某辦公樓加固改造工程設(shè)計(jì)與施工

李太勝

1 工程概況

中國人民大學(xué)附屬中學(xué)辦公樓為3層磚混結(jié)構(gòu)，由北京市建筑設(shè)計(jì)公司于1952年設(shè)計(jì)，建筑面積為1 816 m2，在1976年唐山大地震后進(jìn)行過結(jié)構(gòu)加固。該樓1層外墻厚為490 mm，內(nèi)墻厚為370 mm;2，3層外墻厚為370 mm，內(nèi)墻厚為240 mm。磚砌條形基礎(chǔ)，木結(jié)構(gòu)屋架。為延續(xù)建筑的使用功能，使舊的建筑煥發(fā)新的生命并確保結(jié)構(gòu)安全，對辦公樓重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固和建筑裝飾。

2 結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)技術(shù)

2． 1 結(jié)構(gòu)鑒定

加固設(shè)計(jì)前須對擬改造房屋進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性鑒定，主要依據(jù)GB 50292民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 50315砌體工程現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 50344建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，JGJ 125危險房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行檢測和鑒定，并出具鑒定報告。

2． 2 加固設(shè)計(jì)

1)基礎(chǔ)加固:本工程基礎(chǔ)為大放腳條形基礎(chǔ)，加固墻體時同步對基礎(chǔ)進(jìn)行加固，包括基礎(chǔ)墊層、放腳斷面及與墻體鋼筋網(wǎng)片的銜接等。采用加大放腳斷面法進(jìn)行加固，C20噴射混凝土，設(shè)置兩道化學(xué)錨栓加強(qiáng)混凝土與磚砌體的粘結(jié)。

圖1 洞口處加固設(shè)計(jì)圖

2)內(nèi)縱墻加固:采用鋼筋網(wǎng)C20噴射混凝土夾板墻加固法，單邊加固厚度50 mm，鋼筋網(wǎng)片φ8@200，洞口處及托梁處加固作法見圖1，圖2。

3)混凝土梁加固:抗彎采用粘鋼板加固，抗剪采用粘碳纖維布U形箍加固，見圖3。

4)樓板加固:板底粘貼碳纖維布加固，板面采用鋼板網(wǎng)細(xì)石混凝土加固，見圖4。

3 結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)

3． 1 粘貼碳纖維片材加固技術(shù)要點(diǎn)

1)定位放線。認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)施工圖，結(jié)合現(xiàn)場，彈出要加固部位的纖維位置線，為便于混凝土基層處理，每邊位置線應(yīng)適當(dāng)放大2 cm～3 cm。

圖2 托梁拆墻設(shè)計(jì)圖

圖3 典型梁加固圖

圖4 樓板加固大樣圖

2)結(jié)構(gòu)表面處理。對被加固構(gòu)件表面的浮渣、裝飾層及剝落、疏松、腐蝕等劣化混凝土予以清除;對于不平的地方，首先由人工剔鑿處理，然后用修復(fù)材料對其凹凸不平處進(jìn)行修復(fù);嚴(yán)重不平的地方，應(yīng)分多次修補(bǔ)。按設(shè)計(jì)要求，對存在的裂縫進(jìn)行灌縫或封縫處理。

用電動工具將被粘貼混凝土表面打磨平整，去除表面浮漿、油污等雜質(zhì)，打磨1 mm～2 mm，直至完全露出新的混凝土面。對轉(zhuǎn)角粘貼處進(jìn)行倒角處理，并呈圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20 mm。將打磨過的構(gòu)件表面，用無油壓縮空氣吹除粉塵，并保持表面清凈。

3)涂刷底層樹脂。采用人工或機(jī)械攪拌方法，將樹脂各組分分別攪拌均勻，使各組分無沉淀現(xiàn)象。按照一定的比例，將兩種樹脂混合在一起并加以攪拌。用滾筒將底層樹脂均勻抹于清潔的混凝土表面，不要漏刷，也不能太多。

4)找平處理。在底層樹脂表面指觸干燥時，就可以對基層進(jìn)行找平處理?；炷帘砻姘枷萏幱谜移讲牧咸钛a(bǔ)平整，且不應(yīng)有棱角。轉(zhuǎn)角處應(yīng)用找平材料修復(fù)為光滑的圓弧，半徑不小于20 mm。待找平材料表面指觸干燥時即可進(jìn)行下一步工序施工。

5)浸漬樹脂的配制與碳纖維的粘貼。按設(shè)計(jì)尺寸裁剪好碳纖維布，將浸漬樹脂液均勻地涂抹于所要粘貼的部位，用滾筒沿纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，并使浸漬充分浸透碳纖維布。重復(fù)上述步驟可以粘貼多層碳纖維布，在最后一層碳纖維布表面均勻涂抹一層浸漬樹脂。

6)養(yǎng)護(hù)、檢驗(yàn)。在樹脂固化期間，應(yīng)避免對碳纖維片材的擾動。在特殊環(huán)境下的結(jié)構(gòu)采用碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時，應(yīng)對碳纖維加固系統(tǒng)采取必要的保護(hù)措施。

