旧厂房改造再利用探析——加固技术运用分析

■蔡耀增 ■厦门特运房地产开发有限公司，福建 厦门 361000

由于过去我国城市规划和功能布局不合理，许多旧厂房临近城市生活区，在城市化进程中，这些以往相对偏僻的老厂区变成了炙手可热的黄金地段。工业厂房由于保存价值不高，往往摆脱不了拆除重建的命运，被拆除的不仅仅是建筑，还有建筑背后蕴含时代背影和文化意义。如何对大量近代废旧厂房进行再次开发和利用，具有重要的社会意义。本文以枋湖公共交通枢纽中心改造工程为例，进行分析总结，为同行提供借鉴。

1 旧厂房改造的意义

“产业类历史建筑在城市发展历程上具有重要的历史地位，他们曾经是城市的重要组成部分，其中不少建筑还是一定时期产业文化的典型代表。”［1］因此旧厂房改造再利用意义重大。

1.1 社会意义

我国目前正在倡导建设节约型社会，环境友好型社会。由于旧厂房当年建造时已经对环境造成了一次污染，如果推倒重盖，势必在拆除中不可避免的产生城市噪音，造成空气污染，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。废旧厂房的改造再利用将使上述问题迎刃而解。

1.2 经济效益

旧厂房的改造再利用一方面盘活了公共资源，在寸土寸金的城市更加体现了地块的稀缺价值;另一方面废旧工业厂房在改造成本上较新建建筑节约了三分之一到四分之一。

2 旧厂房改造加固技术比较

国内外厂房改造的成功案例不少，如“广东中山岐江船厂改造，当地政府秉承“保留、再利用和再生”的理念，在尊重历史的基础上大胆创新运用，打造成适合人们休闲游玩的岐江公园”［2］加固技术是旧厂房改造中最常运用到的技术之一，除了基础加固以外，有如下几种加固方法:

(1)加大截面。优点:可靠性好，提高承载力、刚度大。缺点:施工周期长，增加结构自重，增加地基基础永久荷载，减少了使用空间。

(2)湿式外包钢加固。优点:施工简单，工作量不大，结构受力也比较可靠，又可以较大幅度的增大承载力。缺点:不适用于混凝土强度低的情况。

(3)碳纤维加固。优点:材料自中小，抗拉强度高，抗腐蚀性能强，施工方便。缺点:对结构刚度提高不明显，材料成本较高，防火性能差，耐久性差。

(4)体外预应力加固。优点:对结构刚度和承载力提高较为明显。缺点:受现场和构建情况影响大，施工非常麻烦，锚固端安全性低，成本高。

(5)钢绞线网片—聚合物砂浆加固。优缺点基本和碳纤维加固一致，但防火性能和耐久性能得到很大提高。

3 旧厂房改造加固技术运用

3.1 工程概况

厦门锻压机床总厂第一联合厂房位于厦门湖里区，该建筑主厂房为单层装配式厂房，东、西侧辅助间为三层钢筋混凝土框架建筑，于1998 年建成。厂房后加夹层为单层钢筋混凝土框架建筑，于2007 年建成。该建筑主厂房屋架原设计采用的抗震设计规范为《工业与民用建筑抗震设计规范》(TJ 11-78)，大型屋面板采用1974 年标准图，主厂房排架部分及东、西两侧辅助间原设计采用的抗震设计规范为《建筑抗震设计规范》(GBJ 11-89)，原设计抗震设防烈度为7 度(近震)，原抗震设防类别为丙类;夹层部分原设计采用的抗震设计规范为《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)(2001 版)，原设计抗震设防烈度为7 度(0.15g)，原抗震设防类别为丙类。该建筑平面长约188m，宽约174m，建筑檐口高为15.850m，总建筑面积约30000m2。该建筑主厂房为单层装配式厂房，屋架为预应力混凝土平行弦屋架，屋盖采用预应力混凝土屋面板;夹层部分及东、西两侧辅助间均为钢筋混凝土框架结构，楼(屋)面层为现浇钢筋混凝土楼板，基础均采用柱下钢筋混凝土独立基础，基底持力层均为粉质粘土和残积粉质粘土，其地基承载力特征值为220kPa。现欲将该建筑主厂房及夹层部分改造为枋湖公共交通枢纽中心，依据《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)中第3.0.2条和5.3.4 条的规定，一级长途汽车站客运候车楼的抗震设防类别为重点设防类别(乙类设防)，即按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强抗震措施，按本地区抗震设防烈度确定其地震作用;东、西辅助间的抗震设防类别为标准设防类别(丙类设防)，按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用。因此，本工程主厂房及夹层部分抗震设防类别为乙类建筑、其后续使用年限为30 年，抗震鉴定按照A 类建筑进行;东、西辅助间抗震设防类别为丙类建筑，其后续使用年限为30年，抗震鉴定按照A 类建筑进行。

