医院抗震加固改造实例

史铁花

2008年汶川地震后，我国对学校建筑和医院建筑等人员密集场所的抗震设防越发重视起来。学校建筑的抗震加固已经在全国范围内大面积展开并多数已完成。然而医院建筑的抗震加固还在筹划中，就北京市来说，对于老旧医院建筑，抗震鉴定工作已基本完成，但受各种因素，如房屋周转、资金来源等影响，使得抗震加固迟迟无法大面积全面展开。因而全国范围内有不少老旧医院建筑仍然有着严重的抗震隐患。正如习近平总书记在中央财经委员会第三次会议上指出的那样，我国自然灾害防治能力总体还比较弱，提高自然灾害防治能力，是实现“两个一百年”奋斗目标、实现中华民族伟大复兴中国梦的必然要求，是关系人民群众生命财产安全和国家安全的大事，也是对我们党执政能力的重大考验，必须抓紧抓实。医院建筑作为重点设防类建筑，地震时使用功能不能中断，故现有医院建筑的抗震安全应该引起足够重视并尽早付诸抗震鉴定和加固，真正体现“预防为主，防救结合”的防灾思想，实施震前预防是减少震后救援和地震损失的有力手段。本项目介绍一个典型老旧医院建筑的抗震加固案例，供业主和实施各方参考。

项目概况

某医院“工”形楼建于1958年，为地上六层（局部五层）、地下局部一层的砖混结构房屋，总建筑面积23337平方米，建筑平面基本为“工”字形（建筑首层平面图如图1所示）。“工”字形北部为门诊楼，南部为病房楼，中部东侧为医技楼、西侧为急诊楼。该房屋具有20世纪50年代医院建筑的典型特征，其“工”字形医院布局、红砖加白灰线条外墙、厚重的水磨石地面等有着深刻的时代印记，这也是业主在本次加固改造中提出需保留原有风貌原有历史印记的部分。

图1 首层建筑平面图

该房屋已经超过设计使用年限50年的限值，依据2006年中华人民共和国建设部第148号部长令关于《房屋建筑工程抗震设防管理规定》以及《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292—2015）和《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023—2009）的相关规定，该房屋首先需要进行结构安全和抗震鉴定并依据鉴定结果做相应处理才能继续使用，另外原有的病房楼各项设施也均已不能满足医院的使用功能要求，决定进行加固和改造。

该房屋抗震设防类别为重点设防类，抗震鉴定按照后续设计使用年限为30年的A类的方法进行。经过结构鉴定，安全性等级评定为Csu级，房屋局部危险，应当立即采取措施，抗震不满足相关标准要求，需要进行整体加固。

加固技术方案

该房屋由八道变形缝将其分为九个部分，结构鉴定与加固也相应分为九幢独立房屋，其中“工”字形主体结构静力安全和抗震安全均不满足要求。该房屋加固改造时因经费紧张，业主提出采用10～15年的后续使用年限来进行结构的鉴定和加固，项目组依据《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023—2009）（以下简称鉴定标准）向业主介绍了后续使用年限依据建造年代划分，分别有30年、40年、50年三种情况，并依据鉴定标准规定对该房屋采用了后续使用年限为30年的A类抗震鉴定和加固的方法进行（比起40年和50年业主还是能接受30年的后续使用年限）。对于静力不满足承载力要求的构件进行相应的针对性的加固。对于抗震，因原有的鉴定报告按照现行抗震规范进行构件抗震承载力验算而得出相当数量的墙体不满足抗震要求而需要逐个加固，设计院按照鉴定标准A类砌体房屋的相关规定重新进行了分级鉴定，采用楼层综合抗震能力指数的方法进行了房屋综合抗震能力的评定。评定结果显示除了第五层外，其余各层的楼层综合抗震能力指数都有小于1的情况，均不满足抗震要求，需进行加固。

