浅谈如何选择加固设计方案

徐晓云

【摘要】随着建筑市场的疯狂扩张，土地资源变得越来越珍贵，建筑行业也慢慢从原来的疯狂拆除转变为改造利用，这也推动了加固行业的发展。对于建筑改造来说，需要结合建筑实际特点科学选择加固设计方案，因此如何保证加固设计方案是需要重点考虑的问题。

【关键词】建筑工程;加固设计方案;选择;特点

建筑加固是建筑改造的一种形式，可以将老旧房屋承载性能进行优化和提升。如今，老旧房屋数量不断增多，为了避免新建工程的高投资、资源浪费等问题，必须要全面展开建筑改造工作，这也是促进城市经济发展的必然趋势。随着加固行业越来越规范，加固材料及加固施工越来越成熟，加固方法也有了更多的选择，但是对设计师来说，加固方案需要考虑施工可行性、经济性及合理性，下面我们就从这几个方面来谈谈如何选择加固方案。

1、某工程案例

宁波某博物馆，二层框架结构，原设计为6度区，框架抗震等级为四级，工程未投入使用，现改为幼儿园，对内部进行改造。主要改造内容：由于二层出屋面部分结构使用率较低，故将二层建筑拆除，按实际使用需求增加两层结构，一层部分开洞部位增补楼板，增设楼梯等。

在进行加固设计之前，首先对该建筑进行了抗震鉴定。报告中抗震部分基本满足要求，混凝土強度均基本达到原设计要求（C30），部分梁柱承载力不满足要求，部分墙体渗水严重。

2、集中加固设计方案对比

首先我们先来分析这个工程：根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）查得该建筑处于6度抗震区，由于幼儿园属于乙类建筑，故需提高抗震等级，设计应按三级框架进行计算。其次该建筑后续使用年限为50年，故新加两层结构优先考虑采用混凝土结构。经计算，一层部分混凝土梁柱承载力不足，部分基础承载力不足，现对不足部分进行加固方案设计。

2.1外粘型钢加固法

外粘型钢加固法能够大幅度提高混凝土构件的承载力，且对原结构空间影响较小，施工方便，工期较短。主要用于柱子加固。

2.2粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法能够有效提高混凝土构件承载力，对原结构空间影响较小，施工方便，工期较短。采用该方法加固的混凝土结构构件的强度不得低于C15;且构件加固后，其正截面受弯承载力的提高幅度，不应超过40%;粘贴钢板的加固量，对受拉区和受压区，分别不应超过3层和2层，且钢板总厚度不应大于10mm。一般情况下是碳布不能满足要求时才采用该加固方案。

2.3碳纤维加固法

碳纤维加固法是一种通过碳纤维复合材对房屋结构进行加固的一项措施，碳纤维复合材由于材料轻便、技术成熟、成本较低，且几乎不影响原结构的使用空间，所以在加固工程的应用中越来越广泛。采用该方法加固的混凝土结构构件的强度不得低于C15;且构件加固后，其正截面受弯承载力的提高幅度，不应超过40%;纤维复合材的加固量，对预成型板，不宜超过2层，对湿法铺层的织物，不宜超过4层。在实际工程施工中，一般都采用湿法铺层。该加固方法可普遍用于梁、板、柱的加固。

2.4增大截面加固法

增大截面加固法适用范围较广，但由于该加固方法施工工序较复杂，施工周期较长，且对后续的使用空间会有较大影响，故一般情况下是当承载力幅度需提高超过40%时才采用该方法，另外是根据工程需要才采用该方法。

3、方案选择

3.1基础加固方案选择

原基础采用直径800～1200的人工挖孔桩，桩长5米，对桩承载力不足的基础采用加锚杆桩的加固方案。该方案加固施工面小，施工灵活。同时可利用原基础进行压桩。

3.2 楼板加固方案选择

对于楼板，由于上部墙体布置均按原结构梁布置，故楼板荷载未增加，仅个别楼板增补，考虑到幼儿园后续使用年限较长，故考虑采用混凝土对楼板进行封堵，板筋直接植筋植入原梁中。像有些临时性的建筑或者后续使用年限不长的项目，可以优先考虑采用钢承压板及钢梁，可以减少施工工期。

3.3 梁加固方案选择

对于梁的加固，一般梁底及梁面钢材差值在40%以内的，均采用碳纤维布加固，超过40%的梁均采用增大截面加固法，该方法可以有效提高梁承载力，但施工工序比较复杂，所以在碳布无法满足要求情况下才会采用。本工程中有较多梁计算配筋超过原计算配筋40%以上，故选用增大截面加固法。由于层高有限，故应尽量减小增加的高度，大梁的增加高度均控制在200mm，若钢筋还是不够则在梁底再粘贴碳布，以控制最大的梁高。加固用的混凝土为了保证施工质量，则采用自流平灌浆料。

3.4柱子加固方案选择

柱子的加固，首先需要先计算上部柱子，经模型计算，上部柱子截面为600mmx600mm，原结构一层柱子截面主要为500mmx500mm，二层柱子主要为300mmx300mm，故此时只能考虑增大截面加固法，按构造要求，一层柱子按四周增大，每边75mm，加固后一层柱子截面为650mmx650mm，再者考虑到二层柱子在实际施工拆除中可能会对原结构有损伤，故在设计时考虑将原二层柱子利用，采用四周增大截面加固法，加固后柱子截面为600mmx600mm，此时，柱子的角柱直接穿板，减少了柱子钢筋的植筋工作量，保证了工程质量。同样为了保证施工质量，增大截面部分混凝土采用自流平灌浆料。

4、施工方案

各加固方法的具体施工方案各有优劣，需要针对工程实际情况，选择适当的施工方法。此外，加固施工顺序在整个施工过程中也是非常重要的一项，关系到整个工程的质量和进度。

本工程由于工期较紧，各工序需合理安排。首先是拆除工程进场，进场前必须先落实好安全措施，在全面掌握拆除工程资料和图纸的基础上，做好现场看产工作，编制施工组织设计。原二层屋面板均需拆除，按照施工图纸逐一拆除，同时一层需加固的梁柱粉刷均需要凿除，在拆除、凿除过程中，需要加固的基础也需要同时开挖，拆除工程和开挖工程必须要在纵向空间错开，避免二层拆除物坠落砸伤风险。待开挖工程结束后立即进行基础施工，基础施工需要保证承载性能以及施工质量。基础施工过程中梁柱的加固也同时开展，梁柱采用的增大截面加固法和碳纤维布加固法可以同时施工，待加固梁柱混凝土强度达到设计要求后再进行上部结构的施工。待屋面层混凝土浇筑完成并达到设计强度后，即可进行锚杆桩的施工。待锚杆桩施工完成后，装修即可进场施工。

结语：

综上所述，该工程在加固设计方案选择当中，结合了工程实际特点以及加固需求，从加固质量和经济性两个方面进行考虑，最后柱子采用增大截面加固法，梁采用增大截面法及碳纤维布加固法结合，楼板直接浇筑混凝土。在实际应用中的加固效果符合最初设计标准。总之，无论是哪类工程，选择加固设计方案都要重点考虑工程特点与要求，做到因地制宜、实事求是，充分对各个方案进行论证，从中选择出质优价优的方案，保证整个加固工程的施工质量及效益。

参考文献：

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