建筑结构加固改造设计与施工分析

谢业斌

（福建筑国建设有限公司，福建 厦门 361000）

建筑工程长期使用过程中，受到使用年限和环境因素的影响，部分位置可能出现老化损坏或施工质量问题，非必要的情况下，不会拆除重建，而是进行加固改造，解决建筑结构问题，延长建筑的使用寿命。本文结合作者实际工作案例，在遵循加固改造工作基本原则的基础上，就完善加固改造施工的基本流程及施工技术进行探析。

1 建筑结构加固改造施工的意义

建筑结构的安全性和耐久性是检测建筑结构是否可以安全使用的主要指标，需通过专业化的技术手段对建筑结构进行检查，以了解建筑结构的实际情况，针对结构中现存的问题，可通过加固改造施工有效延长建筑的使用寿命。加固改造施工的意义主要体现在两个方面：一是可以满足人们对建筑的使用需求；二是可以提高建筑结构的承载能力及耐久性。由于不同建筑物在使用过程中受到的损伤不同，对于加固改造的要求也有所差异，施工人员需要根据建筑工程的实际情况，合理选择加固维修方式，制定科学的加固改造施工方案。例如，在盛之乡（厦门）温泉度假村SPA 所加固改造工程中，为了解该建筑现阶段结构质量情况，为后续功能加固改造提供依据，盛之乡（厦门）温泉度假村有限公司委托福建某工程技术有限公司对建筑主体结构进行抗震鉴定。该工程建筑结构为地下1 层、地上3 层的框架结构。通过现场实地勘察发现，建筑上部结构表面及周边未产生明显的不均匀沉降变形现象及沉降裂缝，结构顶点侧向位移检测结果均满足规范要求，建筑物的地基基础尚处于正常工作状态。建筑多数的框架柱、框架梁有明显浆体离析、表面疏松等现象，经敲打发现，局部钢筋有锈蚀现象，检测单位采用回弹法及钢筋检测发现，该建筑部分框架柱、框架梁实际配筋值小于其计算配筋值，承载力不满足要求，因此，加固改造工作的重点应放在提升建筑综合抗震能力上。

2 建筑结构加固改造设计原则

建筑结构的加固改造设计需要充分考虑建筑的使用需求及加固改造的重点内容，应遵循以下原则。

2.1 整体性原则

在设计加固改造方案的过程中，设计人员需要从建筑的整体出发，重点分析建筑加固改造施工方案。如果建筑结构中的部分构件存在问题，只针对该部分进行加固可能导致建筑物的抗震能力及周围结构刚度下降，结构应力也会出现变化，加固改造施工效果无法达到预期。为此，需要考虑加固改造施工对建筑整体的影响，处理好构件与结构、局部与整体、临时与永久间的关系，从而保证施工过程的协调性。对于建筑结构而言，局部加固或部分构件加固后，并不能保证建筑整体的承载能力符合设计要求，因此，完成施工后，需要检查、评估结构的整体性，如果整体结构不满足工程要求，需要对建筑进行整体加固处理。

2.2 合理性原则

建筑结构加固改造施工需要遵循合理性原则。在正式开展结构加固施工前，需要根据建筑结构的判定结果判断加固计划的内容和方案是否一致，并根据结构损坏的具体程度确定完成加固后的安全等级，在实际施工中，需要尽量保存并运用建筑原有结构和构件。为保证施工环节的合理性，施工人员进行加固改造时，必须按照科学的顺序进行施工，先治理后加固。由高温、高湿、冻融、腐蚀、振动、温度应力、收缩应力、地基沉降不均匀等原因造成的建筑结构损坏，施工人员需要采取有效的治理措施，从源头上清除破坏因素，并科学选择加固处理时机，避免对建筑结构造成二次损坏。通常情况下，建筑结构加固需要先进行卸载或部分卸载，再按照一定的顺序加固，先加固后拆除、先加固后开洞、先进行基础结构加固、后进行柱梁板加固，从而保证建筑结构加固改造施工的合理性。

3 建筑结构加固改造工程的工序

由于建筑工程的整体结构及施工过程极为复杂，在后期投入使用时经常会出现各种各样的质量和安全问题，为此，需要提高对建筑结构加固改造施工流程和施工内容的重视程度，保证加固改造施工顺利开展。

3.1 鉴定阶段

建筑工程加固改造施工前，工作人员需要从建筑工程的整体结构出发，提高对加固改造工作的重视度，设计出科学有效的施工方案，进而推动后续施工管理工作正常进行，避免因施工管理水平不足而导致各种各样的质量和安全问题。在鉴定建筑工程加固改造内容的过程中，鉴定人员需要始终遵循实事求是的基本原则，科学分析建筑物的损坏情况，并深入研究损坏的主要原因，目的是为施工方案设计提供信息支持，避免在建筑加固改造中出现盲目施工的情况。同时，鉴定人员需要明确建筑内部各结构部件的具体使用情况，及时了解建筑物的破损程度。

3.2 设计阶段

完成建筑物鉴定工作后，需要根据具体的鉴定内容设计加固改造施工方案，选择合适的加固改造方法，完善加固改造施工图纸，保证后续施工管理工作顺利开展，避免在施工阶段，出现施工混乱的情况。施工方案设计包括两部分：一是加固改造技术的具体应用方案。设计人员需要结合建筑加固改造的具体要求，科学选择施工技术，并将技术应用流程及注意事项纳入施工方案中。二是要针对加固改造施工中可能遇到的特殊情况提前制定应对措施。如果在施工阶段出现施工问题，可以在第一时间进行补救。