图2 房屋加固的流程

对该建筑的加固依据安全性鉴定与抗震鉴定的结论，综合考虑，确定加固方案，加固设计的流程如图2所示。另外需遵循抗震加固设计原则，即首先是提高综合抗震能力的原则（承载力、整体性），针对原结构存在的缺陷，找出使结构达到设防目标的关键，尽可能消除原结构不规则、不合理、薄弱层等不利因素；其次抗震加固不同于工程事故处理，强调整体加固，避免构件加固；同时结合使用功能、施工方法、环境影响和经济方面的要求，选择相应的加固方案；并保证加固措施的有效性,尽可能减少对原结构构件的损坏，加固构件与原结构有可靠的连接，加固后应避免出现新的薄弱层，保证新旧构件的协同工作；最后充分利用地基基础现有承载能力，尽可能减少地基加固工程量。

对于安全性不足的以构件加固为主；对于抗震加固依据《建筑抗震加固技术规程》（JGJ 116—2009）以整体性、抗震概念加固为主、以构件加固为辅进行综合统筹加固，并在满足承载力前提下尽量保持原有建筑的历史风貌特征、减少对原建筑房屋使用功能的影响、降低造价，即安全、适用、经济。加固后的楼层综合抗震能力指数应大于1，并应防止出现新的综合抗震能力指数突变的楼层，即加固后本层的受剪承载力不得大于相邻下一层的20%，当超过时，应同时增强下一层的抗震能力直至满足要求。

最终确定了加固方案：

1.静力不足的构件局部加固处理，抗震不足进行体系加固。

该房屋由于纵向开洞较多，故主要是纵向抗震承载力不足，加固方式采用了底部几层内走廊纵墙全部加固的方式进行，这样既避免了从建筑外部加固外墙时大量开挖基础对外部通行的影响，也减少了从房屋内部加固外墙时对每间房屋原有水磨石地面的破坏。

2.横墙依据分散间隔均匀分布的原则选择进行加固，最终楼层纵横向综合抗震能力指数都大于1，且相邻上一层的楼层受剪承载力不超过下一层的20%以避免出现薄弱层或薄弱层转移。

这样既受力合理又统筹布局，对房屋的布局和使用面积影响最小，造价也不高。

具体加固方式为：

1.纵向抗震能力不足，对部分墙体依据抗震承载能力不足的程度分别进行70mm厚钢筋混凝土板墙加固或50mm厚钢筋网水泥砂浆面层加固，这些部位主要为走道两侧墙体以及少数横墙，且加固范围随着楼层的增高而减少。

2.对护士站等开大洞部位除了进行局部增设钢筋混凝土框加强加固外，对该楼层综合抗震能力进行重新评估并重新统筹加固。

3.原洞口高度改变处增设钢筋混凝土过梁；原门洞封堵时进行结构封堵；新开门洞需要考虑静力以及整体考虑楼层综合抗震能力，在增设钢筋混凝土过梁的基础上进行墙体加固处理。

4.改为档案室部位的楼板和钢筋混凝土大梁进行增大截面加固，该部位一层砖墙采用70mm厚钢筋混凝土板墙加固，板墙设置了与原墙体同深的基础，图3是其中一部分结构加固平面示意图。

图3 某段一层结构加固平面示意图

5.为保持原有的水磨石地面，墙体加固剔凿时采用人工作业，并采取相应的保护措施，最终加固只影响了靠近加固墙体的20厘米左右宽条带的水磨石，其余的大面积的水磨石楼地面都得到了很好的保护。

