舊房改造工程中建筑工程技術(shù)運用分析

張大森

（白銀市第一建筑工程有限公司，甘肅 白銀 730900）

舊房改造是一項系統(tǒng)化的工程任務，由于以往的傳統(tǒng)房屋建筑的工程技術(shù)相對來說比較落后，因此在其接近使用年限壽命時，房屋的主體框架力學模型將會出現(xiàn)荷載穩(wěn)定性能的損失。另一方面，過去房屋建筑工程由于抗震性能設計上存在缺陷問題，導致極容易受到地質(zhì)災害影響而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷，嚴重時甚至會引起房屋主體開裂、變形或垮塌。因此出于建筑資源利用率最大化的目的，對老舊的房屋建筑實施工程改造是十分必要的，在舊房改造工程中合理利用建筑工程技術(shù)，就是通過優(yōu)化材料配給的方法實現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)補強，以最小的消耗成本顯著提升房屋建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能。

1 舊房改造工程的意義與功能

舊房改造工程又叫作“舊房翻新”，用目前的建筑工程技術(shù)眼光來看待以往傳統(tǒng)的房屋建筑工程會發(fā)現(xiàn)，其許多老舊的房屋在經(jīng)過高年限使用后，都會出現(xiàn)建筑材料退化老化導致的質(zhì)量問題。例如建筑墻體侵蝕損壞、墻壁蒙皮脫落、電氣與給排水管線軟化破裂以及建筑外墻結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能失效等，而舊房改造主要是實現(xiàn)如下幾方面的功能：

1.1 恢復結(jié)構(gòu)安全性

一是恢復或提高房屋建筑的結(jié)構(gòu)安全性，房屋建筑在其使用壽命期限內(nèi)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性必然會出現(xiàn)損失，即使是如今較為先進的建筑工程也是如此。但以往傳統(tǒng)的工程技術(shù)由于材料技術(shù)條件不高，因此房屋主體的框架承重體系很容易出現(xiàn)構(gòu)件開裂、變形的問題，所以荷載性能失效的速度往往是現(xiàn)代建筑工程的幾倍。因此舊房改造工程最基本的目的，就是采取材料加強或置換的工程技術(shù)手段，將房屋的結(jié)構(gòu)性能恢復至以往的新房水平，甚至在此基礎上超越房屋建筑的理論設計性能。

1.2 提高居住使用質(zhì)量

二是改善房屋建筑工程的居住使用質(zhì)量，舊房工程中由于建筑材料質(zhì)量與施工工藝水平受到物質(zhì)條件與技術(shù)理論的限制，導致其實際使用質(zhì)量性能不高。例如房屋圍擋結(jié)構(gòu)經(jīng)常會出現(xiàn)滲水、裂縫，使得建筑內(nèi)部與外部無法實現(xiàn)“熱隔離”與“噪聲隔離”功能。就以常見的外墻保溫施工為例，它的主要改造目的就是避免建筑圍擋結(jié)構(gòu)的熱流失問題，降低房屋建筑空調(diào)采暖的生活能耗。

1.3 延長房屋建筑的實際使用壽命

通常情況下房屋建筑工程的使用壽命均在50~100年，而過去的房屋建筑壽命期可能略短一些。房屋建筑的使用壽命確認，是以其主體工程構(gòu)件的失效情況為準的，當負責房屋承重荷載的某些構(gòu)件性能無法滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定需求時，就視為該房屋建筑到達壽命。但在舊房工程中所有的構(gòu)件并不是同時失效的，若因某些構(gòu)件壽命期較短就將整個建筑工程直接廢棄處理，顯然是不符合經(jīng)濟適用性原則的。因此舊房改造的一個關(guān)鍵作用是對壽命期較短的構(gòu)件進行強度與性能的加強，使其與剩余壽命期較長的工程構(gòu)件相匹配適應，合理提升房屋建筑的實際使用年限。

1.4 增強房屋建筑的抗震性能

舊房改造工程的對象以20世紀六七十年代的建筑項目居多，當時由于多數(shù)地區(qū)均屬于6度以下的地震區(qū)，所以在當時的舊房工程建設中，并未對建筑抗震性能引起過多重視，因此許多舊房工程中并未出現(xiàn)針對城市地震災害采取針對性的抗震設計。而到了20世紀70年代以后，我國地質(zhì)災害的爆發(fā)頻率逐漸增加，許多地區(qū)城市都紛紛被列入了“地震區(qū)”名單，所以這時舊房的補強加固就顯得尤為重要，提高老舊房屋建筑的抗震性能，是確保舊房建筑及周邊地區(qū)城市居民人身財產(chǎn)安全的重要前提保障。

