既有建筑抗震加固与节能改造技术分析

李建军

（天津大学建筑设计研究院，天津 300073）

当前我国很多地区都存在数量庞大的抗震设防不达标的老旧建筑工程，这些建筑会随着城镇化的改造和发展而逐步拆迁，还有些是进行必要的加固和改造施工，但是加固施工的成本通常比较高，与新建的结构存在明显的差异。对于当前的建筑进行加固改造，就需要采取合理有效的措施来处理新老结构和部件的连接不稳定问题，这样在具体的实施阶段必然会给结构部件造成比较大的损害。从实际情况来看，只要是进行了加固改造的建筑，就会存在比较严重的质量隐患。如果不能采取科学合理的处理措施，会造成比较严重的安全事故，威胁人们的生命安全。鉴于我国城市发展实际情况，对既有建筑进行抗震加固和节能改造是非常重要的工作，必须选择更加有效的加固与节能改造的一体化处理措施，进而促进既有改造效果的提升。

1 既有建筑抗震加固与节能改造发展现状

1.1 既有建筑抗震加固发展现状

既有建筑抗震加固的发展主要分为3个阶段。

（1）探索阶段主要是总结出加固原理和具体方法，并且掌握抗震加固的必要性。

（2）我国开始逐步建立抗震加固标准，提出整体性的工作目标。

（3）综合发展阶段很多先进技术、材料和工艺被应用到既有建筑抗震加固和节能改造中。目前，最为主要的方式就是直接加固和间接加固，而很多既有建筑并未进行抗震加固设计，对此，还需要深入研发，以更好地促进整个领域的全面发展。

1.2 既有建筑节能改造发展现状

近年来，我国的节能环保理念逐渐成为社会的主流，我国对于资源和能源的使用也更加重视，所以很多建筑都具备较强的节能效果，尤其来很多的先进施工技术应用到工程中，能够从根本上实现能源的节约，达到绿色环保的效果。目前，我国建筑节能发展水平得到了很大的提升，但是从整体发展的角度来看，区域不平衡的现象依然比较严重。因为建筑标准实施的时间问题，很多建设时间比较早的建筑项目并没有进行节能设计，所以当前我国很多地区的建筑能耗都是比较大的。从单位耗能的角度分析，屋顶的能耗可以达到发达国家的2.5～5.5倍，外墙为4～5倍，外窗为1.5～2.2倍。因此，我国的节能形势非常严峻，再加上我国目前并没有建立完善的节能技术标准和管理规范，传统的建筑标准也比较落后，导致建筑工程领域的节能改造工程量巨大。

2 既有建筑抗震加固与节能改造一体化技术的应用

既有建筑抗震加固与节能改造一体化技术是在当前的抗震减灾和节能的标准的基础上研发和应用的，从建筑项目的设计、施工、验收等多个环节出发来实现抗震加固与节能改造。该技术在应用中有着非常好的效果，可行性和实践性比较高。

2.1 可行性分析

（1）技术的特点能够应用到当前我国的既有建筑抗震加固与节能改造的初期阶段。当前，我国的抗震加固与节能改造的形势是非常严峻的，应用抗震加固与改造一体化技术能够在很大程度上满足该方面的要求，可以更好地促进建筑工程领域的全面发展。该技术体系内有工程勘探、设计、图纸、验收等多个环节，能够及时地发现既有建筑在设计方面存在的缺陷，根据当前建筑的总体性能，制定出标准化的管理方法，更好地实现建筑加固和节能标准，并能够实现工作流程的简化，以更好地促进建筑改造效率的全面提升。

（2）技术施工过程具备方便性。在具体施工环节，不需要将抗震加固施工与节能改造施工分开施工，可以采用一体化同步施工的方法施工，这种施工方式具备很强的方便性。

（3）经济效益非常明显。利用抗震加固与节能改造可以从建筑使用的设计情况出发来合理地进行规划与设计，使得整个系统变得科学与合理，也能够避免因为施工阶段的工期安排不合理而出现的施工工序混乱的问题，使得工程的造价得到大幅下降。

（4）减少准备工作。不管是进行建筑抗震加固还是进行节能改造，都应该在工程开始前进行必要的现场勘探和分析，建筑加固与改造联合的施工的工作模式能够减少项目准备环节的工程资料整理以及工程的改造方案论证等准备工作。

2.2 工程施工实践

既有建筑抗震加固与节能改造一体化技术在具体的施工中包含了很多的施工环节，任何一个环节都会给最终的施工效果造成直接的影响。下面以某工程为例进行分析，以了解该技术的实践应用效果。