本项目抗震加固改造 “重”点是加固时要兼顾结构安全和医院建筑平面布局和流程以及配合机电设备的布置和位置预留。由于医疗流程的严格要求，医疗用房的房屋布局、面积、洞口尺寸等都有相应的规定，结构师多次有针对性地和建筑师以及使用方进行密切沟通和切磋配合，使得房屋真正达到既满足国家相关标准对于结构安全的要求，更满足医院的医疗流程和使用要求。随着建筑方案布局的调整，结构加固也相应做过多次的调整和修改，并且由于现场平面布置以及洞口位置和尺寸与竣工图有差异，结构设计人员配合建筑师进行现场逐一细致的构件实地测量，反映到施工图中；医院的机电设备因为其复杂的医疗功能等本身就比其他公共建筑复杂，加之原建筑设备图纸严重缺失，而且设备管道经过若干次没有图纸的改造，因而改造难度相当大。为了使设备洞口预先预留避免后凿以保持结构加固的完整性和有效性，结构师配合设备师多次深入工地上钻吊顶、下潜地沟、并找相关人员了解情况，在充分透彻掌握了房屋现场的机电设备情况后，结构师进行了相应的设备洞口的处理，确保了结构加固的完整性和牢固性，也间接降低了造价。

加固改造的 “难”点是如何能做到不大面积影响使用功能即做到边施工边使用。结构加固前应尽量卸掉上部所有活荷载。因医院建筑多数用房紧张、难以周转，故本次改造提出利用变形缝将加固施工分成几段，采用分段实施、轮流周转的方案，使加固施工只影响局部区域，其他区域仍然运行，但需要施工做好围挡及隔音措施，单位合理安排施工时间，尽可能减少噪声，有噪声的安排在远端和白天，另外院方也需制定相应管理措施，科学安排病人，并做好病人及家属的思想工作，这点确实很难。

项目实施流程及效果

（一）实施流程

该房屋的实施主体是建设单位，也是产权单位、业主。确定需改造后，首先进行了结构安全鉴定和抗震鉴定，之后通过公开招投标方式分别确定设计单位、施工单位、监理单位。

建设单位委托设计单位依据批复投资进行施工图设计。设计单位需严格按照初步设计批复的规模、标准和投资概算进行限额设计，确保施工图预算不突破初步设计概算，从源头上控制投资，同时，尽量压缩和减少暂估价和暂定项目。施工图通过审查机构审查与消防审核。加固施工首先需要办理开工证，并实行分段分区施工，先卸载后加固，接着进行设备管线更新、装修等。该项目在实施过程中，建设单位严格执行基本建设程序，在施工过程中充分利用并发挥好各参建单位（包括设计单位、施工单位、监理单位）的作用，并配合质检部门及时做好工作的质量检查和验收记录。

（二）工程实施效果

该项目已竣工，结构经过合理加固后满足抗震设防烈度8度区、后续使用年限为30年的承载力要求，建筑外观既美观大方又不失古典优雅，平面布局功能流畅，并满足节能、消防、无障碍设施等的要求，各种机电设备正常运行，无障碍设施尽显人性化关怀，办公场所窗明几净，这所具有50多年的老建筑在参建各方的共同努力下重新焕发了勃勃生机（图4）。

图4 项目加固实效情况

总结

该项目能在医疗用房紧张、周转困难的前提下克服重重困难加固改造成功，其主要经验一是首先有着齐全合理的项目组织机构进行项目统筹协调和合理计划管理，保证建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等参建各方的共同携手、通力合作非常重要；二是由政府承担抗震加固及综合改造的资金,解决了项目经费问题，另外项目申报前期深入调研，合理确定项目内容和合理资金需求，保证资金申报中不遗漏不重复，这是项目能够实施的资金保障；三是严把工程质量关,优选工程建设参与单位,坚持工程建设高标准,加大巡查抽查频次；四是建设单位管理有力，由于原建筑竣工图与现场多处不符，在项目实施过程中，当遇到拆除吊顶隔墙等非结构构件后，发现与测绘的图纸有出入时，建设单位立即组织各参建方进行及时会商，确保在最短时间内调整实施方案，保证了工程如期完成；另外由于医院用房紧张，需要边施工边使用，建设单位在做好病房的隔音工作以及安抚病人等协调事宜中起着举足轻重的作用。

对于加固改造项目，政府协调发展改革、国土、规划、消防等部门在符合工程建设法律法规前提下，简化了综合改造工程审批手续、缩短了办理时间，这些举措是项目得以实施的有力保障。