近现代建筑加固维修方法初探

摘要：近现代建筑是珍贵的城市资源，但这部分建筑由于建成年代久远等原因，存在不同程度的结构安全问题，需要进行加固、维修。在对建筑的结构形式、完损状况、损坏原因进行系统分析的基础上，以墙体加固、混凝土楼板加固、木结构加固为例，对近现代建筑加固维修方法进行探讨。

关键词：近现代，建筑，加固，方法

中图分类号：F293 文献标识码：B

文章编号：1001-9138-（2016）08-0071-75 收稿日期：2016-07-31

随着社会各界保护意识的增强，很多近现代建筑得到了有效保护、合理利用，但仍有部分建筑由于建造时的设计标准低，建筑材料强度低、后期超负荷使用等原因，存在不同程度的结构安全问题，需要进行加固、维修。因而需要对近现代建筑的加固维修技术进行不断探索。

1 损坏情况分析

1.1 结构形式

近现代建筑由于建造年代不同和设计功能差异，结构形式多样。

1.1.1 砖木结构

这种结构形式自传入中国后，就广泛推行开来，一直是近代中小型建筑的主要结构形式。

1.1.2 砖混结构

20世纪初开始，砖混结构逐步兴起，主要用于办公建筑、金融建筑、文化建筑、交通建筑、娱乐建筑等。1902年建造的哈尔滨中东铁路管理局办公楼，1905年建造的青岛提督公署都采用这种结构。

1.1.3 框架结构

随着材料和技术的进步，从20世纪初期多层建筑开始采用钢筋混凝土框架结构。1908年建造的上海电话公司大楼、1916年建造的上海天祥洋行大楼为起点、1939年建造的天津利华大楼都采用这种结构。

1.2 完损状况

参照《房屋完损等级评定标准》对近现代建筑的安全性能进行评定。主要包括基本完好房、一般损坏房、严重损坏房、危险房四类。

基本完好，这类房屋结构基本完好，少量构部件有轻微的损坏，主要表现为墙体局部碱蚀，个别混凝土构件保护层脱落等。

一般损坏，这类房屋结构有一般性损坏，部分构部件有损坏或变形，主要表现为墙体大面积碱蚀，混凝土构件老化开裂、混凝土局部脱落、钢筋锈蚀，木地板局部塌陷，木龙骨、木屋架局部糟朽等。

严重损坏，这类建筑的结构有明显变形或损坏，主要表现为墙体碱蚀、风化严重、墙体结构性开裂，木结构建筑的木柱糟朽严重，混凝土构件蜂窝现象严重、钢筋锈蚀严重，小肋空心砖楼板的空心砖脱落、钢筋锈蚀严重，木屋架、木龙骨糟朽严重，瓦屋面溜坡，外挑阳台下垂变形，外廊外倾失稳等多种现象。

危险房屋，这类房屋承重构件已属危险构件，其结构丧失稳定和承载能力，随时有可能倒塌，主要表现为主要承重构件严重糟朽、断裂，墙体严重风化、碱蚀、开裂，明显倾斜等。

1.3 损坏原因

针对近现代建筑的安全现状，进行认真分析，其损坏的原因主要包括以下情况。

1.3.1 长期使用过程中建筑自然老化

这些建筑经过多年使用，各部位自然老化严重，如外檐墙体严重风化；油毡、木制防潮层自然老化，失去防潮效果；木构件糟朽等。

1.3.2 房屋建造时的设计标准低，建筑材料强度低

建筑建造时的设计标准低，大多数建筑没有抗震设施，而且由于当时的建筑材料强度低，很多建筑在建造时用海河土、草砖作为砌筑材料；部分混凝土构件浇注时配比不合理、振捣不到位，造成混凝土密实度差等。

1.3.3 维修不及时

部分建筑由于屋面漏雨得不到及时维修，致使木屋架、土板严重糟朽；地下室防水失效、长期积水，导致首层楼板的木龙骨、木地板严重糟朽。

1.3.4 外界干扰对建筑造成损坏

在城市建设和发展过程中，建筑室外地面不断提升，当高于建筑原有的防潮层标高时，即造成了建筑的防潮层失效，墙体碱蚀；另外由于历史风貌建筑的基础普遍较浅，建筑周边的基建、市政工程建设开挖地面，大型车辆经过时的振动，都会对建筑的地基产生扰动，造成建筑的损坏。

1.3.5 使用不当对建筑造成损坏

在建筑使用过程中，由于使用不当，如一户使用的住宅变成多户使用，住户在原来的走道、门厅等处私搭乱盖厨房、居室，在居室内增设夹层，致使建筑造成不同程度的损坏。如原来设计为住宅的改为公共建筑，荷载加大，但结构未加固，致使建筑造成损坏。

