王澤璞 ,李國堂,李慧慧
1河南省住建廳機(jī)關(guān)服務(wù)中心(450000) 2河南省建筑科學(xué)研究院有限公司(450053)
民用建筑物修復(fù)、加固、改造概述
王澤璞1,李國堂2,李慧慧2
1河南省住建廳機(jī)關(guān)服務(wù)中心(450000) 2河南省建筑科學(xué)研究院有限公司(450053)
對(duì)民用建筑在設(shè)計(jì)、施工和使用中存在的問題,或改變使用功能均需要進(jìn)行必要的修復(fù)、加固、改造,要根據(jù)建筑物的特點(diǎn)和現(xiàn)狀來充分考慮現(xiàn)有建筑物的受力特點(diǎn),盡量不影響原有建筑結(jié)構(gòu)其他部位的完整性、穩(wěn)定性和安全性,并盡量對(duì)生活使用不影響或少影響;注意盡少拆除,減少修復(fù)、加固、改造時(shí)的難度,充分利用建筑物本身的有利條件,采取措施克服可能存在的不利影響。通過修復(fù)、加固、改造均能達(dá)到保證質(zhì)量,安全可靠,經(jīng)濟(jì)合理,滿足生產(chǎn)、生活使用功能的目的。
民用建筑物;修復(fù);加固;改造
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,民用建筑物的修復(fù)、加固、改造也越來越多,特別是老建筑和存在質(zhì)量問題及改變功能的建筑。需要修復(fù)、加固、改造的民用建筑主要有使用已久的砌體結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),一般層數(shù)較少,高度較低;近期新建的民用建筑則很少有修復(fù)、加固,個(gè)別也有因施工質(zhì)量需要修復(fù)、加固的。
民用建筑修復(fù)、加固、改造的因素眾多,主要有使用改變,城市改造,或年久失修,另外就是施工質(zhì)量和設(shè)計(jì)不當(dāng),或遭遇自然災(zāi)害等。
當(dāng)原建筑面積不夠使用,需要在原建筑物上加層、加高,引起結(jié)構(gòu)體系或結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)改變,加層時(shí)要考慮原有結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)承受能力,要采用與之相適應(yīng)的改造方案。或因?qū)⑸钣梅扛某赊k公、舞廳、營業(yè)部等,從而增大荷載影響安全,或當(dāng)建筑內(nèi)使用空間較小時(shí),需要通過拆墻增大空間,滿足新的使用面積要求。
當(dāng)前大中小城市均有不同程度的發(fā)展,特別是大中城市交通網(wǎng)絡(luò)的主干道兩側(cè),需要拆除重建外,可保留老建筑需要從立面造型美觀和高度上進(jìn)行改造。
施工中主要由于質(zhì)量控制不嚴(yán),混凝土配合比不當(dāng),振搗不密實(shí),養(yǎng)護(hù)不良等,從而引起構(gòu)件強(qiáng)度低,出現(xiàn)裂縫、損傷,保護(hù)層過大,板厚不足,均會(huì)引起受力高度改變,承載力不足,保護(hù)層過小,造成露筋或蜂窩麻面,均需進(jìn)行適當(dāng)處理。
建筑物長(zhǎng)期使用中,因使用中增大荷載、引起火災(zāi)或其他原因出現(xiàn)裂縫、沉降、局部損傷或損壞、收自然氣候影響發(fā)生老化、碳化、風(fēng)化、腐蝕、銹蝕、未及時(shí)處理。
設(shè)計(jì)上亦有考慮不周,如在地震區(qū),將砌體結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)體系組合在一起,造成剛度和變形不協(xié)調(diào),形成突變;或?qū)⑵鲶w結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成單跨懸臂結(jié)構(gòu),不能形成較穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)體系,以及樓梯平臺(tái)未考慮地震影響而采用單層配筋等,造成在反復(fù)應(yīng)力作用下形成薄弱區(qū),而出現(xiàn)裂縫、斷裂、傾倒。
由于地震的不確定性,而發(fā)生大于設(shè)計(jì)時(shí)的地震烈度,造成損傷或破環(huán),需要對(duì)可再生的建筑恢復(fù)其使用功能。
在建筑物修復(fù)、改造、加固時(shí),要充分考慮原有建筑物的有利條件和不利條件。
所謂建筑物的有利條件,是指原有建筑的構(gòu)件在設(shè)計(jì)時(shí)承載力留有的富裕量以及使用年久后地基承載力的提高,以及混凝土后期強(qiáng)度的提高等實(shí)際情況。在處理中,要比較與原有建筑物相結(jié)合或相分離的利弊。
