老旧建筑结构加固施工技术优化及要点分析

张旭波

（北京建大京精大房工程管理有限公司，北京 100037）

1 加固技术现状概述

1.1 老旧教学楼现阶段状况

近年来，地震灾害的频发使国家和人民损失巨大。随着很多高校的发展，大量建造在20 世纪50—90年代的老旧教学楼已经不能满足新时期的要求，需要对现有老旧教学楼加固改造升级。这些建筑当初设计标准较低，抵抗地震破坏的能力较弱。为达到目前抗震要求，应与建筑物的翻修同时进行抗震加固。

1.2 砖混结构构件加固的一般方法

建筑抗震加固通常的流程为：首先对原结构抗震性能进行检测鉴定，根据出具的检测报告进行结构抗震加固设计，通过施工图审查再进行招标，然后进行施工准备工作的施组、方案编制，接着组织施工，最后通过验收。

结构构件加固常用的方法包括以下几种：①基础加固常用的方法有加大基础截面积、补强注浆、锚杆静压桩和压浆灌注桩等；②墙体加固常用的方法有单侧或双侧墙体增设砂浆面层、钢筋混凝土板墙和增设钢筋网与砂浆面层组合的板墙；③楼板、悬挑阳台加固常用的方法有粘碳纤维布、粘碳纤维板或用角铁、包钢和粘钢等；④梁加固常用的方法有角铁、粘钢和包钢或采用加大梁截面，也可采用粘碳纤维布、粘碳纤维板；⑤柱子加固常用的方法有混凝土围套和包钢；⑥其他加固方法有植筋加固和裂缝修补加固。

1.3 砖混结构体系加固常用的方法

（1）加强结构整体性的加固方法：①增设墙段和现浇钢筋混凝土框的方法加固墙体平面布置不闭合的情况；②增设附加支座、托梁的方法加固屋盖支承长度不足的情况；③增加钢拉杆和长锚杆以及外加圈梁构造柱等方法加固纵横墙连接较差的部位；④增设圈梁的方法来满足圈梁设置要求。

（2）加强结构抗震性能的加固方法：①当原墙体强度过低或破坏严重时，加固方法有拆除重砌和增设抗震墙；②当既有墙体已开裂或砌筑砂浆强度低时，用压力灌浆的方法修补加固；③增设外加柱的方法可使柱与圈梁、拉杆形成整体，与现浇混凝土楼板和屋盖可靠连接；④结构刚度差可采用增设型钢、钢筋混凝土支撑或支架的方法来加固。

2 加固施工技术要点

本文以高校老旧教学楼加固改造工程实际的施工技术进行介绍。

2.1 工程概况

北京中医药大学和平街校区基础医学院楼为地上5 层的砖混结构，基础类型为砖砌条形基础，总建筑面积为10274m2。该楼于1958年竣工，唐山大地震后进行了抗震加固，外墙增加了圈梁构造柱来加强结构整体抗震性能。

既有建筑楼面板为空心砖组合板，屋面板是现浇混凝土，墙体为砖砌墙体，砌筑材料为烧结砖，砌筑砂浆是水泥混合砂浆。结构采用纵横墙混合承重的体系。

2.2 本工程结构加固施工技术

本工程采用的结构加固技术有：砖砌条形基础采用加大基础截面积的加固方法；砖砌墙体用钢筋混凝土板墙的方法加固；空心砖组合楼板采用碳纤维布的加固方法；结构整体性加强采用增加钢拉杆和更新圈梁构造柱的方法。下面介绍本工程采用的结构加固方法和施工工艺流程。

本工程基础为砖砌条形基础，加固采用加大基础截面积的方法，条形基础上部两侧采用钢筋混凝土板墙，钢筋混凝土板墙采用喷射混凝土。下部放大脚部位采用浇筑混凝土，保证混凝土的密实度和基础的承载能力。

施工工艺流程：施工准备→开挖放线→挖土方→基础降水→基础凿毛→测量定位放线→植筋→钢筋施工→模板施工→混凝土施工→验收→土方回填→素土夯实→垫层浇筑。

本工程墙体采用双侧70mm 厚的钢筋混凝土板墙加固的方法。钢筋混凝土板墙施工运用了喷射混凝土技术，喷射混凝土施工时，喷枪应与受喷墙面垂直，相距1m，均匀喷射。

施工工艺流程：施工准备→测量定位放线→基层表面处理→钢筋绑扎固定→模板施工→喷射混凝土→浇水养护→验收。

本工程楼板的形式为空心砖组合楼板，采用碳纤维布加固的方法，在空心砖组合楼板板肋中心线上粘贴100mm 碳纤维布，端部采用200mm 宽碳纤维布压条和化学锚栓固定。

