某科研楼的改造及加固

虞立明　方　英

摘要：文章根据某四层砖混结构科研楼的具体改造内容，经鉴定检测、复核验算，对其实施改造及加固，并提出了几点思考，以供类似的改造、加固工程借鉴。

关键词：鉴定检测；托换；加层；组合砖砌体；抗震加固

中图分类号：TU312文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）02-0160-03

一、工程概况

某单位科研楼系四层十四间砖混结构楼房，内走廊，南北朝向，南临街道，平面形状呈矩形，开间3.6m、3.0m，南面进深6.0m，内走廊宽2.1m，北面进深4.5m，轴线平面尺寸为45.6m×12.6m，底层层高为3.6m，其余层高为3.3m，建筑面积2350m2，建于1987年。

房屋场地地质资料已遗失，现有的设计施工图中也未作任何说明，经补充勘察，其场地主要地基土土层自上而下依次为：1层：杂填土，局部淤填土，层厚1.2~1.5m，2层：粘质粉土，层厚3.2~5.8m，地基承载力特征值fak=120 KPa；3层：粉土，层厚2.2~3.8m，地基承载力特征值fak=140 KPa；4层：砂质粘土，层厚5.2~6.8m，地基承载力特征值fak=180KPa。场地地下水在地面以下0.8~1.0m。

图1 原结构局部平面示意图

二、改造要求

1．因底层沿街需改作大开间营业用房，须拆除底层6、8、10/（A~B）轴横墙及A轴部分纵墙。

2．因科研用房不足，须将房屋加一层，其加层平面布局不变，层高为3.3m，钢筋混凝土现浇坡屋面。

3．根据房屋具体改造情况，对房屋作复核验算，对不符合要求的构件作加固处理，并对其做抗震加固处理。

三、鉴定检测

1．现场查勘：开挖检查未发现房屋基础存在明显老化、腐蚀、酥碎、开裂、折断等不良情况；未发现房屋上部结构因地基基础不均匀沉降而引起的裂缝、变形及主体结构主要承重构件，如承重墙体、带壁砖柱、钢筋混凝土梁、预应力混凝土圆孔板等结构性异常情况；房屋目前使用情况正常。

2．现场检测：根据国标《砌体工程现场检测技术标准》GB/T50315-2000，采用回弹法测得其承重墙体、带壁砖柱砌筑砂浆抗压强度平均值一层为2.8MPa、二层2.1 MPa、三层2.3 MPa、四层1.8MPa，其砌筑砂浆抗压强度不符合原设计要求；根据行标《回弹法评定烧结普通砖强度等级的方法》JC/T796-1999，采用回弹法测得其承重墙体、带壁砖柱砖强度等级为一、二、三层为MU15、四层为MU10，其砖强度等级符合原设计要求；根据协标《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03：88，采用钻芯法测得其钢筋混凝土基础混凝土抗压强度在17.4~25. 7MPa，其基础混凝土抗压强度基本符合原设计要求；根据协标《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03：88，采用钻芯法测得其钢筋混凝土梁混凝土抗压强度在19.2~24. 8MPa，其梁混凝土抗压强度符合原设计要求。

3．复核验算：为分析房屋原结构钢筋混凝土条形基础、梁、墙体及带壁砖柱的承载力，根据其平面、竖向布置、构件实际尺寸、配置钢筋情况及现场检测结果钢筋混凝土条形基础、梁混凝土强度等级取C18，墙体及带壁砖柱砌筑砂浆强度等级、砖强度等级取MU10；并按照现行设计规范，采用中国建筑科学研究院PK-PM结构计算软件进行复核验算，结果表明：钢筋混凝土条形基础抗弯承载力满足要求；钢筋混凝土梁抗弯、抗剪承载力满足要求；墙体及带壁砖柱受压承载力满足要求，其高厚比满足现行设计规范要求。

4．鉴定结论：经现场查勘、检测、复核验算，未发现房屋基础存在明显老化、腐蚀、酥碎、开裂、折断等不良情况；未发现房屋上部结构因地基基础不均匀沉降而引起的裂缝、变形；且钢筋混凝土条形基础抗弯承载力满足要求。未发现房屋主体结构主结构性异常情况；且钢筋混凝土梁抗弯、抗剪承载力满足要求，墙体及带壁砖柱受压承载力满足要求，其高厚比满足现行设计规范要求。根据国标《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-1999，原房屋地基基础安全性等级评定为Au级，上部承重结构安全性等级评定为Au级，围护系统承重部分安全性等级评定为Au级，综合评定原房屋安全性等级评定为Asu级，即其安全性符合本标准对Asu级的要求，不影响整体承载。

