淺析房屋加固改造施工技術(shù)的應(yīng)用

0 引言

當(dāng)前，由于人們生活水平的提升，人們對(duì)居住環(huán)境和居住安全也有更高的要求。對(duì)一些使用較久的房屋進(jìn)行改造加固，不僅能夠確保建筑物有更長(zhǎng)的使用壽命，同時(shí)也有助于提高人們生命財(cái)產(chǎn)安全的保障。針對(duì)杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓，迄今為止已經(jīng)使用了近五十年，原結(jié)構(gòu)構(gòu)件多有存在開裂、腐蝕、銹蝕、老化等情況，為了充分保障住院患者的安全，須對(duì)該樓進(jìn)行改造加固。

1 項(xiàng)目概況

杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓為磚砼結(jié)構(gòu)，每層的建筑面積約600平方米，四層共約2400平方米。由于該樓北側(cè)臨近的地鐵3號(hào)線及其地鐵站武林門站的施工，一至四層的墻體開裂現(xiàn)象和室內(nèi)外地坪的開裂現(xiàn)象也越來(lái)越嚴(yán)重。為了確保該房屋的使用安全，杭州市中醫(yī)院委托質(zhì)量檢測(cè)單位對(duì)該樓主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的檢測(cè)和簽定。質(zhì)量檢測(cè)單位通過(guò)對(duì)該房屋實(shí)地查勘檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)房屋的不均勻沉降、開裂、傾斜等有越來(lái)越嚴(yán)重的趨勢(shì)，建議對(duì)該房屋進(jìn)行加固改造。

2 房屋加固改造的原因

事實(shí)上，對(duì)于房屋的加固改造而言，原因是多方面的，主要包括：

第一，在舊房最初的設(shè)計(jì)規(guī)劃上，由于年代久遠(yuǎn)，當(dāng)時(shí)對(duì)于建筑施工設(shè)計(jì)所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)較低，隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，當(dāng)時(shí)的建筑標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)難以滿足目前居住者對(duì)建筑功能的使用需求。杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓作為一幢住院樓，在當(dāng)時(shí)的建設(shè)過(guò)程中，其所秉承的建筑標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能和當(dāng)前建筑標(biāo)準(zhǔn)和要求相契合。為此，這也就導(dǎo)致杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓在使用過(guò)程中可能會(huì)存在一些不利于住院患者居住安全的因素，需要對(duì)該建筑進(jìn)行改造加固。

第二，由于杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓始建于1980年代，在當(dāng)時(shí)無(wú)論是從施工條件還是從施工水平等角度來(lái)說(shuō)，依然存在較多的約束。隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，原來(lái)的建筑無(wú)論是從施工品質(zhì)，還是從應(yīng)用效益和安全角度來(lái)說(shuō)，都難以滿足飛速發(fā)展時(shí)代背景下，對(duì)建筑使用的需求。所以在這種情況下，對(duì)杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓進(jìn)行加固改造勢(shì)在必行。

第三，由于使用環(huán)境因素，導(dǎo)致原有的建筑結(jié)構(gòu)性能發(fā)生老化。杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓原本是用作住院樓，在使用的過(guò)程中，由于對(duì)住院環(huán)境保障的需求，病房?jī)?nèi)部長(zhǎng)期使用消毒水消毒，這也會(huì)對(duì)原本的建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的腐蝕。北側(cè)臨近的地鐵3號(hào)線建設(shè)，也是造成房屋不均勻沉降主要原因之一，綜上所述，杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓的加固改造成為必然。

房屋質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)6號(hào)樓舊樓加固改造前的安全評(píng)估報(bào)告，見表1。

表1 建筑安全性等級(jí)評(píng)定結(jié)果

3 房屋加固改造的原則和注意事項(xiàng)

在針對(duì)杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓進(jìn)行加固改造的處理上，首先是要對(duì)既有的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的分析和評(píng)估，了解其結(jié)構(gòu)布局以及主要的構(gòu)件情況，并對(duì)原有的建筑結(jié)構(gòu)布局以及構(gòu)件是否可靠、是否能夠契合當(dāng)前建筑施工需求進(jìn)行全面的評(píng)估和分析。因建筑結(jié)構(gòu)難以達(dá)到安全使用的要求，則需對(duì)杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓樓進(jìn)行有針對(duì)性的加固改造處理。