（1）工程概况。某小区居民楼投入使用的时间比较长，整体性能比较差，采用一体化方式来进行改造，总建筑面积共约16.8万m2。因为该住宅项目的具体特征比较明显，且小区内部各个楼梯结构都是比较相似的，现以其中一幢楼作为研究分析对象。该建筑总高18.5m，层高3.3m，南北朝向；主体结构是砖混结构，M5混合砂浆是主要的施工材料，砖墙厚度240mm。根据设计方案可以了解到，该建筑的安全等级为Ⅱ级，抗震设防烈度8度，设计使用年限50年。

（2）抗震强度和节能鉴定。①当前的建筑地面回填密实度性能较好，不存在任何潮湿或者结构损坏等严重的问题；②检测墙体结果：顶层有轻微的裂缝，裂缝形式为横向裂缝与斜向裂缝，这些裂缝出现的位置在楼梯间与门窗的位置，对于裂缝而言，最大的裂缝宽度为2mm，同时墙体连接位置还存在漏水现象；③从实地测量结果可以发现，顶点侧移矢量呈现出不规律的变化形态，东部最严重，为15.4mm，但是也是在国家标准范围内（≤H/500即29.11mm）；④门窗洞口与承重墙体的间距为0.9m，没有达到1.2mm的要求；⑤纵横墙体与楼梯的角部位置上都设置有构造柱，但是楼梯段上下部分的两侧没有设置，不能达到设计标准的要求；⑥对热工检测数据分析发现，建筑朝向符合当前的标准要求。

（3）一体化施工改造方案。以一体化改造技术的实施情况和工作流程为出发点，充分了解各方面要素之后确定一体化改造方案。对于内墙阳角、屋面外墙等结构需要设置抗震加固结构，采用喷射混凝土的加固方式，混凝土材料强度等级为C20，厚度为60mm，内部设置钢筋网片，其中钢筋网片采用的钢筋直径为8mm，钢筋间距控制在15～20cm。在楼梯的上下端的位置上增加一个构造柱（截面面积大小为150mm×150mm），新加入的结构部分与原楼层结构的圈梁部分需要使用锚固连接的方式，以达到技术标准的要求。通过分析，节能改造项目采用外墙保温系统施工，既有建筑外墙与屋面工程采用挤塑聚苯板外保温结构方式施工，门窗则采用保温性能强的塑钢门窗。

（4）一体化改造施工安排。按照一体化的改造施工方案的要求，明确了具体改造施工的工序和各项工作。从施工方案的角度出发，严格控制各个施工环节，不能存在严重违反工程施工情况的形式，从而可以保证所有的施工环节都能够达到标准的要求。①植筋施工是否达到可靠性的要求，会给新旧连接性能造成较大的影响。因此，在植筋施工环节，要严格按照设计方案和技术标准来进行，保证规格、间距、数量等符合要求，不同位置上的植筋需要分别进行控制，保证其准确性和完善性合格。②为了能够有效预防在钻孔施工阶段导致原结构钢筋的损坏问题，需要在钻孔施工前尽量避让原钢筋的结构，尤其是混凝土梁上的钢筋材料，应该先凿除周边位置的保护层结构，然后才能进行钻孔施工。③植筋深度及直径必须按照设计方案来确定，严格执行施工方案。④成孔后，应该将孔内进行全面的清理施工。对于单面植筋、穿越现浇楼板与新建设的梁、楼板等结构需要灌入胶体材料，然后再插入钢筋材料。⑤植筋施工需要在打孔开始前先将新旧结合面剔凿出毛面，然后进行放线测量，从而可以防止在施工中植筋密度过大而导致原结构部分不能进行剔凿施工。喷射混凝土施工阶段，严格按照施工方案和技术标准来进行。混凝土施工材料需要使用场外加工施工方式，然后直接应用到施工现场内。喷射面在正式施工前要进行全面的清理，保证不存在任何杂质而影响喷射施工质量；喷射过程中，应该通过相关的设备进行找平处理，保证表面的平整性合格。喷射技术人员要掌握足够的施工技术，并组织开展技术交底工作。喷射回弹料应该限定在20%以内，同时要及时清理干净，并且将回弹量按需要掺入其他的施工材料中。喷射结束的4h后，就要洒水养生施工，还要做好记录。合理地组织施工顺序，严格按照施工方案进行施工，才能保证工程质量的合格。

3 结束语

对既有建筑进行建筑抗震加固与节能改造是当前我国重要的工作，也是提升建筑总体水平的关键。基于此，现代社会需要应用建筑抗震加固和节能改造一体化技术的实施方案，合理地安排各个施工工序，从而可以提升整体施工效果，发挥出建筑工程的重要作用，提升工程的总体性能。