2 维修技术

以墙体加固、混凝土楼板加固、木结构加固为例，对近现代建筑加固维修方法进行研究。

2.1 墙体加固

近现代建筑墙体基本为砖砌体结构，使用的砖有硫缸砖、红机砖、红草砖、青砖等，粘结材料主要为海河土、白灰和白灰砂浆，少数为水泥砂浆。

2.1.1 主要损坏原因及维修技术研究

2.1.1.1 主要损坏原因

一是砖、砂浆等砌筑材料强度低，造成墙体抗压强度偏低，不能满足现今规范要求。二是墙体因长时间使用经过风化、冻融、腐蚀等多种因素，造成墙体大面积破坏，严重影响其结构安全稳定性。三是墙体所支撑荷载过大或墙体基础下沉，造成墙体大面积开裂，存在极大安全隐患。

2.1.1.2 维修技术研究

需要结合墙体的位置、损坏情况，经分析比较，采取针对性的加固措施。对于墙体抗压强度偏低的，主要采用挂钢筋网抹灰的方式加固；对于墙体严重碱蚀、鼓闪损坏严重，无法修复的，主要采用墙体掏砌的方式加固；对于墙体裂缝较多，但宽度不大或墙体交接处竖向开裂的，主要采用混凝土板带加固的方法；对于建筑墙体稳定性差，建筑抗震等级低的情况，主要采用增设混凝土构造柱、圈梁的方式加固。

2.1.2 修缮方案

2.1.2.1 挂钢筋网抹灰

主要分为单面挂网抹灰和双面挂网抹灰两种作法。

第一种是单面钢筋网抹灰。

主要施工工艺：为保证加固层与原有墙体结合牢固，使之共同受力，施工前先把原有墙面抹灰铲除，砖缝剔深10mm，用钢丝刷将墙面刷干净，自上而下洒水湿润。在墙体植筋，绑扎钢筋网，并在墙面挂置牢靠，绑扎竖（纵）筋在内，水平（横）筋在外，手工抹水泥砂浆。如工程量较大，也可采用空压机喷射细石混凝土或水泥砂浆做法。

效果分析：该方法施工难度不大、造价较低，并且能够有效提升墙体结构稳定性，适用于保留较好的墙体结构。缺点是墙体厚度增加，内檐净距将减少6-10cm。

第二种是双面钢筋网加固。

主要施工工艺：在绑钢筋前墙体施工同“单面钢筋网抹灰”，绑扎钢筋挂置方法为：在墙上凿孔，孔内粉末碎块须清除干净，并用水清洗，先在孔内灌满砂浆，插入拉结筋，将孔内砂浆挤压补实，达到一定强度后绑钢筋网。手工抹水泥砂浆，须抹两至三遍，第一遍要求揉均刮糙，第二至第三遍再压实抹平， 不得有空鼓、裂逢、露筋现象，施工完后要注意浇水养护。

效果分析：双面钢筋网抹灰加固施工能够较大提升建筑墙体结构稳定性，该做法适用于内外檐均有条件实施的墙体结构。相比单面钢筋网抹灰能够更大的保证墙体的抗压、抗剪性能。

2.1.2.2 墙体掏砌加固

主要施工工艺：掏砌砖墙应横向分段并间隔的方式，可以由两端向中间，也可以由中间向两端对称进行，掏砌段的长度一般为750mm-1000mm。每段墙体的掏拆应由上而下逐层进行。掏拆后的墙洞均应清整干净、浇水湿润。掏砌混水墙宜用满丁满条组砌方法；掏砌清水砖墙应沿用原墙的组砌方法。砌筑时其丁砖必须用整砖，370mm厚以上的砖墙丁砖交错搭接，确保新砌墙的整体性。

效果分析：通过墙体掏砌替换局部损坏墙体，能消除墙体薄弱部位，提高墙体的整体承压及地震状况下的抗剪性能，进一步保证整片墙体乃至整体结构的受力性能。同时，也改善了建筑物的使用环境。这种方案工程量小，但有一定操作难度。

2.1.2.3 混凝土板带加固

主要施工工艺：混凝土板带厚度为一皮砖高度，长度为600mm。宽度为墙体厚度减120mm。混凝土强度等级为C20细石膨胀钢筋混凝土。按照配比进行细石膨胀混凝土搅拌，并进行浇筑，应饱满密实。

效果分析：墙体转角部位因应力集中容易产生破坏，尤其是房屋的四角，在地震力作用下兼受扭转等复合应力，易产生裂缝甚至破坏，在转角位置设置混凝土板带能够加强两侧墙体的拉结，提高墙体的整体性，增强刚度。在平面墙体部位设置混凝土板带能够阻隔墙体裂缝的发展，增强墙体稳定性。

2.1.2.4 增设混凝土构造柱、圈梁

主要施工工艺：在墙体交接处增设内置混凝土构造柱，在楼板标高处增设内置混凝土圈梁。首先分段剔除墙体并下设铁板凳进行支顶；然后放入绑扎好的钢筋；最后浇筑SCM混凝土灌浆料。