3.1 科學(xué)合理制定加固改造方案

在進(jìn)行杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓加固改造的過(guò)程中，其中最關(guān)鍵的一點(diǎn)是要做好相應(yīng)加固改造方案的設(shè)計(jì)?？茖W(xué)合理地進(jìn)行加固改造方案的選擇和設(shè)計(jì)，既可確保加固改造工程的品質(zhì)，也可確保加固改造工程有較為出色的應(yīng)用價(jià)值，更能確保加固改造項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

在對(duì)杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓進(jìn)行加固改造方案制定的過(guò)程中，既要參考此前的可靠性簽定結(jié)果，也要結(jié)合既有建筑物現(xiàn)狀，更要充分考慮加固改造的目的和使用使用需求，完成加固改造方案的設(shè)定。通過(guò)對(duì)原有建筑結(jié)構(gòu)布局的明確，針對(duì)改造前后的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，分析原有結(jié)構(gòu)情況，以及改造前后相應(yīng)構(gòu)件受力等，合理設(shè)計(jì)加固改造方案。在方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中，既要充分考慮到杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓改造后的具體用途，還要了解施工團(tuán)隊(duì)的施工水平以及場(chǎng)地情況，綜合全面進(jìn)行施工要素以及施工目標(biāo)的分析，綜合專家意見，最終確定最佳的加固改造方案。其中最關(guān)鍵的是做好相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的施工處理和把控，科學(xué)合理進(jìn)行構(gòu)造的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，確保不同節(jié)點(diǎn)均有均衡的受力，并保證在完成加固改造后的房屋有更為出色的建筑使用效果和安全保障。

3.2 科學(xué)把握核心改造環(huán)節(jié)，做好加固改造施工

杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓加固改造的一個(gè)關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)是加固施工。加固施工的操作，也是確保加固設(shè)計(jì)品質(zhì)保障，充分達(dá)到加固質(zhì)量控制的關(guān)鍵和核心所在。所以在針對(duì)杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓進(jìn)行加固施工設(shè)計(jì)上，要充分考慮到就醫(yī)、生活以及加固施工三者之間存在的關(guān)聯(lián)和影響，嚴(yán)格把控加固施工環(huán)節(jié)的操作。

因當(dāng)前施工場(chǎng)地的限制，原有房屋的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件對(duì)加固改造施工可能造成的干擾等，既要保障加固施工的效果，也要充分確保加固施工的品質(zhì)，必須科學(xué)合理進(jìn)行加固施工方法的篩選。在現(xiàn)場(chǎng)加固施工工作踐行上，應(yīng)充分確保精細(xì)施工，對(duì)于一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的施工工藝，須制定明確的施工標(biāo)準(zhǔn)和施工要求，強(qiáng)化施工品質(zhì)的把控。6號(hào)樓舊樓的加固改造，不僅僅是在完成部分卸荷狀態(tài)下施工，而且還會(huì)在一定程度上損傷原有的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。所以一定要重視對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工安全的控制，在施工前，要按高標(biāo)準(zhǔn)完成安全支撐工作，嚴(yán)防意外的發(fā)生。在完成加固改造后，由專門的管理部門或機(jī)構(gòu)，組織專門技術(shù)人員對(duì)加固改造的施工效果進(jìn)行評(píng)估和檢驗(yàn)，按照驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)流程完成項(xiàng)目的驗(yàn)收。

4 房屋加固改造的施工技術(shù)選擇

舊房加固改造的常見施工技術(shù)有多種，考慮到杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓的特殊場(chǎng)合，結(jié)合房屋自身的需求以及施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，從目前市場(chǎng)上的多種加固施工技術(shù)中選用了三種，分別為鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)、碳纖維加固技術(shù)、粘鋼加固技術(shù)。這三種加固施工技術(shù)的技術(shù)性能指標(biāo)和優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比表，見表2。

