舊廠房改造再利用探析——加固技術(shù)運(yùn)用分析

■蔡耀增 ■廈門特運(yùn)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，福建 廈門 361000

由于過去我國城市規(guī)劃和功能布局不合理，許多舊廠房臨近城市生活區(qū)，在城市化進(jìn)程中，這些以往相對偏僻的老廠區(qū)變成了炙手可熱的黃金地段。工業(yè)廠房由于保存價(jià)值不高，往往擺脫不了拆除重建的命運(yùn)，被拆除的不僅僅是建筑，還有建筑背后蘊(yùn)含時(shí)代背影和文化意義。如何對大量近代廢舊廠房進(jìn)行再次開發(fā)和利用，具有重要的社會(huì)意義。本文以枋湖公共交通樞紐中心改造工程為例，進(jìn)行分析總結(jié)，為同行提供借鑒。

1 舊廠房改造的意義

“產(chǎn)業(yè)類歷史建筑在城市發(fā)展歷程上具有重要的歷史地位，他們曾經(jīng)是城市的重要組成部分，其中不少建筑還是一定時(shí)期產(chǎn)業(yè)文化的典型代表。”［1］因此舊廠房改造再利用意義重大。

1.1 社會(huì)意義

我國目前正在倡導(dǎo)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，環(huán)境友好型社會(huì)。由于舊廠房當(dāng)年建造時(shí)已經(jīng)對環(huán)境造成了一次污染，如果推倒重蓋，勢必在拆除中不可避免的產(chǎn)生城市噪音，造成空氣污染，更重要的是拆除后的建筑垃圾不能再次利用或者自然降解。廢舊廠房的改造再利用將使上述問題迎刃而解。

1.2 經(jīng)濟(jì)效益

舊廠房的改造再利用一方面盤活了公共資源，在寸土寸金的城市更加體現(xiàn)了地塊的稀缺價(jià)值;另一方面廢舊工業(yè)廠房在改造成本上較新建建筑節(jié)約了三分之一到四分之一。

2 舊廠房改造加固技術(shù)比較

國內(nèi)外廠房改造的成功案例不少，如“廣東中山岐江船廠改造，當(dāng)?shù)卣小氨Ａ?、再利用和再生”的理念，在尊重歷史的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新運(yùn)用，打造成適合人們休閑游玩的岐江公園”［2］加固技術(shù)是舊廠房改造中最常運(yùn)用到的技術(shù)之一，除了基礎(chǔ)加固以外，有如下幾種加固方法:

(1)加大截面。優(yōu)點(diǎn):可靠性好，提高承載力、剛度大。缺點(diǎn):施工周期長，增加結(jié)構(gòu)自重，增加地基基礎(chǔ)永久荷載，減少了使用空間。

(2)濕式外包鋼加固。優(yōu)點(diǎn):施工簡單，工作量不大，結(jié)構(gòu)受力也比較可靠，又可以較大幅度的增大承載力。缺點(diǎn):不適用于混凝土強(qiáng)度低的情況。

(3)碳纖維加固。優(yōu)點(diǎn):材料自中小，抗拉強(qiáng)度高，抗腐蝕性能強(qiáng)，施工方便。缺點(diǎn):對結(jié)構(gòu)剛度提高不明顯，材料成本較高，防火性能差，耐久性差。

(4)體外預(yù)應(yīng)力加固。優(yōu)點(diǎn):對結(jié)構(gòu)剛度和承載力提高較為明顯。缺點(diǎn):受現(xiàn)場和構(gòu)建情況影響大，施工非常麻煩，錨固端安全性低，成本高。