3.2 存在问题

根据《抗震鉴定报告》结果和设计要求，原有旧厂房存在如下问题:(1)主厂房屋架设置、构件连接以及支撑系统等不满足规范要求。(2)主厂房围护粘土砖墙及女儿墙的设置不满足规范要求。(3)夹层变形缝的设置不满足规范要求。(4)夹层部分框架柱加密区箍筋配置不满足规范要求。(5)东、西辅房部分梁和楼板承载力，个别柱承载力不满足规范的要求。

3.3 加固措施

通过以上几种常见加固方法比较，我们很容易就可以淘汰第三(碳纤维加固)和第四种(体外预应力加固加固方法)，理由:碳纤维加固防火性和耐久性能太差，不适用于大型公用建筑;体外预应力加固方法对本案中的独立排架柱结构不适用且安全性能无法保证。因此结合实际情况，本项目采用如下加固方案:(1)主厂房:对不满足抗震承载力要求的框架柱，框架柱基础上部采用加大柱头截面尺寸，柱身至楼板采用湿式外包钢法进行加固。相关施工如图1 所示;(2)东西辅助用房:①对框架柱和梁采用钢绞线网片—聚合物砂浆复合层进行加固;②对悬臂挑梁(走廊)下部采用增设槽钢加固，以增强槽钢翼缘受压稳定性，缀条宽度按靠近挑梁根部加宽的原则设置。槽钢与混凝土梁底采用聚合物砂浆粘结，便于施工及提高粘结可靠性。聚合物砂浆M45、水泥砂浆M10。如图2，图3。

图1 JGZ3 加固详图

图2 现浇楼板板顶加固祥图

图3 现浇楼板板底加固祥图

图4 钢绞线网片—聚合物砂浆复合层施工现场(辅助房)

3.4 施工中应注意和把握的细节

(1)湿式外包钢法:①在施工前务必清理干净砼表面的粉刷层，对松动的混凝土应凿除直到露出坚硬砼面。可用压缩空气进行除屑及除尘，再用丙酮或者工业酒精清洗干净。②对一般裂缝可采用表面填充密封、压力注浆和注射法进行处理。对于钢筋锈胀裂缝部位要特别处理，顺裂缝处将钢筋保护层凿除，露出钢筋及坚硬混凝土面，用不锈钢丝将钢筋铁锈去除，露出光面，用压缩空气除屑及粉尘，再用丙酮或者工业酒精擦拭干净(周边坚硬混凝土面一并处理)。钢筋表面涂刷阻锈剂，再用环氧砂浆对裂缝进行修补，待环氧砂浆硬化后进一步打磨平整。③施工过程中还应对型钢表面处理及固定、封闭处理、埋设灌浆嘴、通气试验、灌胶等施工步骤逐步检查、核实。待施工完毕用小锤轻敲，检查是否有空鼓部位。

(2)钢绞线网片—聚合物砂浆加固:①将加固区的抹灰层清除干净，若发现存在裂缝按上面湿式外包钢法的处理方式处理即可。②对加固部位的砼表面采用角磨机进行打磨处理，露出新鲜砼面，用压缩空气清理干净表面粉尘，然后用丙酮擦洗干净剔凿后的砼表面。对凹陷部位用渗透性聚合物进行修补。③对钢绞线网的各个节点进行从端头至末端顺序逐段钻孔锚固，使钢绞线网经纬方向张紧，不松弛。④保持新鲜砼面的洁净，同时涂刷界面剂。一般喷涂施工1～2 次，厚度不超过2MM。⑤聚合物砂浆分层压抹，每次压抹厚度应适合施工操作要求，第二次压抹应以手触上次压抹不粘手为依据;当压抹厚度达到设计要求时要做好压抹收光，收光后的半小时至4 小时内应对施工面进行喷水养护，最少7 天以上实行湿润养护，同时应做好成品保护，防止受到外力冲击而产生破坏。

4 结束语

本文中湿式外包钢法与钢绞线网片—聚合物砂浆加固法在枋湖公共交通枢纽中心改造工程取得了显著的成效(目前已良好运行了4 年了)。对一般性工业厂房进行改造和再利用，为建设资源发展循环型社会提供一条可行之路。我坚信随着人类对材料科学和结构力学等建筑科学的不断研究和探索。新的材料和加固技术必将不断地运用在建筑这一古老而又充满魅力的行业，使之焕发出新的青春活力。

［1］何礼平，应四爱.工业废旧建筑改造再利用的本体因素分析及改造原则［J］.工业建筑，2006(8):35-36.

［2］殷文慧.国内旧工业建筑改造现状与分析［J］.沿海企业与科技，2000(9):23-24.