杨 斌 (安徽建工集团有限公司,安徽 合肥 230001)
根据中国建筑业协会的相关统计数据显示,我国已经有近一半的建筑物步入“中老年阶段”,有许许多多的建筑物需要加固维修。建筑工程加固在我国建设与发展中具有极大的经济价值和现实意义。
建筑工程的加固设计和施工都与新建工程有很大的不同,主要的特点有:
①清理和拆除工作量往往较大,工程较繁琐复杂,并存在不安全因素;
②建筑加固设计和验算时,不仅对原结构适应性验算,还需考虑新旧结构间强度、刚度的均衡性,以及新旧结构间的协调性;
③加固工程往往在不停产或不影响使用的条件下实施,要求施工进度快、工期短;
④施工现场或其作业面狭窄,常受设备、管道和原有结构及构件的制约,大型设备及构件无法进场,施工作业难度较大;
⑤加固时常要分段、分期进行,还会受各种因素干扰而中断施工;
⑥施工往往对原有及相邻的建筑结构或构件有不良影响,要有相应的措施。
建筑工程加固方案设计时,必须全面地考虑与分析整个建筑的现状及加固的效果,并综合考虑,防止出现局部加固后影响整体的抗力。
当建筑的部分构件出现安全问题时必须对其进行加固,同时要考虑结构体系的加固。有时某个特定构件加固完成后,其强度与刚度的分布会发生巨大的改变,从而影响整体结构的安全性。另外,构件连接点的加固同样会影响结构的整体性。
当个别构件的加固不会影响到整体结构的安全性时,可以对其进行局部的加固。当建筑结构出现安全问题时,就需要进行建筑结构的整体核算,重视建筑结构的整体性。首先评估构件的整体性能,从整体加固的角度入手进行设计,保证建筑整体安全性的加强。
建筑临时加固的效果保持时间较短,在设计加固方案时可以适当地降低要求。但是,对于那些要求永久加固的建筑,在设计时则必须保持较高的水平,获得加固效果的耐久性。
加固应做到简易可行、安全可靠、经济实用和外观规整,有一定的美观效果。
加固应考虑经济合理、缩短工期,减少影响正常使用的时间,同时尽量保留有用的结构和构件,减少和抵御不利因素的影响(如高温、腐蚀、冻融、振动、沉降等),保证加固后结构的耐久性。
3.1.1 直接加固与间接加固的方法
①加大截面加固法;②置换混凝土加固法;③有粘结外包型钢加固法;④粘贴钢板加固法;⑤粘贴纤维增强塑料加固法;⑥绕丝法;⑦锚栓锚固法;⑧预应力加固法;⑨增加支承加固法。
3.1.2 与混凝土结构加固配套使用的技术
①托换技术;②植筋技术;③裂缝修补技术;④碳化混凝土修复技术(还不成熟);⑤混凝土表面处理技术;⑥混凝土表层密封技术;⑦其他技术(结构移位技术、调整结构自振频率技术等)。
3.2.1 直接加固与间接加固的方法
①钢筋混凝土外层加固法;②钢筋水泥砂浆外层加固法;③增设扶壁柱加固法;④无粘结外包型钢加固法;⑤预应力撑杆加固法。
3.2.2 砌体结构构造性加固与修补技术
①增设圈梁加固;②增设梁垫加固;③砌体局部拆砌;④砌体裂缝修补。
①改变结构计算图形加固法;②加大构件截面的加固;③连接的加固与加固件的连接;④裂纹的修复与加固;⑤减轻荷载法。
①基础注浆补强法;②增大基础底面积;③锚杆静压桩法;④树根桩法。
在进行建筑工程加固设计之前,必须注意:①应当对建筑工程进行相应的鉴定,依据的标准有《民用建筑可靠性鉴定标准》、《工业厂房可靠性鉴定标准》等;②建筑工程加固施工之前必须到实地进行考察,获得第一手资料与数据,并开展全面的分析,确定工程加固的可行性;③应当考虑实际的施工条件及业主的要求等影响因素,选择最适合的加固方案及施工方案,从而保证加固的效果。
大多数建筑工程的加固都是在实用过程中进行的,在设计时必须要考虑到施工噪音、粉尘的污染,尽可能采取各种措施减少污染的程度,保证建筑的实用性。同时,建筑的加固并不都是全面同水平加固,设计时必须找到加固的重点部分及构件,从而开展有侧重点的加固,既能够有效地提高工程实施的进度,提高施工效率;又能够较好地减少加固成本,获得一定的经济效益。当然,加固设计绝不能因为经济效益而忽视加固效果,提高加固施工效率必须以保证加固质量为前提。
加固设计时必须考虑到加固的效果及质量,即使在地震等特殊情况发生时也不应出现加固→破坏→加固的二次加固过程。因此,在进行建筑加固设计时,必须将可能发生的特殊情况全部考虑进去,提出相应的措施消除可能造成二次破坏的因素。
建筑加固是在建筑的原有结构基础上进行的,加固施工极有可能会影响到建筑原有的结构,甚至会对原有结构造成损伤,这是业主绝对无法允许和接受的。因此,在加固设计及施工时,必须要考虑到对原有结构的保护,保证加固施工后原有结构不受影响。
因建筑的某些实际情况或特殊原因,有些加固设计及施工无法保证原有结构。当遇到这种情况时,加固设计必须提出相应的补救措施,比如改变结构形状、限制结构负荷、改变结构用途等。当然,不管采用什么样的补救措施,都必须保证建筑在加固施工后的安全性。建筑加固设计时必须结合建筑所在的环境、具体的情况进行设计,在保证加固施工质量的同时尽量地提高经济效益。加固设计方案、施工图完成后,必须交由相关部门审核,审核通过后才能够开展加固施工。
建筑加固涉及到了业主的生命及财产安全,加固设计的再好,也必须通过施工来实现。
①加固施工前应当首先深入了解加固设计思路,并依据施工图纸对加固建筑进行考虑,确定施工方案。在整个过程中必须严格按工程施工操作规定开展施工,并全程进行施工质量的监督。
②加固施工既要寻求重点部位重点加固,又要综合考虑整体结构体系安全,既能提高工效又能保证结构安全。
③加固施工时必须考虑到原有材料的特性。建筑加固施工大多是在建筑原有材料结构的表面开展,因此,加固施工时必须重视原有材料的特性,并展开有针对性的加固施工。
④加固施工必须注意加固建筑周围的环境,文明施工,降低噪音,避免野蛮施工,防止对原建筑物损伤和对周围环境的干扰。
⑤加固施工必须注意原有建筑物内和周边地下预埋物及水、电、燃气、电信等预埋管线,以防其被破坏。
⑥加固施工时要设置明显的安全及防火标志,经常性地进行有关安全防火教育。
建筑工程加固设计和施工方案的制定,都必须根据建筑物的实际情况进行具体的谋划,构件在加固后能否达到加固设计的要求,关键在于施工的质量:加固设计是建筑加固的基础与前提,建筑加固施工是建筑加固的核心。在建筑加固过程中必须构建完善的加固施工组织,确定合适的加固施工方案,选择优秀的作业人员进行施工,保证建筑加固质量的同时控制成本支出,取得经济效益最大化,从而保证建筑加固设计目标的实现。
[1] 侯发亮.建筑结构粘结加固的理论与实践[M].武汉:武汉大学出版社,2003.
[2] 陈伟坚,王幼松,吕文龙.建筑工程加固改造业的发展现状与前景分析[J].建筑监督检测与造价,2010(1).
[3] 建筑结构补强加固技术编写组.建筑结构补强加固技术[M].北京:中国铁道出版社,1987.