2 建筑工程技術(shù)在舊房改造工程中的具體應用路徑

某地有一老舊建筑工程位于市郊區(qū)，四周地勢平坦，該房屋建筑的結(jié)構(gòu)形式為鋼混承重體系，建筑內(nèi)容包括了地上8層以及地下1層，首層高度為4 m。通過對建筑結(jié)構(gòu)梁、板、柱等主承重構(gòu)件的質(zhì)量檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，共有3根結(jié)構(gòu)柱的混凝土表面存在開裂侵蝕的質(zhì)量問題，其中1根結(jié)構(gòu)柱鋼筋保護層失效；2根為結(jié)合面缺陷，結(jié)合面約300~500 mm范圍內(nèi)出現(xiàn)密實度明顯低于下部混凝土部位的問題。通過前期現(xiàn)場勘查與設計方案比選，最終決定在舊房改造工程中應用如下工程技術(shù)方法來加固破損構(gòu)件。

2.1 置換混凝土加固技術(shù)

置換混凝土是舊房改造工程中最常應用的加固技術(shù)，它的優(yōu)點在于不改變舊房工程原有的設計結(jié)構(gòu)，因此施工可行性較高。置換混凝土法的主要應用對象是建筑結(jié)構(gòu)中既有的混凝土構(gòu)件，當在舊房工程中發(fā)現(xiàn)主體混凝土構(gòu)件存在結(jié)構(gòu)損裂或者蜂窩、孔洞、夾渣等質(zhì)量問題時，就可以采用這種方法來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)補強。其具體做法如圖1，將混凝土構(gòu)件中強度偏低的部分清理挖除，而后用混入環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的優(yōu)質(zhì)混凝土材料替換掉原來的混凝土材料，重新構(gòu)造出新的鋼混結(jié)構(gòu)體，實現(xiàn)加強構(gòu)件性能的效果，以某舊房改造工程的具體實例來說明置換混凝土法的應用。

圖1 混凝土置換法的挖除作業(yè)

首先是挖除混凝土前的卸荷準備作業(yè)，對舊房工程混凝土部件進行置換加固前，必須要先將結(jié)構(gòu)柱從承重體系中完全移除或暫時隔離，避免結(jié)構(gòu)柱的鋼筋骨架失去固態(tài)混凝土支承后獨自荷載而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷，所以理想狀態(tài)下的混凝土置換加固應當是建立在零應力狀態(tài)下完成置換的。在該工程中主要是采用了支頂法來卸去加固混凝土的，即用滿足荷載強度要求的臨時工程材料暫時替代或分攤原結(jié)構(gòu)柱的荷載應力，等到置換加固作業(yè)完成后再拆除臨時支頂，使壓應力重新轉(zhuǎn)移到加固后的結(jié)構(gòu)柱上。

而后是剪力墻的鑿除作業(yè)，對比工程設計圖紙以及實地工程外業(yè)勘查結(jié)果，區(qū)分原建筑工程中存在質(zhì)量問題的結(jié)構(gòu)柱與周邊混凝土部位的受壓區(qū)與非受壓區(qū)。通常情況下在舊房改造工程中，僅做好受壓區(qū)的混凝土置換就可以使結(jié)構(gòu)柱恢復其應有的結(jié)構(gòu)性能。但若是需要置換的施工部位的構(gòu)件尺寸過大，出于避免置換混凝土與既有混凝土部位結(jié)合性不強的目的，就必須要將與結(jié)合面相關(guān)的所有混凝土構(gòu)件全部挖除后置換。

接著是混凝土置換施工，置換混凝土法對材料的要求主要有兩點，一是流動性應大于原混凝土；二是不低于原混凝土的材料強度。在該項目中使用的置換混凝土材料為“卡本-環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠”膨脹混凝土，強度為C25。具體施工時，首先將鑿除作業(yè)后形成的毛面進行表面處理，刷除作業(yè)面的浮灰、碎石后，在原混凝土結(jié)合部位淋上少量水分充分濕潤結(jié)合面，這樣的目的是避免結(jié)合部位混凝土水化物生成時因吸收漿料水分導致混凝土過度干化，從而影響補強后的構(gòu)件質(zhì)量。而后在置換結(jié)合部位的界面上涂刷一層環(huán)氧樹脂材料作為膠結(jié)劑，在界面樹脂材料完全干化前完成加固部位的置換混凝土的模板澆筑作業(yè)。該舊房改造工程中，由于構(gòu)件開裂的結(jié)構(gòu)柱及周邊剪力墻對抗剪力性能的要求較高，因此還需要如圖2，在該構(gòu)件置換施工的過程中，置入一定數(shù)量的L型與U型鋼筋作為結(jié)合面補強。