四、改造及加固

1．拆墙托换：房屋南面临街，底层沿街需改作大开间营业用房，须拆除底层6、8、10/（A~B）轴横墙及A轴门面部分纵墙。为此，须对底层6、8、10/（A~B）轴横墙托换，其托换方式采用墙两端贴钢筋混凝土柱、墙两侧贴钢筋混凝土梁的做法，贴梁的混凝土通过砖缝、拉结洞和砖墙咬合而共同工作，贴梁主筋伸入两端贴柱而锚固，贴柱下端锚固于基础内，中部与墙体拉结，上部与圈梁连接，贴柱、贴梁起作用后，方能拆除墙体，详见图2：托换、加固结构局部平面示意图及图3：托换梁详图；底层A轴门面部分纵墙拆除至圈梁底，圈梁兼作承重梁使用，经验算其抗弯、抗剪承载力不满足要求，采用粘贴碳纤维作加固处理。

图2托换、加固结构局部平面示意图

图3 托换梁详图

拖换梁混凝土强度等级100%进拆除下部墙体

2．加层改造：因科研用房不足，须将房屋加一层，其加层平面布局不变，层高为3.3m，墙体采用轻质材料混凝土砌块，钢筋混凝土现浇坡屋面。加层平面示意图详见图4：加层结构局部平面示意图，为加强新老房屋接合部位连接，增强房屋的整体性，并使加层房屋的荷载安全均匀地传递给下部结构直至基础地基，在原房屋屋面上增设一道钢筋混凝土圈梁（240mm×300mm），对上作为加层设置的钢筋混凝土扁柱（550mm×240mm）的下端支座，对下与原房屋构件及加固钢筋混凝土柱整体浇筑在一起。

图4加层结构局部平面示意图

3．带壁砖柱加固：房屋增加一层，荷载也相应增加，复核验算结果如下：房屋已使用近二十年，地基土承载力有一定程度的提高，其地基承载力特征值一般可提高20%，根据国标《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）复核验算，其基础承载力仍满足要求，不必作加固处理；另外，其基础持力层下部土强度高于上层，也不必验算下卧层。上部结构除A、B轴带壁砖柱受压承载力不满足要求外，其余均满足要求。

4．抗震加固：按图2：加固结构局部平面示意图作抗震加固，纵横墙交接处增设钢筋混凝土构造柱（240mm×240mm），构造柱下部端锚固于基础内,上部与墙体拉结,同圈梁连接，以增强房屋的整体刚度，提高房屋抵抗不均匀沉降的能力和抗震性能。

五、改造加固效果

房屋自改造、加固两年来，其沉降观测表明：房屋地基基础沉降速率在0.0851~0.1569mm/d之间，在行标《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97有关稳定的规定限值内，其沉降稳定，且无明显不均匀沉降；房屋上部结构未发现开裂等异常情况，且使用情况正常。

六、几点思考

1．房屋的改造、加固工作是应其遵循固有内在的工作程序和改造、加固的原则，因此只有做到科学组织，认

真鉴定检测，精心设计计算，周密施工，才能确保改造、加固工程的安全可靠和经济合理。

2．原有房屋经过多年使用，必须做好原有房屋的技术鉴定检测工作。经现场鉴定检测，能明确房屋主要承重构件的实际材料强度、截面尺寸、钢筋配置、损坏程度等情况，为复核验算提供技术数据；通过复核验算原有房屋地基基础、上部结构主要承重构件的承载能力，从而确定原有房屋的安全性或可靠性等级，为其改造、加固提供技术依据。

3．根据原有房屋的安全性或可靠性等级，结合其改造内容，论证其改造的可行性，确定改造方案，并对其重新计算，对因改造而引起的不满足要求的结构构件必需做加固处理。

4．房屋的加层不仅要考虑充分发挥原有结构的承载能力，更重要的是要考虑新加结构与原有结构的整体性问题，重点处理好新旧结构的受力、连接的协调工作。

5．房屋的加固应采取受力、传力明确，结构合理，构造措施得当，施工方便的设计方案，因加固增设的构件与原有房屋构件应有可靠的锚固和拉结措施，确保其共同工作。

6．重视房屋的抗震加固，在抗震设防区未作抗震设防的房屋，在其改造、加固时应按行标《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-98对其作抗震加固，以提高房屋的整体抗震能力。

作者简介：虞立明（1968- ），男，浙江人，杭州房屋加固工程有限公司助理工程师。