既有建筑抗震加固與節(jié)能改造技術(shù)分析

李建軍

（天津大學建筑設計研究院，天津 300073）

當前我國很多地區(qū)都存在數(shù)量龐大的抗震設防不達標的老舊建筑工程，這些建筑會隨著城鎮(zhèn)化的改造和發(fā)展而逐步拆遷，還有些是進行必要的加固和改造施工，但是加固施工的成本通常比較高，與新建的結(jié)構(gòu)存在明顯的差異。對于當前的建筑進行加固改造，就需要采取合理有效的措施來處理新老結(jié)構(gòu)和部件的連接不穩(wěn)定問題，這樣在具體的實施階段必然會給結(jié)構(gòu)部件造成比較大的損害。從實際情況來看，只要是進行了加固改造的建筑，就會存在比較嚴重的質(zhì)量隱患。如果不能采取科學合理的處理措施，會造成比較嚴重的安全事故，威脅人們的生命安全。鑒于我國城市發(fā)展實際情況，對既有建筑進行抗震加固和節(jié)能改造是非常重要的工作，必須選擇更加有效的加固與節(jié)能改造的一體化處理措施，進而促進既有改造效果的提升。

1 既有建筑抗震加固與節(jié)能改造發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 既有建筑抗震加固發(fā)展現(xiàn)狀

既有建筑抗震加固的發(fā)展主要分為3個階段。

（1）探索階段主要是總結(jié)出加固原理和具體方法，并且掌握抗震加固的必要性。

（2）我國開始逐步建立抗震加固標準，提出整體性的工作目標。

（3）綜合發(fā)展階段很多先進技術(shù)、材料和工藝被應用到既有建筑抗震加固和節(jié)能改造中。目前，最為主要的方式就是直接加固和間接加固，而很多既有建筑并未進行抗震加固設計，對此，還需要深入研發(fā)，以更好地促進整個領域的全面發(fā)展。

1.2 既有建筑節(jié)能改造發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國的節(jié)能環(huán)保理念逐漸成為社會的主流，我國對于資源和能源的使用也更加重視，所以很多建筑都具備較強的節(jié)能效果，尤其來很多的先進施工技術(shù)應用到工程中，能夠從根本上實現(xiàn)能源的節(jié)約，達到綠色環(huán)保的效果。目前，我國建筑節(jié)能發(fā)展水平得到了很大的提升，但是從整體發(fā)展的角度來看，區(qū)域不平衡的現(xiàn)象依然比較嚴重。因為建筑標準實施的時間問題，很多建設時間比較早的建筑項目并沒有進行節(jié)能設計，所以當前我國很多地區(qū)的建筑能耗都是比較大的。從單位耗能的角度分析，屋頂?shù)哪芎目梢赃_到發(fā)達國家的2.5～5.5倍，外墻為4～5倍，外窗為1.5～2.2倍。因此，我國的節(jié)能形勢非常嚴峻，再加上我國目前并沒有建立完善的節(jié)能技術(shù)標準和管理規(guī)范，傳統(tǒng)的建筑標準也比較落后，導致建筑工程領域的節(jié)能改造工程量巨大。

2 既有建筑抗震加固與節(jié)能改造一體化技術(shù)的應用

既有建筑抗震加固與節(jié)能改造一體化技術(shù)是在當前的抗震減災和節(jié)能的標準的基礎上研發(fā)和應用的，從建筑項目的設計、施工、驗收等多個環(huán)節(jié)出發(fā)來實現(xiàn)抗震加固與節(jié)能改造。該技術(shù)在應用中有著非常好的效果，可行性和實踐性比較高。

2.1 可行性分析

（1）技術(shù)的特點能夠應用到當前我國的既有建筑抗震加固與節(jié)能改造的初期階段。當前，我國的抗震加固與節(jié)能改造的形勢是非常嚴峻的，應用抗震加固與改造一體化技術(shù)能夠在很大程度上滿足該方面的要求，可以更好地促進建筑工程領域的全面發(fā)展。該技術(shù)體系內(nèi)有工程勘探、設計、圖紙、驗收等多個環(huán)節(jié)，能夠及時地發(fā)現(xiàn)既有建筑在設計方面存在的缺陷，根據(jù)當前建筑的總體性能，制定出標準化的管理方法，更好地實現(xiàn)建筑加固和節(jié)能標準，并能夠?qū)崿F(xiàn)工作流程的簡化，以更好地促進建筑改造效率的全面提升。

（2）技術(shù)施工過程具備方便性。在具體施工環(huán)節(jié)，不需要將抗震加固施工與節(jié)能改造施工分開施工，可以采用一體化同步施工的方法施工，這種施工方式具備很強的方便性。

（3）經(jīng)濟效益非常明顯。利用抗震加固與節(jié)能改造可以從建筑使用的設計情況出發(fā)來合理地進行規(guī)劃與設計，使得整個系統(tǒng)變得科學與合理，也能夠避免因為施工階段的工期安排不合理而出現(xiàn)的施工工序混亂的問題，使得工程的造價得到大幅下降。

（4）減少準備工作。不管是進行建筑抗震加固還是進行節(jié)能改造，都應該在工程開始前進行必要的現(xiàn)場勘探和分析，建筑加固與改造聯(lián)合的施工的工作模式能夠減少項目準備環(huán)節(jié)的工程資料整理以及工程的改造方案論證等準備工作。

2.2 工程施工實踐

既有建筑抗震加固與節(jié)能改造一體化技術(shù)在具體的施工中包含了很多的施工環(huán)節(jié)，任何一個環(huán)節(jié)都會給最終的施工效果造成直接的影響。下面以某工程為例進行分析，以了解該技術(shù)的實踐應用效果。