(5)鋼絞線網(wǎng)片—聚合物砂漿加固。優(yōu)缺點(diǎn)基本和碳纖維加固一致，但防火性能和耐久性能得到很大提高。

3 舊廠房改造加固技術(shù)運(yùn)用

3.1 工程概況

廈門鍛壓機(jī)床總廠第一聯(lián)合廠房位于廈門湖里區(qū)，該建筑主廠房為單層裝配式廠房，東、西側(cè)輔助間為三層鋼筋混凝土框架建筑，于1998 年建成。廠房后加夾層為單層鋼筋混凝土框架建筑，于2007 年建成。該建筑主廠房屋架原設(shè)計(jì)采用的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(TJ 11-78)，大型屋面板采用1974 年標(biāo)準(zhǔn)圖，主廠房排架部分及東、西兩側(cè)輔助間原設(shè)計(jì)采用的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ 11-89)，原設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度為7 度(近震)，原抗震設(shè)防類別為丙類;夾層部分原設(shè)計(jì)采用的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011-2001)(2001 版)，原設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度為7 度(0.15g)，原抗震設(shè)防類別為丙類。該建筑平面長約188m，寬約174m，建筑檐口高為15.850m，總建筑面積約30000m2。該建筑主廠房為單層裝配式廠房，屋架為預(yù)應(yīng)力混凝土平行弦屋架，屋蓋采用預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板;夾層部分及東、西兩側(cè)輔助間均為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓(屋)面層為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，基礎(chǔ)均采用柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，基底持力層均為粉質(zhì)粘土和殘積粉質(zhì)粘土，其地基承載力特征值為220kPa。現(xiàn)欲將該建筑主廠房及夾層部分改造為枋湖公共交通樞紐中心，依據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223-2008)中第3.0.2條和5.3.4 條的規(guī)定，一級長途汽車站客運(yùn)候車樓的抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類別(乙類設(shè)防)，即按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)抗震措施，按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用;東、西輔助間的抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類別(丙類設(shè)防)，按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用。因此，本工程主廠房及夾層部分抗震設(shè)防類別為乙類建筑、其后續(xù)使用年限為30 年，抗震鑒定按照A 類建筑進(jìn)行;東、西輔助間抗震設(shè)防類別為丙類建筑，其后續(xù)使用年限為30年，抗震鑒定按照A 類建筑進(jìn)行。

3.2 存在問題

根據(jù)《抗震鑒定報(bào)告》結(jié)果和設(shè)計(jì)要求，原有舊廠房存在如下問題:(1)主廠房屋架設(shè)置、構(gòu)件連接以及支撐系統(tǒng)等不滿足規(guī)范要求。(2)主廠房圍護(hù)粘土磚墻及女兒墻的設(shè)置不滿足規(guī)范要求。(3)夾層變形縫的設(shè)置不滿足規(guī)范要求。(4)夾層部分框架柱加密區(qū)箍筋配置不滿足規(guī)范要求。(5)東、西輔房部分梁和樓板承載力，個(gè)別柱承載力不滿足規(guī)范的要求。

3.3 加固措施

通過以上幾種常見加固方法比較，我們很容易就可以淘汰第三(碳纖維加固)和第四種(體外預(yù)應(yīng)力加固加固方法)，理由:碳纖維加固防火性和耐久性能太差，不適用于大型公用建筑;體外預(yù)應(yīng)力加固方法對本案中的獨(dú)立排架柱結(jié)構(gòu)不適用且安全性能無法保證。因此結(jié)合實(shí)際情況，本項(xiàng)目采用如下加固方案:(1)主廠房:對不滿足抗震承載力要求的框架柱，框架柱基礎(chǔ)上部采用加大柱頭截面尺寸，柱身至樓板采用濕式外包鋼法進(jìn)行加固。相關(guān)施工如圖1 所示;(2)東西輔助用房:①對框架柱和梁采用鋼絞線網(wǎng)片—聚合物砂漿復(fù)合層進(jìn)行加固;②對懸臂挑梁(走廊)下部采用增設(shè)槽鋼加固，以增強(qiáng)槽鋼翼緣受壓穩(wěn)定性，綴條寬度按靠近挑梁根部加寬的原則設(shè)置。槽鋼與混凝土梁底采用聚合物砂漿粘結(jié)，便于施工及提高粘結(jié)可靠性。聚合物砂漿M45、水泥砂漿M10。如圖2，圖3。

