某办公楼加固改造工程设计与施工

2011-07-25李太胜

山西建筑 2011年31期

李太胜

1 工程概况

中国人民大学附属中学办公楼为3层砖混结构，由北京市建筑设计公司于1952年设计，建筑面积为1 816 m2，在1976年唐山大地震后进行过结构加固。该楼1层外墙厚为490 mm，内墙厚为370 mm;2，3层外墙厚为370 mm，内墙厚为240 mm。砖砌条形基础，木结构屋架。为延续建筑的使用功能，使旧的建筑焕发新的生命并确保结构安全，对办公楼重新进行结构加固和建筑装饰。

2 结构加固设计技术

2． 1 结构鉴定

加固设计前须对拟改造房屋进行结构安全性鉴定，主要依据GB 50292民用建筑可靠性鉴定标准，GB/T 50315砌体工程现场检测技术标准，GB/T 50344建筑结构检测技术标准，JGJ 125危险房屋鉴定标准等进行检测和鉴定，并出具鉴定报告。

2． 2 加固设计

1)基础加固:本工程基础为大放脚条形基础，加固墙体时同步对基础进行加固，包括基础垫层、放脚断面及与墙体钢筋网片的衔接等。采用加大放脚断面法进行加固，C20喷射混凝土，设置两道化学锚栓加强混凝土与砖砌体的粘结。

图1 洞口处加固设计图

2)内纵墙加固:采用钢筋网C20喷射混凝土夹板墙加固法，单边加固厚度50 mm，钢筋网片φ8@200，洞口处及托梁处加固作法见图1，图2。

3)混凝土梁加固:抗弯采用粘钢板加固，抗剪采用粘碳纤维布U形箍加固，见图3。

4)楼板加固:板底粘贴碳纤维布加固，板面采用钢板网细石混凝土加固，见图4。

3 结构加固施工技术

3． 1 粘贴碳纤维片材加固技术要点

1)定位放线。认真阅读设计施工图，结合现场，弹出要加固部位的纤维位置线，为便于混凝土基层处理，每边位置线应适当放大2 cm～3 cm。

图2 托梁拆墙设计图

图3 典型梁加固图

图4 楼板加固大样图

2)结构表面处理。对被加固构件表面的浮渣、装饰层及剥落、疏松、腐蚀等劣化混凝土予以清除;对于不平的地方，首先由人工剔凿处理，然后用修复材料对其凹凸不平处进行修复;严重不平的地方，应分多次修补。按设计要求，对存在的裂缝进行灌缝或封缝处理。

用电动工具将被粘贴混凝土表面打磨平整，去除表面浮浆、油污等杂质，打磨1 mm～2 mm，直至完全露出新的混凝土面。对转角粘贴处进行倒角处理，并呈圆弧状，圆弧半径不应小于20 mm。将打磨过的构件表面，用无油压缩空气吹除粉尘，并保持表面清净。

3)涂刷底层树脂。采用人工或机械搅拌方法，将树脂各组分分别搅拌均匀，使各组分无沉淀现象。按照一定的比例，将两种树脂混合在一起并加以搅拌。用滚筒将底层树脂均匀抹于清洁的混凝土表面，不要漏刷，也不能太多。

4)找平处理。在底层树脂表面指触干燥时，就可以对基层进行找平处理。混凝土表面凹陷处用找平材料填补平整，且不应有棱角。转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧，半径不小于20 mm。待找平材料表面指触干燥时即可进行下一步工序施工。

5)浸渍树脂的配制与碳纤维的粘贴。按设计尺寸裁剪好碳纤维布，将浸渍树脂液均匀地涂抹于所要粘贴的部位，用滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，并使浸渍充分浸透碳纤维布。重复上述步骤可以粘贴多层碳纤维布，在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹一层浸渍树脂。

6)养护、检验。在树脂固化期间，应避免对碳纤维片材的扰动。在特殊环境下的结构采用碳纤维片材加固修复混凝土结构时，应对碳纤维加固系统采取必要的保护措施。

3． 2 粘钢加固施工技术

1)粘贴面处理。混凝土面应凿除粉饰层、油垢、污物，然后用角磨机打磨除去1 mm～2 mm厚表层，较大凹陷处用找平胶修补平整，打磨完毕用压缩空气吹净浮尘，最后用棉布蘸丙酮拭净表面，待粘贴面完全干燥后备用。

钢板粘贴面应用角磨机进行粗糙、除锈处理，直至打磨出现光泽，使用前若洁净仅用干布擦拭即可。否则可用棉布蘸丙酮拭净表面，待完全干燥后备用。

2)加压固定及卸荷系统准备。加固构件所承受的活荷载如人员、办公机具宜暂时移去，并尽量减小施工临时荷载。加压固定宜采用千斤顶、垫板、顶杆所组成的系统，该系统不仅能产生较大压力，而且加压固定的同时卸去了部分加固构件承担的荷载，能更好的使后粘钢板与原构件协同受力，加固效果最好，施工效率较高。

3)胶粘剂配制。建筑结构胶为A，B两组分，取洁净容器和称重衡器按说明书配合比混合，并用搅拌器搅拌约5 min～10 min至色泽均匀为止。

4)涂胶和粘贴。胶粘剂配制好后，用腻刀涂抹在已处理好钢板面上(或混凝土表面)，胶断面宜呈三角形，中间厚3 mm左右，边缘厚1 mm左右，然后将钢板粘贴在混凝土表面，用准备好的固定加压系统固定，适当加压，以胶液刚从钢板边缝挤出为度。

5)检验。检验时可用小锤轻击粘贴钢板，从音响判断粘贴效果，也可采用超声仪检测。若锚固区有效粘结面积少于90%，非锚固区有效粘结面积少于70%，应剥离钢板，重新粘贴。

对重要构件也可采用载荷检验，一般采用分级加载至正常荷载的标准值，检测结果较直观、可靠，但费用较高，耗时也较长。

6)防腐保护。加固后钢板宜采用20 mm厚M15水泥砂浆抹面保护，也可采用涂防锈漆保护，以避免钢材的腐蚀。

3． 3 喷射混凝土施工技术要点

3．3．1 材料要求

喷射混凝土所使用的原材料必须符合设计和规范要求，应优先采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥，强度等级应不低于32．5;细骨料应采用坚硬耐久性好的中粗砂，细度模数不宜小于2．5，砂子含水率宜控制在5%～7%;粗骨料应采用坚硬耐久性好的卵石或碎石，粒径不应大于12 mm。

3．3．2 加固砌体结构构件的表面处理

清除砌体结构表面装饰层，并对受侵蚀砌体或疏松灰缝进行处理，灰缝的处理深度宜为10 mm;当结构加固部位的配筋有锈蚀现象时，钢筋表面应除锈。

3．3．3 其他技术要点

喷射混凝土前支设边框模板，边框模板要安装牢固;在大面积加固时设置喷射厚度标志其间距宜为1 000 mm～1 500 mm。喷射混凝土前对空压机喷射机进行试运转，经检验运转正常后应对混凝土拌合料输送管道进行送风试验，对水管进行通水试验，不得出现漏风、漏水情况。在喷射作业前检查结构加固配筋与锚固件的连接是否牢固可靠。喷射作业应按施工技术方案要求分片、分段进行，且按先侧面、后顶面的喷射顺序自下而上施工。