（1）工程概況。某小區(qū)居民樓投入使用的時間比較長，整體性能比較差，采用一體化方式來進行改造，總建筑面積共約16.8萬m2。因為該住宅項目的具體特征比較明顯，且小區(qū)內(nèi)部各個樓梯結(jié)構(gòu)都是比較相似的，現(xiàn)以其中一幢樓作為研究分析對象。該建筑總高18.5m，層高3.3m，南北朝向；主體結(jié)構(gòu)是磚混結(jié)構(gòu)，M5混合砂漿是主要的施工材料，磚墻厚度240mm。根據(jù)設計方案可以了解到，該建筑的安全等級為Ⅱ級，抗震設防烈度8度，設計使用年限50年。

（2）抗震強度和節(jié)能鑒定。①當前的建筑地面回填密實度性能較好，不存在任何潮濕或者結(jié)構(gòu)損壞等嚴重的問題；②檢測墻體結(jié)果：頂層有輕微的裂縫，裂縫形式為橫向裂縫與斜向裂縫，這些裂縫出現(xiàn)的位置在樓梯間與門窗的位置，對于裂縫而言，最大的裂縫寬度為2mm，同時墻體連接位置還存在漏水現(xiàn)象；③從實地測量結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，頂點側(cè)移矢量呈現(xiàn)出不規(guī)律的變化形態(tài)，東部最嚴重，為15.4mm，但是也是在國家標準范圍內(nèi)（≤H/500即29.11mm）；④門窗洞口與承重墻體的間距為0.9m，沒有達到1.2mm的要求；⑤縱橫墻體與樓梯的角部位置上都設置有構(gòu)造柱，但是樓梯段上下部分的兩側(cè)沒有設置，不能達到設計標準的要求；⑥對熱工檢測數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，建筑朝向符合當前的標準要求。

（3）一體化施工改造方案。以一體化改造技術(shù)的實施情況和工作流程為出發(fā)點，充分了解各方面要素之后確定一體化改造方案。對于內(nèi)墻陽角、屋面外墻等結(jié)構(gòu)需要設置抗震加固結(jié)構(gòu)，采用噴射混凝土的加固方式，混凝土材料強度等級為C20，厚度為60mm，內(nèi)部設置鋼筋網(wǎng)片，其中鋼筋網(wǎng)片采用的鋼筋直徑為8mm，鋼筋間距控制在15～20cm。在樓梯的上下端的位置上增加一個構(gòu)造柱（截面面積大小為150mm×150mm），新加入的結(jié)構(gòu)部分與原樓層結(jié)構(gòu)的圈梁部分需要使用錨固連接的方式，以達到技術(shù)標準的要求。通過分析，節(jié)能改造項目采用外墻保溫系統(tǒng)施工，既有建筑外墻與屋面工程采用擠塑聚苯板外保溫結(jié)構(gòu)方式施工，門窗則采用保溫性能強的塑鋼門窗。

（4）一體化改造施工安排。按照一體化的改造施工方案的要求，明確了具體改造施工的工序和各項工作。從施工方案的角度出發(fā)，嚴格控制各個施工環(huán)節(jié)，不能存在嚴重違反工程施工情況的形式，從而可以保證所有的施工環(huán)節(jié)都能夠達到標準的要求。①植筋施工是否達到可靠性的要求，會給新舊連接性能造成較大的影響。因此，在植筋施工環(huán)節(jié)，要嚴格按照設計方案和技術(shù)標準來進行，保證規(guī)格、間距、數(shù)量等符合要求，不同位置上的植筋需要分別進行控制，保證其準確性和完善性合格。②為了能夠有效預防在鉆孔施工階段導致原結(jié)構(gòu)鋼筋的損壞問題，需要在鉆孔施工前盡量避讓原鋼筋的結(jié)構(gòu)，尤其是混凝土梁上的鋼筋材料，應該先鑿除周邊位置的保護層結(jié)構(gòu)，然后才能進行鉆孔施工。③植筋深度及直徑必須按照設計方案來確定，嚴格執(zhí)行施工方案。④成孔后，應該將孔內(nèi)進行全面的清理施工。對于單面植筋、穿越現(xiàn)澆樓板與新建設的梁、樓板等結(jié)構(gòu)需要灌入膠體材料，然后再插入鋼筋材料。⑤植筋施工需要在打孔開始前先將新舊結(jié)合面剔鑿出毛面，然后進行放線測量，從而可以防止在施工中植筋密度過大而導致原結(jié)構(gòu)部分不能進行剔鑿施工。噴射混凝土施工階段，嚴格按照施工方案和技術(shù)標準來進行?；炷潦┕げ牧闲枰褂脠鐾饧庸な┕し绞?，然后直接應用到施工現(xiàn)場內(nèi)。噴射面在正式施工前要進行全面的清理，保證不存在任何雜質(zhì)而影響噴射施工質(zhì)量；噴射過程中，應該通過相關的設備進行找平處理，保證表面的平整性合格。噴射技術(shù)人員要掌握足夠的施工技術(shù)，并組織開展技術(shù)交底工作。噴射回彈料應該限定在20%以內(nèi)，同時要及時清理干凈，并且將回彈量按需要摻入其他的施工材料中。噴射結(jié)束的4h后，就要灑水養(yǎng)生施工，還要做好記錄。合理地組織施工順序，嚴格按照施工方案進行施工，才能保證工程質(zhì)量的合格。

3 結(jié)束語

對既有建筑進行建筑抗震加固與節(jié)能改造是當前我國重要的工作，也是提升建筑總體水平的關鍵?；诖?，現(xiàn)代社會需要應用建筑抗震加固和節(jié)能改造一體化技術(shù)的實施方案，合理地安排各個施工工序，從而可以提升整體施工效果，發(fā)揮出建筑工程的重要作用，提升工程的總體性能。