對(duì)建筑物本身存在的一些缺陷,如強(qiáng)度不夠,構(gòu)造不妥或超負(fù)荷,以及損傷、損壞的不同程度,在加固改造方案中,可能造成對(duì)原有建筑物不同程度在受力和構(gòu)造上產(chǎn)生不利的影響,從而引起處理時(shí)的復(fù)雜性,在修復(fù)、加固、改造時(shí)要加以處理。
建筑物在修復(fù)、加固、改造時(shí),對(duì)存在的不同問題,不同嚴(yán)重程度,以及改造時(shí)不同功能需要,可區(qū)別不同情況采用不同方法進(jìn)行處理。
一般裂縫采用灌漿、填塞水泥砂漿或細(xì)石混凝土填縫;墻體強(qiáng)度不足可采用鋼絲網(wǎng)噴射砂漿補(bǔ)強(qiáng);局部損傷、損壞可采用混凝土補(bǔ)強(qiáng);對(duì)墻體表面風(fēng)化、腐蝕,應(yīng)把松散部分鏟除重新抹灰后刷防腐涂料處理;墻體高厚比不能滿足要求,墻體過高或過長(zhǎng),則應(yīng)在適當(dāng)部位加構(gòu)造柱或圈梁,增加墻體的穩(wěn)定性;墻體裂縫過大,局部沉降引起傾斜,嚴(yán)重時(shí)危及安全的,要進(jìn)行拆除重新砌墻;對(duì)需要拆墻的,要采用鋼或鋼筋混凝土托梁支撐,必要時(shí)兩端另設(shè)柱支撐;對(duì)改變使用功能而增大荷載部分的構(gòu)件應(yīng)予以補(bǔ)強(qiáng)加固。
不引起安全隱患的裂縫一般灌水泥漿或膠漿密封處理;對(duì)柱、梁斷面過小,強(qiáng)度不足或承載力低,均需采用碳纖維或植筋混凝土或外包鋼筋混凝土加固;若條件允許亦可采用縮小跨度或增加斜撐處理;對(duì)樓板厚度過小或保護(hù)層過大時(shí),在板下加梁支托,或在板上鑿毛或鑿槽在支座配筋后二次澆混凝土加厚樓板。對(duì)梁的保護(hù)層過大采用碳纖維加固,保護(hù)層過小,引起露筋,用水泥砂漿抹灰處理;對(duì)由于不均勻沉降引起的傾斜過大時(shí),要在基礎(chǔ)上設(shè)擴(kuò)孔樁穩(wěn)定沉降后,采取挖土、頂升、加壓、灌水或自然沉降等選擇其中可行的方法,逐步回復(fù)或減少不均勻沉降,達(dá)到糾偏的目的。
對(duì)砌體結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要增層加高,一般采用兩種方法:①內(nèi)部增層:對(duì)層高大于6.0 m的建筑物,根據(jù)需要和實(shí)際情況,在層間增層,并根據(jù)原建筑物和柱子、地基基礎(chǔ)承載能力決定采用與原結(jié)構(gòu)結(jié)合加層,或與原結(jié)構(gòu)完全分離式加層。②外部增層:即將加層設(shè)在原建筑頂之上,此時(shí)可與原結(jié)構(gòu)結(jié)合,將原結(jié)構(gòu)柱及基礎(chǔ)加固共同承擔(dān)上部增層的荷載;亦可與原建筑物完全分離,在原建筑外設(shè)新柱基支撐上部加層結(jié)構(gòu),此時(shí)加層結(jié)構(gòu)的第一次要跨越原建筑物頂部,而采用轉(zhuǎn)換層式的桁架結(jié)構(gòu)傳遞新增層的全部荷載到兩側(cè)的柱基上。
需要修復(fù)、加固、改造的建筑物,對(duì)民用建筑出現(xiàn)質(zhì)量問題的,一般均宜及時(shí)修復(fù)、加固、改造,不要等到危害生活使用和安全后才處理,處理后均要滿足設(shè)計(jì)要求及國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的要求,滿足功能要求,增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,恢復(fù)保留原面貌或改造成新的現(xiàn)代化建筑造型,同時(shí)又能延長(zhǎng)建筑物的使用壽命,并在美化建筑的同時(shí)又能美化城市。特別對(duì)歷史悠久的古建筑和歷史性、紀(jì)念性建筑,在修復(fù)、加固和改造時(shí),要注意不能破壞和損傷原有面貌,要采用強(qiáng)度高的材料,在古建筑體內(nèi)暗裝加固,增加其承載力和耐久性。
[1]GB 50292-1999,民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].中華人民共和國建設(shè)部,北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999.
[2]GB 50550-2010,建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.
[3]GB 50367-2006,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中華人民共和國建設(shè)部,北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.