規(guī)定，該房屋首先需要進行結構安全和抗震鑒定并依據(jù)鑒定結果做相應處理才能繼續(xù)使用，另外原有的病房樓各項設施也均已不能滿足醫(yī)院的使用功能要求，決定進行加固和改造。

該房屋抗震設防類別為重點設防類，抗震鑒定按照后續(xù)設計使用年限為30年的A類的方法進行。經(jīng)過結構鑒定，安全性等級評定為Csu級，房屋局部危險，應當立即采取措施，抗震不滿足相關標準要求，需要進行整體加固。

加固技術方案

該房屋由八道變形縫將其分為九個部分，結構鑒定與加固也相應分為九幢獨立房屋，其中“工”字形主體結構靜力安全和抗震安全均不滿足要求。該房屋加固改造時因經(jīng)費緊張，業(yè)主提出采用10～15年的后續(xù)使用年限來進行結構的鑒定和加固，項目組依據(jù)《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023—2009）（以下簡稱鑒定標準）向業(yè)主介紹了后續(xù)使用年限依據(jù)建造年代劃分，分別有30年、40年、50年三種情況，并依據(jù)鑒定標準規(guī)定對該房屋采用了后續(xù)使用年限為30年的A類抗震鑒定和加固的方法進行（比起40年和50年業(yè)主還是能接受30年的后續(xù)使用年限）。對于靜力不滿足承載力要求的構件進行相應的針對性的加固。對于抗震，因原有的鑒定報告按照現(xiàn)行抗震規(guī)范進行構件抗震承載力驗算而得出相當數(shù)量的墻體不滿足抗震要求而需要逐個加固，設計院按照鑒定標準A類砌體房屋的相關規(guī)定重新進行了分級鑒定，采用樓層綜合抗震能力指數(shù)的方法進行了房屋綜合抗震能力的評定。評定結果顯示除了第五層外，其余各層的樓層綜合抗震能力指數(shù)都有小于1的情況，均不滿足抗震要求，需進行加固。

圖2 房屋加固的流程

對該建筑的加固依據(jù)安全性鑒定與抗震鑒定的結論，綜合考慮，確定加固方案，加固設計的流程如圖2所示。另外需遵循抗震加固設計原則，即首先是提高綜合抗震能力的原則（承載力、整體性），針對原結構存在的缺陷，找出使結構達到設防目標的關鍵，盡可能消除原結構不規(guī)則、不合理、薄弱層等不利因素；其次抗震加固不同于工程事故處理，強調整體加固，避免構件加固；同時結合使用功能、施工方法、環(huán)境影響和經(jīng)濟方面的要求，選擇相應的加固方案；并保證加固措施的有效性,盡可能減少對原結構構件的損壞，加固構件與原結構有可靠的連接，加固后應避免出現(xiàn)新的薄弱層，保證新舊構件的協(xié)同工作；最后充分利用地基基礎現(xiàn)有承載能力，盡可能減少地基加固工程量。

對于安全性不足的以構件加固為主；對于抗震加固依據(jù)《建筑抗震加固技術規(guī)程》（JGJ 116—2009）以整體性、抗震概念加固為主、以構件加固為輔進行綜合統(tǒng)籌加固，并在滿足承載力前提下盡量保持原有建筑的歷史風貌特征、減少對原建筑房屋使用功能的影響、降低造價，即安全、適用、經(jīng)濟。加固后的樓層綜合抗震能力指數(shù)應大于1，并應防止出現(xiàn)新的綜合抗震能力指數(shù)突變的樓層，即加固后本層的受剪承載力不得大于相鄰下一層的20%，當超過時，應同時增強下一層的抗震能力直至滿足要求。

最終確定了加固方案：

1.靜力不足的構件局部加固處理，抗震不足進行體系加固。

該房屋由于縱向開洞較多，故主要是縱向抗震承載力不足，加固方式采用了底部幾層內走廊縱墻全部加固的方式進行，這樣既避免了從建筑外部加固外墻時大量開挖基礎對外部通行的影響，也減少了從房屋內部加固外墻時對每間房屋原有水磨石地面的破壞。

2.橫墻依據(jù)分散間隔均勻分布的原則選擇進行加固，最終樓層縱橫向綜合抗震能力指數(shù)都大于1，且相鄰上一層的樓層受剪承載力不超過下一層的20%以避免出現(xiàn)薄弱層或薄弱層轉移。

這樣既受力合理又統(tǒng)籌布局，對房屋的布局和使用面積影響最小，造價也不高。

具體加固方式為：

1.縱向抗震能力不足，對部分墻體依據(jù)抗震承載能力不足的程度分別進行70mm厚鋼筋混凝土板墻加固或50mm厚鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固，這些部位主要為走道兩側墻體以及少數(shù)橫墻，且加固范圍隨著樓層的增高而減少。

2.對護士站等開大洞部位除了進行局部增設鋼筋混凝土框加強加固外，對該樓層綜合抗震能力進行重新評估并重新統(tǒng)籌加固。

3.原洞口高度改變處增設鋼筋混凝土過梁；原門洞封堵時進行結構封堵；新開門洞需要考慮靜力以及整體考慮樓層綜合抗震能力，在增設鋼筋混凝土過梁的基礎上進行墻體加固處理。

4.改為檔案室部位的樓板和鋼筋混凝土大梁進行增大截面加固，該部位一層磚墻采用70mm厚鋼筋混凝土板墻加固，板墻設置了與原墻體同深的基礎，圖3是其中一部分結構加固平面示意圖。