表2 三種加固施工技術(shù)性能指標(biāo)和優(yōu)缺點(diǎn)的綜合比較

由表1可以看出，碳纖維加固技術(shù)無(wú)需較大的操作空間，加固改造后新的荷載也是最小的，尤其是對(duì)周圍的影響小還不腐蝕，可實(shí)用性強(qiáng)，造價(jià)也不是非常昂貴，很適合于舊房的加固改造。所以6號(hào)樓病房加固改造最終也是選用了碳纖維加固施工技術(shù)。

5 碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用

碳纖維加固技術(shù)是利用碳纖維和結(jié)構(gòu)膠結(jié)成一整體，從而達(dá)到增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)功能的目的。碳纖維材料的強(qiáng)度和耐腐蝕性能都很強(qiáng)，可長(zhǎng)期使用。該技術(shù)施工時(shí)占地面積小，管理和操作都比較簡(jiǎn)單，易于施工人員接受和掌握。目前，無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，隨著生產(chǎn)碳纖維的企業(yè)越來(lái)越多，加速了碳纖維成本的降低，也更進(jìn)一步推動(dòng)了碳纖維材料性能的升級(jí)，從而使碳纖維加固技術(shù)越發(fā)普及。由于該技術(shù)實(shí)用性強(qiáng)且成本下降，越來(lái)越受到廣大建筑人員的喜歡。

5.1 施工準(zhǔn)備工作

結(jié)合設(shè)計(jì)施工圖紙，查看施工現(xiàn)場(chǎng)，做好“五通一平”工作。準(zhǔn)備施工材料，尤其是碳纖維布、結(jié)構(gòu)膠及其相應(yīng)的配套材料，同時(shí)還要做好進(jìn)場(chǎng)材料的復(fù)檢工作。碳纖維布、結(jié)構(gòu)膠必須有出廠合格證/檢測(cè)報(bào)告。碳纖維布性能指標(biāo)如表3所示。

表3 碳纖維布性能指標(biāo)

5.2 施工流程

碳纖維加固施工技術(shù)流程如圖1所示。

圖1 碳纖維加固施工技術(shù)流程

5.3 施工方法

5.3.1 表面處理

清理干凈混凝土表面的裝飾層并保持干燥，需將結(jié)構(gòu)構(gòu)件轉(zhuǎn)角的粘貼處，打磨成圓弧狀，圓弧半徑不小于20mm。見圖2。

圖2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件轉(zhuǎn)角處理

5.3.2 涂刷底膠

按產(chǎn)品供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定配制底層樹脂，將粘纖維面膠均勻涂抹于混凝土粘貼部位和碳纖維布上，拐角部位適當(dāng)多涂抹一些。

將涂好膠的碳纖維布，拉緊對(duì)齊后粘貼，用塑料刮板或滾筒，沿同一方向反復(fù)滾壓，直至膠料滲出。然后在碳纖維布外表面也均勻涂抹面膠，并反復(fù)滾壓，使結(jié)構(gòu)膠雙向充分浸潤(rùn)碳纖維布。在樹脂表面指觸干燥后立即進(jìn)行下一步工序施工。

在經(jīng)處理后的混凝土表面，應(yīng)均勻涂刷底膠，厚度應(yīng)≤0.4mm，同時(shí)不能出現(xiàn)漏涂或流淌、氣泡的現(xiàn)象。

5.3.3 補(bǔ)膠找平

混凝土表面有凹凸的部位應(yīng)修復(fù)平整，有縫隙部位也應(yīng)修補(bǔ)平整?；炷帘砻媾c修復(fù)面高差應(yīng)≤1mm。轉(zhuǎn)角處經(jīng)修復(fù)后圓弧半徑≥20mm。

5.3.4 浸膠涂布

配制好的浸漬膠，均勻涂刷于找平后結(jié)構(gòu)表層。

5.3.5 粘貼碳纖維布

根據(jù)設(shè)計(jì)要求裁剪碳纖維布長(zhǎng)度，待粘貼面被清理干凈和干燥后，粘貼碳纖維布，但碳纖維布和粘貼面之間應(yīng)密實(shí)，不應(yīng)有空氣。

