老旧小区阳台的鉴定及加固改造分析

王 磊，何 静，徐迎春，张泽雨，姚远宏

（中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013）

0 引 言

由于经济条件和技术原因，20世纪80年代的设计安全标准要求较低，老旧小区阳台存在安全隐患。为防止出现不必要的伤害，提高居民的安全性，需要对阳台进一步加固处理，且要保证施工期间居民正常生活不受影响。同时政府部门明确要求不入户施工，这给阳台的加固带来了一定的困难［1］。本文在实际案例的基础上，对类似结构的检测、鉴定和加固具有一定的参考价值。希望本文的公共建筑综合性能提升和改造关键技术能对以后的老旧小区改造提供帮助。

1 工程概况

以天津某住宅小区为例，该住宅建于 20世纪80年代，装配式大板结构，目前用于居住用房。为了解该建筑现状，对该建筑进行了检测。

2 检查结果

2.1 外观检查结果

对该工程结构构件外观质量进行检查，未发现主体结构存在明显的沉降裂缝，无明显不均匀沉降。其他问题如下。

1）部分阳台顶板存在渗漏、混凝土保护层剥落、钢筋锈蚀等现象；阳台栏板普遍存在角铁栏杆锈蚀、水平钢筋严重锈蚀、混凝土保护层脱落等现象；大部分住户对阳台封闭或装修。

2）经检测，发现部分阳台存在下倾趋势。

2.2 阳台安全性分析

该老旧小区住宅建造时间为 20世纪80年代，既有阳台为预制梁板式悬挑阳台，此类阳台在加固改造时存在着以下问题。

1）由于在设计时，套用的是当时的阳台设计图集，其中配筋率较小，安全系数不高，且在设计时，为半封闭阳台，现在大部分阳台已封闭装修，增加了楼面荷载，其设计承载力不满足现行规范要求，其阳台现状如图1所示。

图1 住宅楼阳台现状

2）在入户查勘时，发现较多住户将其作为储藏室，将阳台地面找平（老旧小区阳台地面低于室内地面），此类做法将增大阳台的恒荷载，在实际使用中存在着荷载超标现象，这些情况将影响着阳台的安全使用，因此对阳台的加固改造就显得尤为重要。

3）阳台顶板钢筋严重锈蚀、保护层脱落，栏板角铁栏杆及水平钢筋严重锈蚀、混凝土保护层脱落，这些情况都存在着一定的安全隐患。

3 阳台加固方案

3.1 加固原则

为满足本建筑阳台安全使用要求，依据检测查勘结果对本建筑阳台构件进行修复设计［2-5］。鉴于本建筑已投入使用多年，本建筑阳台修复设计的核心在于加固方案的可实施性、可操作性。

1）本项目阳台局部存在结构受损，建筑年代较为久远，急需进行整体性加固补强，可采用增加立柱法、增加支架法、增加拉杆法进行整体性增强。

2）新增补强构件与原有楼体的连接，应经过计算后，同时考虑该小区附近地铁施工振动的影响，选取如倒锥形化学锚栓或机械锚栓的方式。

3）针对阳台板钢筋锈蚀、保护层脱落的情况，应根据计算结果和现场情况，对钢筋进行除锈，之后采取涂抹聚合物砂浆的方式进行修补。

4）针对阳台板，栏板受损后应依据计算结果选用碳纤维布进行补强。

本初步修复方案应在设计阶段依据现场情况进行灵活调整，以便满足现场施工条件，使本方案具有较强的可操作性［6-8］。

3.2 工艺简介

3.2.1 支架法简介

支架法是在梁式阳台悬挑梁底部设置三角形型钢支架，达到减小梁内力、提高结构负荷能力的目的。

型钢支架长取悬挑梁跨度，使用角钢拼焊成三角架。三角架以螺栓及锚栓生根外墙；三角架与墙体及阳台板接触面应座乳胶水泥；三角架与板端面可以用钢板楔对楔顶紧，再以锚栓栓连接。支架法示意图如图2所示。