圖3 某段一層結構加固平面示意圖

5.為保持原有的水磨石地面，墻體加固剔鑿時采用人工作業(yè)，并采取相應的保護措施，最終加固只影響了靠近加固墻體的20厘米左右寬條帶的水磨石，其余的大面積的水磨石樓地面都得到了很好的保護。

本項目抗震加固改造 “重”點是加固時要兼顧結構安全和醫(yī)院建筑平面布局和流程以及配合機電設備的布置和位置預留。由于醫(yī)療流程的嚴格要求，醫(yī)療用房的房屋布局、面積、洞口尺寸等都有相應的規(guī)定，結構師多次有針對性地和建筑師以及使用方進行密切溝通和切磋配合，使得房屋真正達到既滿足國家相關標準對于結構安全的要求，更滿足醫(yī)院的醫(yī)療流程和使用要求。隨著建筑方案布局的調整，結構加固也相應做過多次的調整和修改，并且由于現(xiàn)場平面布置以及洞口位置和尺寸與竣工圖有差異，結構設計人員配合建筑師進行現(xiàn)場逐一細致的構件實地測量，反映到施工圖中；醫(yī)院的機電設備因為其復雜的醫(yī)療功能等本身就比其他公共建筑復雜，加之原建筑設備圖紙嚴重缺失，而且設備管道經(jīng)過若干次沒有圖紙的改造，因而改造難度相當大。為了使設備洞口預先預留避免后鑿以保持結構加固的完整性和有效性，結構師配合設備師多次深入工地上鉆吊頂、下潛地溝、并找相關人員了解情況，在充分透徹掌握了房屋現(xiàn)場的機電設備情況后，結構師進行了相應的設備洞口的處理，確保了結構加固的完整性和牢固性，也間接降低了造價。

加固改造的 “難”點是如何能做到不大面積影響使用功能即做到邊施工邊使用。結構加固前應盡量卸掉上部所有活荷載。因醫(yī)院建筑多數(shù)用房緊張、難以周轉，故本次改造提出利用變形縫將加固施工分成幾段，采用分段實施、輪流周轉的方案，使加固施工只影響局部區(qū)域，其他區(qū)域仍然運行，但需要施工做好圍擋及隔音措施，單位合理安排施工時間，盡可能減少噪聲，有噪聲的安排在遠端和白天，另外院方也需制定相應管理措施，科學安排病人，并做好病人及家屬的思想工作，這點確實很難。

項目實施流程及效果

（一）實施流程

該房屋的實施主體是建設單位，也是產(chǎn)權單位、業(yè)主。確定需改造后，首先進行了結構安全鑒定和抗震鑒定，之后通過公開招投標方式分別確定設計單位、施工單位、監(jiān)理單位。

建設單位委托設計單位依據(jù)批復投資進行施工圖設計。設計單位需嚴格按照初步設計批復的規(guī)模、標準和投資概算進行限額設計，確保施工圖預算不突破初步設計概算，從源頭上控制投資，同時，盡量壓縮和減少暫估價和暫定項目。施工圖通過審查機構審查與消防審核。加固施工首先需要辦理開工證，并實行分段分區(qū)施工，先卸載后加固，接著進行設備管線更新、裝修等。該項目在實施過程中，建設單位嚴格執(zhí)行基本建設程序，在施工過程中充分利用并發(fā)揮好各參建單位（包括設計單位、施工單位、監(jiān)理單位）的作用，并配合質檢部門及時做好工作的質量檢查和驗收記錄。

（二）工程實施效果

該項目已竣工，結構經(jīng)過合理加固后滿足抗震設防烈度8度區(qū)、后續(xù)使用年限為30年的承載力要求，建筑外觀既美觀大方又不失古典優(yōu)雅，平面布局功能流暢，并滿足節(jié)能、消防、無障礙設施等的要求，各種機電設備正常運行，無障礙設施盡顯人性化關懷，辦公場所窗明幾凈，這所具有50多年的老建筑在參建各方的共同努力下重新煥發(fā)了勃勃生機（圖4）。

圖4 項目加固實效情況

總結

該項目能在醫(yī)療用房緊張、周轉困難的前提下克服重重困難加固改造成功，其主要經(jīng)驗一是首先有著齊全合理的項目組織機構進行項目統(tǒng)籌協(xié)調和合理計劃管理，保證建設單位、設計單位、施工單位、監(jiān)理單位等參建各方的共同攜手、通力合作非常重要；二是由政府承擔抗震加固及綜合改造的資金,解決了項目經(jīng)費問題，另外項目申報前期深入調研，合理確定項目內容和合理資金需求，保證資金申報中不遺漏不重復，這是項目能夠實施的資金保障；三是嚴把工程質量關,優(yōu)選工程建設參與單位,堅持工程建設高標準,加大巡查抽查頻次；四是建設單位管理有力，由于原建筑竣工圖與現(xiàn)場多處不符，在項目實施過程中，當遇到拆除吊頂隔墻等非結構構件后，發(fā)現(xiàn)與測繪的圖紙有出入時，建設單位立即組織各參建方進行及時會商，確保在最短時間內調整實施方案，保證了工程如期完成；另外由于醫(yī)院用房緊張，需要邊施工邊使用，建設單位在做好病房的隔音工作以及安撫病人等協(xié)調事宜中起著舉足輕重的作用。

對于加固改造項目，政府協(xié)調發(fā)展改革、國土、規(guī)劃、消防等部門在符合工程建設法律法規(guī)前提下，簡化了綜合改造工程審批手續(xù)、縮短了辦理時間，這些舉措是項目得以實施的有力保障。