效果分析：圈梁和构造柱连接形成纵向和横向构造框架，加强纵、横墙的联系，抵抗震动荷载和传递水平荷载。圈梁起到水平箍的作用，可减小墙、柱的压屈长度，防止和减轻墙体由于地基不均匀沉降等因素引起的裂缝，起到改善房屋总体抗震能力的作用。

2.2 混凝土楼板加固工程

部分历史风貌建筑的楼板为小肋空心砖楼板或钢筋混凝土楼板。

2.2.1 主要损坏原因及维修技术研究

2.2.1.1 损坏原因分析

建造时施工工艺落后、材料质量差，加之长时间使用，致使钢筋锈蚀严重，混凝土剥落，承重构件破损严重。

2.2.1.2 维修技术研究

无论小肋空心砖结构还是钢筋混凝土结构，维修难度都比较大。对于无保留价值的楼板一般采用拆除后重新浇筑混凝土的工艺进行改造；对于有保留价值的楼板，采取对原楼板破损部位进行修补，在下方增设承重楼板的加固方法。

2.2.2 修缮方案

2.2.2.1 拆除后重新现浇混凝土楼板

主要施工工艺：整体拆除原先楼板；整体支模板，与墙面交接处增设铁板凳；绑扎钢筋，浇筑砼。梁与梁相交，梁与柱相交，支撑梁在相交处均设附加箍筋。

效果分析：用现浇混凝土楼板替代原有楼板，提高了楼板的承载能力，保证建筑结构的安全性。施工量较大，但工艺简单。

2.2.2.2 下方增设混凝土楼板

主要施工工艺：首先将原楼板板底抹灰剔除，不能损坏原楼板；然后在肋部植筋，并与新浇筑楼板的钢筋进行绑扎，使用无收缩水泥浇筑楼板。

效果分析：采用下部增设混凝土楼板加固的方法，提高了楼板的承载能力，保证建筑结构的安全性。同时也有效保护了楼板面层极具保留价值的装饰材料。该方法施工难度较大。

2.3 木结构加固工程

砖木结构是近现代建筑的主要结构形式，其屋架、楼板等承重构件大多为木质。

2.3.1 主要损坏原因及维修技术研究

2.3.1.1 主要损坏原因

糟朽：木构件糟朽主要是由于环境阴暗潮湿的造成木构件自身腐朽，多出现在构件入墙部位，此部位为荷载集中剪力部位，为构件薄弱点。

虫蛀：主要为白蚁对木材蛀蚀。其表现为木构件色泽表面呈灰白色且不光滑而粗糙，用小锤敲打发出“孔、孔”沙哑声且无弹性。

下挠变形：下挠结构承载力不足，并且上部荷载长期垂直压力引起下挠变形。

木构件劈裂：木构件使用多年，由于木料的材质特性加之空气温湿度变化的影响，出现延木料纹理方向的裂缝，影响构件的受力。

2.3.1.2 维修技术研究

对于木构件糟朽、虫蛀、断裂等严重损坏的应按原材质更换木构件；对于木梁及木龙骨局部槽朽、虫蛀、断裂的，可采用打夹板加固的方法；对于木屋架的下弦等受拉构件出现严重风裂、下挠变形等情况的，可进行碳纤维加固；对于木檩或木屋架存在明显风裂的，可采用铁箍加固的方法。

2.3.2 修缮方案

2.3.2.1 更换木构件

主要施工工艺：更换前，先进行支顶并且适当减轻荷载。根据设计图纸放出木屋架的大样。再进行加工制作，加工后进行防腐及面层油漆粉刷，更换构件。

效果分析：对严重损坏的木构件进行更换，能够彻底消除安全隐患。提高木结构体系的承载能力，但施工量较大，有一定的施工难度。

2.3.2.2 打夹板加固

主要施工工艺：截去木梁、木龙骨的损坏部位，换上与截去部位材质、尺寸相同的新木材，用木夹板、螺栓加固，梁、龙骨新旧料截面接缝应严实、顺直，螺栓拧紧固定。

效果分析：在不整体更换木构件的情况下，对局部损坏部位进行替换并用夹板固定的维修方法，能够有效增强木构件的受力性能，且工程量小，施工简便。

2.3.2.3 碳纤维加固

主要施工工艺：按照设计方案对基底进行修补、打磨处理，涂刷碳纤维胶粘结剂，粘贴碳纤维片并进行养护。

效果分析：采用此法加固能够提高杆件的抗拉及抗剪能力，从而达到加固木屋架的目的。这种加固维修方案对基底处理、粘接等施工工艺要求较高。

2.3.2.4 铁箍加固

主要施工工艺：采用扁铁制成铁箍，对承重木构件进行双面加固。铁箍间距500mm，铁箍端部钻Ф10孔，采用普通螺栓固定。

效果分析：对木檩或木屋架存在明显风裂的情况，用扁铁箍对构件进行加固，可对其截面产生约束作用，限制木构件裂缝的延伸与发展，并确保构件的承载能力不降低。这种加固方案施工简便，且耐久性强。

作者简介：

张俊东，天津市保护风貌建筑办公室副主任，高级工程师。