图2 支架法示意图（单位：mm）

3.2.2 拉杆法简介

拉杆法加固阳台，是在悬挑端与外墙间设置钢拉杆，利用施加于拉扞的收紧力来改变和减小阳台的内力，以达到提高结构承载能力的目的。

拉杆一般用钢筋，下端焊接锚固于阳台外端专设的型钢套，上端与固定在墙上的锚固件相焊接，中间设花蓝螺栓收紧以产生一定拉力。型钢套是以角钢及 2 块钢板配焊而成；型钢套用螺栓及乳胶水泥固结于底端。锚固件由垫板与连接板焊接而成，以螺栓锚固于外墙。拉杆法示意图如图3所示。

图3 拉杆法示意图

3.2.3 支柱法简介

支柱法是在阳台的主要受力结构－悬挑梁端部，由下至上，层层设置型钢支柱，达到减小梁内力、提高结构承载能力的目的。该法简单可靠，适合于拟改作封闭式阳台，但应注意梁受力状态的改变并复核梁底部钢筋。

型钢支柱截面尺寸原则上应由计算确定。钢管两端焊接垫板，垫板用钳栓错固在梁底面及栏板混凝土扶手顶面，其间座乳胶水泥并以钢板模顶紧。支柱法示意图如图4所示。

图4 支柱法示意图

3.2.4 粘贴碳纤维布加固

基本加固概念：采用结构胶粘剂将碳纤维布贴于原有混凝土构件表层，使新粘贴的碳纤维布与原有构件形成有效结合，是增强原有构件强度和变形能力的一种最为有效措施，其碳纤维布如图5所示。

使用范围：适用于钢筋混凝土受弯、受剪及受拉构件的增强。

图5 碳纤维布

3.2.5 加固方案对比分析

针对现场不同的情况，有时需要几种方案结合起来施工，现将几种加固方案进行对比分析。

1）支架法施工操作简单，承载力较大，装卸方便，利用 L 型钢的一肢，与阳台挑梁形成咬合，操作便捷，力学传递清晰，经济效果好，而且操作时不需进入住户室内；不足是 L 型钢斜撑裸露在外，需进行装饰性处理，并且在使用该方法时，扣件容易丢，节点处的杆件为偏心连接，靠抗滑力传递荷载和内力，从而降低了其承载能力。

2）拉杆法加固方式简单，加固效果好，施工简单。缺点是拉杆可由新增加的阳台栏板外保温遮挡，但折架会外露，影响阳台的视野且影响整体美观。

3）支柱法可以减少模板的置备量，使用寿命较长，成本较低，并且能降低支柱承受的施工荷载，达到提高结构承载能力的目的，并且装拆时只需手工旋动螺口，不会对梁板产生冲击力或顶力。缺点是用钢量大，造价高；钢柱耐腐蚀性较差，需要定期进行除锈，涂防腐漆，且维修不方便。

4）聚合物砂浆防水抗渗效果好，抗腐蚀能力强，几乎不增加原有构件荷载，不占用原有室内空间，易在表面进行装饰，可增强原有构件强度和抗变形能力。不足为需要湿作业，周期长。

5）粘贴碳纤维布加固施工简便，施工占用场地少且工效高，不易生锈，也适应构件表面弯曲情况，处理后几乎不增加原有构件荷载，不改变构件外观。不足是需考虑碳布胶的耐久并需做防火措施，以及需考虑碳纤维布的机械锚固。

4 结 论

1）阳台构件的结构安全问题在老旧小区修缮过程中不可忽视，在对老旧小区进行改造提升时，应着重注意阳台的修复及补强。

2）阳台由于其改变使用荷载导致承载力不足，因此需考虑施工方案的可操作性，以及入户施工的各项不确定性，找准老旧小区阳台加固施工的最佳方案。

3）在各种阳台加固施工方案选择上，应综合考虑其经济、施工影响和安全性，在方案上综合选择，选择最可能施工的方案。