3． 2 粘鋼加固施工技術(shù)

1)粘貼面處理?；炷撩鎽?yīng)鑿除粉飾層、油垢、污物，然后用角磨機(jī)打磨除去1 mm～2 mm厚表層，較大凹陷處用找平膠修補(bǔ)平整，打磨完畢用壓縮空氣吹凈浮塵，最后用棉布蘸丙酮拭凈表面，待粘貼面完全干燥后備用。

鋼板粘貼面應(yīng)用角磨機(jī)進(jìn)行粗糙、除銹處理，直至打磨出現(xiàn)光澤，使用前若潔凈僅用干布擦拭即可。否則可用棉布蘸丙酮拭凈表面，待完全干燥后備用。

2)加壓固定及卸荷系統(tǒng)準(zhǔn)備。加固構(gòu)件所承受的活荷載如人員、辦公機(jī)具宜暫時移去，并盡量減小施工臨時荷載。加壓固定宜采用千斤頂、墊板、頂桿所組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能產(chǎn)生較大壓力，而且加壓固定的同時卸去了部分加固構(gòu)件承擔(dān)的荷載，能更好的使后粘鋼板與原構(gòu)件協(xié)同受力，加固效果最好，施工效率較高。

3)膠粘劑配制。建筑結(jié)構(gòu)膠為A，B兩組分，取潔凈容器和稱重衡器按說明書配合比混合，并用攪拌器攪拌約5 min～10 min至色澤均勻?yàn)橹埂?/p>

4)涂膠和粘貼。膠粘劑配制好后，用膩刀涂抹在已處理好鋼板面上(或混凝土表面)，膠斷面宜呈三角形，中間厚3 mm左右，邊緣厚1 mm左右，然后將鋼板粘貼在混凝土表面，用準(zhǔn)備好的固定加壓系統(tǒng)固定，適當(dāng)加壓，以膠液剛從鋼板邊縫擠出為度。

5)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)時可用小錘輕擊粘貼鋼板，從音響判斷粘貼效果，也可采用超聲儀檢測。若錨固區(qū)有效粘結(jié)面積少于90%，非錨固區(qū)有效粘結(jié)面積少于70%，應(yīng)剝離鋼板，重新粘貼。

對重要構(gòu)件也可采用載荷檢驗(yàn)，一般采用分級加載至正常荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，檢測結(jié)果較直觀、可靠，但費(fèi)用較高，耗時也較長。

6)防腐保護(hù)。加固后鋼板宜采用20 mm厚M15水泥砂漿抹面保護(hù)，也可采用涂防銹漆保護(hù)，以避免鋼材的腐蝕。

3． 3 噴射混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

3．3．1 材料要求

噴射混凝土所使用的原材料必須符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，應(yīng)優(yōu)先采用硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級應(yīng)不低于32．5;細(xì)骨料應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久性好的中粗砂，細(xì)度模數(shù)不宜小于2．5，砂子含水率宜控制在5%～7%;粗骨料應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久性好的卵石或碎石，粒徑不應(yīng)大于12 mm。

3．3．2 加固砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面處理

清除砌體結(jié)構(gòu)表面裝飾層，并對受侵蝕砌體或疏松灰縫進(jìn)行處理，灰縫的處理深度宜為10 mm;當(dāng)結(jié)構(gòu)加固部位的配筋有銹蝕現(xiàn)象時，鋼筋表面應(yīng)除銹。

3．3．3 其他技術(shù)要點(diǎn)

噴射混凝土前支設(shè)邊框模板，邊框模板要安裝牢固;在大面積加固時設(shè)置噴射厚度標(biāo)志其間距宜為1 000 mm～1 500 mm。噴射混凝土前對空壓機(jī)噴射機(jī)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)檢驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后應(yīng)對混凝土拌合料輸送管道進(jìn)行送風(fēng)試驗(yàn)，對水管進(jìn)行通水試驗(yàn)，不得出現(xiàn)漏風(fēng)、漏水情況。在噴射作業(yè)前檢查結(jié)構(gòu)加固配筋與錨固件的連接是否牢固可靠。噴射作業(yè)應(yīng)按施工技術(shù)方案要求分片、分段進(jìn)行，且按先側(cè)面、后頂面的噴射順序自下而上施工。

4 結(jié)語

房屋加固改造有其自身特點(diǎn)，某些方面施工難度、技術(shù)含量還高過新建房屋施工。通過結(jié)構(gòu)加固改造和建筑裝修和電氣、設(shè)備的更新改造，古老的建筑物以內(nèi)實(shí)外美的形象又擔(dān)負(fù)起了新的歷史使命，開始了新的征程。

［1］ CECS 25∶90，混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范［S］．

［2］ GB 50376-2006，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［3］ GB 50292-1999，民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)［S］．

［4］ 唐業(yè)清．建筑物改造與病害處理［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2000．