楼板加固方案探讨

谭兆祥

楼板加固按照加固目的分为承载能力加固和耐久性修复，其中承载能力加固常用的方案主要包含增大截面加固法、粘贴碳纤维或钢板加固法、板底增设钢梁支撑加固法、增设楼板支撑法及板面和板底综合加固法[1]。下文对上述加固方案在实际工程项目中的应用展开分析。

1 增大截面加固法

增大截面加固法在楼板加固中的使用较为普遍，可分为新增板面叠合层加固法和板底增大截面加固法，分别如图1、图2 所示。

图1 新增板面叠合层加固法（来源：作者自绘）

图2 板底增大截面加固法（来源：作者自绘）

1.1 新增板面叠合层加固法

新增板面叠合层加固法多用于板面支座负筋补强加固的情况，以及原结构板为预制楼板需增加楼板整体性的情况。该加固方案在实际项目中需要关注以下几点。

（1）增加板面叠合层，结构自重增大，需复核板底筋和结构梁的承载能力；对加固层数较多的结构，还需复核原有基础的承载能力。

（2）新增面层影响建筑楼面标高，对室内净空有一定影响。

（3）板面加固对板顶原有装饰面层及原有内隔墙的拆改比较大，加固完成后恢复建筑功能的费用较高[2]。

1.2 板底增大截面加固法

板底增大截面加固法多用于板底承载力不足或楼板厚度较薄需加厚处理的情况，对于板底保护层脱落、板底钢筋大范围露筋锈蚀以及板底火灾或化学侵蚀严重的区域，也可以考虑采用此加固做法。

与板面加固相比，板底加固施工相对困难，新增板底叠合层一般需在板底搭设模板，由于上部存在原有楼板，叠合层混凝土浇筑及振捣无法正常进行。为解决上述施工难点，需要在原有楼板板面开孔，作为材料入口及排气孔。

同时，由于细石混凝土的流动性较差，板底叠合层建议采用流动性及自密实性较好的高强灌浆料，通过低压灌浆的方式注入高强灌浆料至相邻排气孔，以保证板底加固层的密实度。

2 粘贴碳纤维或钢板加固法

2.1 方案说明

粘贴碳纤维或钢板加固楼板，加固原理及效果基本相同。相比之下，粘贴碳纤维加固方案在实际工程中更具优势，主要体现在以下几个方面：一是施工造价低；二是施工更简单；三是耐腐蚀，适用的加固条件更广；四是施工无需楼板开槽，无需植化学锚栓，对原结构损伤小。下面对楼板粘贴碳纤维加固展开论述，其主要做法如图3、图4 所示。

图3 板面粘贴碳纤维加固示意（来源：作者自绘）

图4 板底粘贴碳纤维示意（来源：作者自绘）

2.2 注意事项

根据《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367—2013），对于粘贴碳纤维加固法，被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5 MPa[3]。

此外，对于建成时间较久或者混凝土表面已经存在超过保护层厚度的碳化层的情况，在使用粘贴类加固方案时也需要谨慎考虑。由于碳化会使混凝土的碱度降低，当碳化深度超过混凝土的保护层厚度时，在水与空气存在的条件下，原有混凝土保护层失去对钢筋的保护作用，导致钢筋生锈，进而引发混凝土保护层开裂或剥落，造成粘贴碳纤维加固失效。

3 板底增设钢梁支撑加固法

3.1 方案说明

板底增设钢梁支撑加固法的原理为通过新增楼板支座、减小楼板跨度来提高楼板的承载力，主要加固做法如图5所示。

图5 楼板增设钢梁支撑加固示意（组图来源：作者自绘）

3.2 注意事项

该方案适用于楼面荷载增加幅度较大、原有楼板厚度较薄的情况，加固设计时需注意以下几点。一是由于楼板多采用分离式配筋，新增钢梁位置的楼板分析时需按简支边界考虑，并注意该处楼板板面可能存在开裂的风险。在确认方案时，需与业主做好提前沟通工作。二是由于钢梁和混凝土楼板的材质不同，为尽量减小变形不协调导致的二次受力问题，可通过控制钢梁应力比来减小钢梁挠度。楼板与新增钢梁之间的缝隙采用环氧树脂填充，确保密实，并保证共同受力。三是新增钢结构需按规范相关要求做好防腐及防火措施[4]。

4 板面、板底综合加固法

4.1 方案说明

板底、板面综合加固法多用于需要大幅度提高楼板承载能力的情况，一般可采用增大截面和粘贴碳纤维综合加固处理。由于板底增大截面施工较为困难，可采用板面增设叠合层，板底粘贴碳纤维加固[5]。

4.2 案例分析

某公司一栋3 层钢筋混凝土框架办公楼需整体改造为一栋档案管理大楼，档案室活荷载要求为12 kN/m2，原楼板采用100 mm 厚现浇混凝土板。经前期鉴定，原结构大部分结构柱轴压比、梁截面尺寸以及楼板配筋均不满足承载力要求。结合项目实际情况，对结构柱、梁采用增大截面加固法，楼板板面设置50 mm 叠合层，板底采用粘贴碳纤维加固。板面设置叠合层可以解决板厚不足及板面支座负筋不足的问题。同时，由于存在新增面层，梁截面增大可以利用板面叠合层，在梁支座负筋不足的位置新增支座负筋。该加固做法施工简单，造价相对较低。

5 增设楼板支撑法

5.1 方案说明

增设楼板支撑法在实际项目中的运用相对较少，该方案一般用于原有结构楼板破损严重或承载能力不足且原有楼板拆除不便的情况。

5.2 案例分析

某厂区一栋建于20 世纪50 年代的办公楼，主体结构为两层砌体，2 层楼板为砖砌楼板。经鉴定，楼板红砖风化，板筋大范围锈蚀，部分锈断，楼板有整体坍塌的风险。业主要求加固时避免扰动原结构，希望保留原有砖砌楼板。根据项目实际情况，最终采用板底增设钢结构支撑的加固方案来承受原有楼板自重及楼面活荷载，如图6 所示。该方案需要注意以下几点。

图6 板底增设楼板支撑加固示意（来源：作者自绘）

（1）新增支撑与原有楼板之间需要形成直接的支承关系，以避免后期板面可能存在的开裂及局部塌陷风险。

（2）新增钢结构需采取防腐及防火措施。

6 结语

对房屋建筑结构进行加固处理，不仅可以保证房屋建筑工程项目的完好性，还可以有效延长房屋建筑工程项目的应用年限，消除地基沉降、地震灾害对房屋建筑结构的损害。本文通过对不同的楼板加固方案进行说明，分析了不同方案的适用范围及注意事项，实际工程中还需要依据项目具体情况，结合不同需求加以运用。