圖1 JGZ3 加固詳圖

圖2 現(xiàn)澆樓板板頂加固祥圖

圖3 現(xiàn)澆樓板板底加固祥圖

圖4 鋼絞線網(wǎng)片—聚合物砂漿復(fù)合層施工現(xiàn)場(輔助房)

3.4 施工中應(yīng)注意和把握的細(xì)節(jié)

(1)濕式外包鋼法:①在施工前務(wù)必清理干凈砼表面的粉刷層，對松動(dòng)的混凝土應(yīng)鑿除直到露出堅(jiān)硬砼面。可用壓縮空氣進(jìn)行除屑及除塵，再用丙酮或者工業(yè)酒精清洗干凈。②對一般裂縫可采用表面填充密封、壓力注漿和注射法進(jìn)行處理。對于鋼筋銹脹裂縫部位要特別處理，順裂縫處將鋼筋保護(hù)層鑿除，露出鋼筋及堅(jiān)硬混凝土面，用不銹鋼絲將鋼筋鐵銹去除，露出光面，用壓縮空氣除屑及粉塵，再用丙酮或者工業(yè)酒精擦拭干凈(周邊堅(jiān)硬混凝土面一并處理)。鋼筋表面涂刷阻銹劑，再用環(huán)氧砂漿對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，待環(huán)氧砂漿硬化后進(jìn)一步打磨平整。③施工過程中還應(yīng)對型鋼表面處理及固定、封閉處理、埋設(shè)灌漿嘴、通氣試驗(yàn)、灌膠等施工步驟逐步檢查、核實(shí)。待施工完畢用小錘輕敲，檢查是否有空鼓部位。

(2)鋼絞線網(wǎng)片—聚合物砂漿加固:①將加固區(qū)的抹灰層清除干凈，若發(fā)現(xiàn)存在裂縫按上面濕式外包鋼法的處理方式處理即可。②對加固部位的砼表面采用角磨機(jī)進(jìn)行打磨處理，露出新鮮砼面，用壓縮空氣清理干凈表面粉塵，然后用丙酮擦洗干凈剔鑿后的砼表面。對凹陷部位用滲透性聚合物進(jìn)行修補(bǔ)。③對鋼絞線網(wǎng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行從端頭至末端順序逐段鉆孔錨固，使鋼絞線網(wǎng)經(jīng)緯方向張緊，不松弛。④保持新鮮砼面的潔凈，同時(shí)涂刷界面劑。一般噴涂施工1～2 次，厚度不超過2MM。⑤聚合物砂漿分層壓抹，每次壓抹厚度應(yīng)適合施工操作要求，第二次壓抹應(yīng)以手觸上次壓抹不粘手為依據(jù);當(dāng)壓抹厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)要做好壓抹收光，收光后的半小時(shí)至4 小時(shí)內(nèi)應(yīng)對施工面進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，最少7 天以上實(shí)行濕潤養(yǎng)護(hù)，同時(shí)應(yīng)做好成品保護(hù)，防止受到外力沖擊而產(chǎn)生破壞。

4 結(jié)束語

本文中濕式外包鋼法與鋼絞線網(wǎng)片—聚合物砂漿加固法在枋湖公共交通樞紐中心改造工程取得了顯著的成效(目前已良好運(yùn)行了4 年了)。對一般性工業(yè)廠房進(jìn)行改造和再利用，為建設(shè)資源發(fā)展循環(huán)型社會(huì)提供一條可行之路。我堅(jiān)信隨著人類對材料科學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等建筑科學(xué)的不斷研究和探索。新的材料和加固技術(shù)必將不斷地運(yùn)用在建筑這一古老而又充滿魅力的行業(yè)，使之煥發(fā)出新的青春活力。

［1］何禮平，應(yīng)四愛.工業(yè)廢舊建筑改造再利用的本體因素分析及改造原則［J］.工業(yè)建筑，2006(8):35-36.

［2］殷文慧.國內(nèi)舊工業(yè)建筑改造現(xiàn)狀與分析［J］.沿海企業(yè)與科技，2000(9):23-24.