圖2 在結(jié)構(gòu)柱與剪力墻置換中植入L型鋼筋的效果圖

最后是置換混凝土法加固補強的質(zhì)量控制，應當強化如下三個方面的施工質(zhì)量驗收工作：一是模板施工，板與板、板與結(jié)合面之間的接縫寬度不得超過1.5 mm，不能在澆筑作業(yè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏漿問題。模板支架與模板支撐部分應當具有足夠的支撐面積，以此確保模板的剛度、強度與穩(wěn)定性。模板與混凝土結(jié)合部位的接觸表面處理質(zhì)量應當?shù)玫揭欢ūＷC，單一構(gòu)件漏涂的隔離劑面積不應超過1 000 cm2以上，避免混凝土澆筑過程中出現(xiàn)粘漿的質(zhì)量問題；二是鋼筋施工，用于植入補強的L型鋼筋或U型鋼筋表面需要進行一次除銹處理，不能帶有顆粒狀或片狀的鱗銹。鋼筋焊接時需要檢查金屬熔化是否均勻，同時綁扎的橫向主筋不能出現(xiàn)多孔性缺陷或燒傷，焊點壓入深度不得低于置換混凝土設計方案的標準水平。主筋上松扣綁扎數(shù)量不宜超過10%，且松扣部位不能連續(xù)、集中。三是混凝土質(zhì)量，在置換施工前應當由工地實驗室負責對混凝土的構(gòu)件質(zhì)量進行檢驗，以確認最佳水灰比，只有當抗壓彎與抗剪切性能完全符合標準后，方可進行混凝土澆筑施工作業(yè)?；炷潦┕ね瓿珊?，不能出現(xiàn)鋼筋保護層厚度過低或鋼筋直接裸露的問題，混凝土振搗工序應確保充分密實、無氣泡、無泛漿。

2.2 粘貼鋼板加固技術(shù)

粘貼鋼板加固技術(shù)主要是為了提高舊房梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強度，其具體原理是在舊房原有的梁構(gòu)件表面?zhèn)荣N敷外包一層特制的鋼板框架結(jié)構(gòu)，這樣的鋼板依附于梁結(jié)構(gòu)上時具有一定的獨立荷載性能，因此可以分攤既有梁構(gòu)件的部分承受荷載，與原房梁組成新的承力系統(tǒng)，相當于變相增強了建筑房梁的極限承重能力。在具體施工前，需要在工地實驗室對黏貼鋼板方案的有效性進行實驗分析，將兩組相同尺寸的房梁試件作為實驗組，其中一個試件不采取加固處理，另外一個試件采取粘貼鋼板加固處理，在相同的試驗環(huán)境下對房梁試件的抗壓性能進行測試。該工程的梁構(gòu)件箍筋級別為HPB235，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為“φ120mm主筋+2條φ80支筋”的有腹梁筋形式，采取如下公式計算出加固處理前原房梁的抗剪力值：

式中ft表示為混凝土的軸線抗拉強度；b表示為梁寬度；h0表示為梁構(gòu)件高度與保護層厚之間的差值；fyv表示為箍筋的強度設計指數(shù)，asv表示為箍筋的橫截面積；s表示為梁鋼筋的間距。將該工程的梁構(gòu)件參數(shù)輸入后，計算求得未加固前梁構(gòu)件的抗剪承載力為447.49 kN。由于參照《混凝土結(jié)構(gòu)加固標準》的相關(guān)規(guī)定來看，該工程抗剪強度系數(shù)不符合該地區(qū)抗震性能要求。所以利用上述公式計算，將舊房加固后的剪跨比系數(shù)確定為λ=2.4，那么只有通過加強梁結(jié)構(gòu)的箍筋強度與箍筋尺寸，才能將梁抗剪承載力提升至743.3 kN水平。所以最終確定使用Q335型鋼鋼板進行梁構(gòu)件的加固補強處理，材料板厚為80 mm。

在粘貼鋼板施工時，首先需要將粘貼面的粉飾層全部挖除，漏出梁構(gòu)件的砂漿處理表面。并用空氣壓縮機將浮灰與破損部位全部吹除，其中破損部位凹陷處于裂縫處應使用找平膠進行修復，不宜以砂漿替代，避免加固粘貼部位出現(xiàn)熱伸縮開裂。等到找平完成后，在粘貼部位用干布蘸取一定劑量的丙酮將表面完全拭涇凈。

接著在粘貼部位的合適位置沖進幾組鉆孔，并下放膨脹螺栓。將AB兩組份的膠粘劑按照設計比例進行混合調(diào)配，并攪拌至色澤均勻、內(nèi)部無氣泡為止。此時將膠粘劑用刮刀蘸取后充分涂抹在粘貼鋼板與梁構(gòu)件結(jié)合的一側(cè)，控制膠粘劑厚度不小于1 mm。再將鋼板與膨脹螺栓進行對位安裝，并用固定加壓裝置將鋼板與梁表面充分貼合，當觀察到少許膠液從鋼板接縫之間滲出時，將碰撞螺栓打入鉆孔內(nèi)將鋼板充分固定，即完成該工段的鋼板粘貼施工。

3 結(jié)語

綜上所述，舊房改造工程主要是為了提高房屋建筑的使用功能與承載性能。而在舊房改造工程中應用建筑工程技術(shù)，就是以保障房屋建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定為改造目標，對房屋建筑的主體工程構(gòu)件采取補強、加固的技術(shù)措施。許多老舊房屋工程會因結(jié)構(gòu)性能損傷或失效影響房屋建筑基本居住使用功能，同時也帶來了嚴重的結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量隱患。所以此時對舊房進行工程改造措施，并不是簡單地讓其看起來外觀更加漂亮，而是需要從使用者的質(zhì)量需求角度出發(fā)，提高房屋建筑的安全系數(shù)。