施工工艺流程：施工准备→测量定位放线→基层表面处理→涂刷底胶→修补找平→胶料配制→粘贴碳纤维布→养护→检验验收→涂刷防火涂料。

钢拉杆用来增强内外墙的整体性，其施工简捷方便，并且对原结构墙体的破坏较小，因此应用较为广泛。本工程在纵横墙连接较差的部位增加钢拉杆来加强结构整体性。

施工工艺流程：施工准备→测量放线定位→刚拉杆进场质量检验→锚座试安装就位→支设脚手架→刚拉杆吊装→刚拉杆牵引、连接就位→刚拉杆张拉→检测验收→表面防腐处理。

本工程采用更新和增加圈梁构造柱的方法加强结构整体性。圈梁布置在每层楼板位置，通过混凝土销键和拉结筋与墙连接，每层闭合成环；构造柱布置在外墙墙角和内外纵横承重墙连接的部位，向下延伸至基础，通过混凝土销键和拉结筋与基础和墙连接。

施工工艺流程：施工准备→定位放线→基层表面处理→钢筋施工→模板施工→混凝土施工→浇水养护→验收。

2.3 加固节点优化

（1）钢筋代换。

本工程楼梯间墙体加固设计为钢筋混凝土板墙，竖向构造分布钢筋规格为C12@150mm，穿楼板时，为了减少对梯段的破坏，采用同牌号钢筋等面积代换的方式优化。

等面积代换的条件是同牌号代换且钢筋的总截面积大于等于原设计钢筋的总截面积。用公式可表示为：

式中：AS1和AS2分别为原设计钢筋总面积和代换后设计钢筋总面积；n1和n2分别为原设计钢筋根数和代换后钢筋根数；d1和d2分别为原设计钢筋直径和代换后钢筋直径[4]。

楼梯间钢筋混凝土板墙竖向构造分布钢筋采用等面积代换集中配筋，间距为600mm，600/150=4 根。

代入数据求得代换钢筋直径不小于24mm。取钢筋直径为25mm。代换后的竖向构造分布钢筋规格为C25@600mm。

上述代换结果按要求征得设计单位同意后编制方案，组织施工。

（2）销键截面形式优化。

本工程整体性加固的圈梁构造柱是通过混凝土销键和拉结筋与墙连接。由于加固工程量大造成销键开凿数量多，并且销键截面为矩形，施工人员开凿销键时施工烦琐且对结构扰动较大。

圈梁构造柱处的销键主要是用来做定位的构件，不影响加固后的结构安全和性能。所以将开凿矩形截面销键优化为开凿圆形截面销键，便于机械化施工且对结构扰动小。按要求征得设计单位同意后编制方案，组织施工。销键竖向布置如图1 所示。

图1 销键竖向布置

3 施工注意事项

3.1 施工遇到的问题以及解决办法

（1）在剔除既有空心砖组合楼板板底砂浆面层后，发现既有预制空心板底有凹陷孔洞，这些孔洞可能由于楼板吊筋开孔、混凝土保护层碳化腐蚀导致，在板底粘贴碳纤维之前，需要进行修补平整。修补方法采用高性能聚合物砂浆修补此处的凹陷孔洞。

（2）板底粘碳纤维加固之后，碳纤维布表面相比混凝土而言较为光滑，为保证粉刷质量和减少返工。采用在板底粉刷时加设玻纤网，以保证粉刷层的外观质量和整体性。

3.2 安全文明施工要求

本工程施工区域位于高校校园内，邻近正在使用的教学楼，对安全文明施工要求较高。要做好降尘降噪措施，如喷射混凝土用的空气压缩机噪声较大应设置隔音棚。施工前应编制安全预案，定期安全培训和组织演练，精心布置施工现场，并做好安全防护措施，保证施工安全以及保障学校正常的教学和师生的正常生活。

4 结论

随着加固技术、工艺、材料的更新，需要我们不断研究和应用新的技术，了解和掌握其特点。综合分析各种因素后进行优化设计，保证工程的安全和质量。