碳纖維布若需搭接，搭接長(zhǎng)度不宜小于20cm。用專用的滾簡(jiǎn)順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時(shí)不得損傷碳纖維布，多層粘貼重復(fù)上述步驟但應(yīng)在纖維表面浸漬樹脂觸干燥后立即進(jìn)行下一層的精貼。在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂，需粘貼兩條碳纖維布時(shí)，應(yīng)連續(xù)粘貼，如不能連續(xù)粘貼，在開始粘貼前應(yīng)對(duì)底層碳纖維板從新做好清潔工作。若固化溫度25℃左右，3天即可負(fù)載使用，若固化溫度5℃左右，5天可負(fù)載使用。

5.3.6 表面防護(hù)

粘貼兩天后，表面粉刷水泥砂漿或噴砂保護(hù)。為利于批蕩界面的結(jié)合，在最外層膠初凝前，撒少量干凈粗砂或豆石。

5.3.7 質(zhì)量檢驗(yàn)

在材料進(jìn)施工場(chǎng)地之前，應(yīng)嚴(yán)格檢查碳纖維布及各種配套粘結(jié)材料的產(chǎn)品合格證和產(chǎn)品質(zhì)量出廠檢驗(yàn)報(bào)告，檢查各項(xiàng)材料的性能指標(biāo)是否符合規(guī)定要求。碳纖維布的實(shí)際粘貼位置偏差應(yīng)≤10mm，設(shè)計(jì)面積應(yīng)不大于實(shí)際粘貼面積。施工現(xiàn)場(chǎng)通常采用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維布表面的方法，檢查碳纖維布與混凝土之間的粘接質(zhì)量。對(duì)重要構(gòu)件也可采用載荷檢測(cè)，一般采用分級(jí)加載至正常荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，檢測(cè)結(jié)果較直觀、可靠，但費(fèi)用較高，需要準(zhǔn)備千斤頂或配重（常用沙袋、磚塊）、百分表、裂縫顯微鏡。

5.3.8 房屋加固改造的效果評(píng)估

在完成對(duì)應(yīng)的房屋加固改造施工后，為確保施工效益，還要做好相應(yīng)的加固改造施工驗(yàn)收和評(píng)估。通過(guò)驗(yàn)收評(píng)估的方式，檢驗(yàn)加固改造施工是否能夠契合加固改造的預(yù)期需求，了解在房屋加固改造施工過(guò)程中，是否有不足存在等。

綜上所述，杭州市中醫(yī)院6號(hào)樓舊樓經(jīng)過(guò)加固改造，安全性等級(jí)由Csu級(jí)升至Bsu級(jí)，可靠性達(dá)到《民用建筑可靠性簽定標(biāo)準(zhǔn)》GB50292-2015對(duì)Bsu的規(guī)定，可延長(zhǎng)6號(hào)樓舊樓的安全使用壽命至少30年，房屋的抗震性能等級(jí)也達(dá)到7級(jí)以上。不僅使原房屋經(jīng)過(guò)加固改造后有更為出色的使用效益，同時(shí)也可以確保在建筑加固改造施工上，始終能夠以最低的成本獲取最優(yōu)加固改造效益。

6 結(jié)論

通過(guò)本房屋加固改造工程的實(shí)例，深刻體會(huì)到碳纖維加固技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)，是其它傳統(tǒng)加固技術(shù)所無(wú)法比擬的。具體體現(xiàn)在：

①加固施工所需求的施工場(chǎng)地小，施工簡(jiǎn)便，無(wú)需大型施工機(jī)械及周轉(zhuǎn)材料。

②施工周期短，可實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍也廣。

③加固改造后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，耐久性好、抗腐蝕性強(qiáng)。

④本加固技術(shù)不僅造價(jià)合理，為城中心的舊房加固改造節(jié)省了大量的施工空間，也為舊房經(jīng)加固改造后盡快投入使用節(jié)約了大量時(shí)間，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。