3.3 施工阶段

建筑工程加固改造施工的重点管理内容是有效避免施工中出现安全和质量问题。需要在正式施工前，对施工人员进行专业技术培训，帮助施工人员解读安全施工方案，明确加固改造工作的具体流程及应用要点，如果加固改造施工需要使用机械设备或存在特殊施工，需要保证施工人员持证上岗，做好技术交底工作，不断提高施工人员的技术素养。此外，加固改造施工单位可以组建施工管理小组，统筹管理整个施工环节，监督施工人员的技术应用情况，规范施工人员的施工行为，同时，需要监督加固改造工程的施工质量，详细研究和设计施工组织，制定出相对具体可行的施工流程进度表，以便于施工管理。管理小组需要重点检查施工质量，如果质量不符合施工要求，应立即返工，严格控制施工质量。

3.4 验收阶段

验收阶段是对建筑物加固改造情况进行验收，施工单位需要自检施工质量，检查施工效果是否满足加固改造施工设计要求，严格按照工程施工方案评估、验收施工情况。此外，施工单位需要组织专家及监理单位对工程施工进行验收，对施工中存在的问题进行整改，然后重新进行二次审核，直到加固改造施工符合建筑工程施工要求。

4 建筑结构加固改造设计

建筑结构加固改造的施工方法主要包括加大截面加固法、置换混凝土加固法、粘结外包型钢加固法和粘贴纤维加固法。

4.1 加大截面加固法

通过分析建筑结构加固改造技术可知，在具体的施工阶段，需要对建筑原有的混凝土结构外层进行加固。通常情况下，建筑物的外层加固是由型钢结构和混凝土组成，加大截面加固法的技术原理是加大建筑结构构件的截面，并针对一些特定的结构进行改造，实现建筑原有材料与加固材料的连接，形成统一整体，以共同承受作用力。该技术可以有效提高建筑结构的抗震能力，同时，可以增强建筑物的材料性能，对提高建筑结构的稳定性具有重要意义。此外，在应用加大截面加固法的过程中，可以进一步强化建筑结构的耐久性，对后续建筑物的使用至关重要。施工人员需要修复建筑中已经出现损坏的混凝土，目的是提高建筑结构整体的承载能力。该技术主要应用在墙体结构、梁体结构和混凝土柱结构中，技术工艺较为完善，在当前建筑结构加固改造施工中的应用范围较广。具体施工阶段需要进行湿作业施工，施工周期相对较长，会占用一部分的建筑空间，因此，应用该技术时，需要综合考虑建筑结构加固改造施工的实际情况，明确可能影响施工质量的各方面因素。施工单位需要加强对该技术的研究和应用，避免在实际施工中出现技术质量问题。

4.2 置换混凝土加固法

置换混凝土加固法是使用新材料对建筑混凝土结构进行置换，将建筑结构中的低强度、低性能混凝土置换为高强度、高性能的混凝土。该技术的应用原理是借助高质量的混凝土材料，满足加固改造施工要求。置换混凝土加固法的应用较为简便，即使是重新浇筑建筑结构也不会影响自身的净空性，经常用于混凝土柱、梁等存在缺陷的结构部位，同时，该技术的应用成本较低，施工周期相对较长，施工人员需要严格按照结构支撑施工标准和结构卸载技术要求开展施工。

4.3 粘结外包型钢加固法

粘结外包型钢加固法是外包型钢加固法的一种，主要适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土柱、梁的加固改造。在应用该技术的过程中，需要严格控制环境的湿度和温度。该技术的优势主要体现在不用过多增加建筑构件的截面尺寸，就可大幅度提高建筑结构的承载能力及抗震能力。完成加固改造施工后，建筑原构件上的混凝土可以变成三向受力的约束混凝土，以提高构件的延性，同时，该技术不需要施工模板，可以缩短施工周期。粘结外包型钢加固法对梁结构的加固主要是在混凝土梁的外围安装弹性空间钢桁架结构，形成组合结构，并使用粘胶使梁和钢桁架可以协同作用；对柱结构的改造加固是在柱的四角外粘型钢，型钢间可以使用正交缀板进行焊接，并通过灌注结构胶，使其形成完整的整体。该种施工方法可以提高混凝土材料的强度和延性，也可限制核心混凝土，阻止钢管壁向内屈曲，进而提高柱结构的稳定性。

4.4 粘贴纤维加固法

在建筑结构加固改造设计和施工中，粘贴纤维加固法应用频率较高。该技术主要是在混凝土结构外面粘连玻璃纤维或者碳纤维来进行结构加固设计和改造，以有效提高建筑构件的承载力。粘贴纤维复合材料加固技术应用过程中，可以对施工材料表面产生防护作用，如果施工环境温度过高或有其他环境因素影响，还可以起到粘连剂的作用。结合目前该技术的实际应用情况来看，该技术安全可靠，对后期的加固改造施工有促进作用，可以有效减少安全质量问题。

5 结语

综上所述，建筑长期使用后，结构可能出现老化或损坏的问题，严重影响建筑的使用安全。为此，需要利用加固改造技术对建筑结构进行修复和完善，延长建筑的使用寿命。在设计施工的过程中，需要结合建筑加固改造工程的具体情况，明确损坏问题区域，并根据损坏情况制定加固改造施工方案，严格管理设计、施工、验收等过程，以保证加固改造施工质量。同时，需要结合加固改造要求科学选择技术工艺，明确技术应用要点和注意事项，以提高工程施工质量，有效防止建筑物后期使用中出现质量问题。