某商业网点增加儿童泳池加固设计案例

马健

摘要：增加儿童泳池必然会导致原有商业建筑结构功能做出调整，进行加固处理以此满足儿童泳池建设的需要。本文以某商业楼二楼儿童泳池加固设计方案为例，结合儿童泳池加固设计的难点，详细阐述加固泳池加固设计的具体方案，以此为今后工作提供经验参考。

关键词：商业楼;泳池;加固设计;预应力

引言

商业楼在建设设计初期只是按照一般的承受能力建造，从办公角度去建设，因此在商业楼后期的使用过程中需要按照不同的使用用途去进行改造与加固。儿童泳池的建设则对建筑物的承载力提出了更好的要求，例如泳池大量的水和人要求建筑物楼板要具有相应的承载力，因此需要对相关部门进行加固，只有这样才能保证儿童泳池的安全，才能避免楼板开裂等安全事故的发生。

一、工程概述

某商务广场主体为 22 层（地下 1 层）框架 - 核心筒结构，基础为桩基和厚板基础相结合的基础形式，柱网尺寸9x9米。现A区二层局部商业区域改作水深 1.6 米浴池，活荷载标准值由 3KN/m 2 提高到16 KN/m2，浴池结构恒荷载标准值约 10 KN/m 2。二层楼面荷载大幅度提高，经原设计单位提供的结构计算模型的条件，用中科院 PKPM 软件（SATWE 和 JCCAD 计算模块）计算分析显示二层局部商业改造区域及相邻部分结构承载力不满足要求。受建设单位的委托对工程项目加固方案设计，工程项目地基基础相关承载力及变形由建设单位和原设计单位论证增加浴池是可行的为依据，本设计辅以相应计算分析。根据现场的施工作业条件、建设单位的要求及结构计算分析综合考虑采取多种加固技术相结合的方式进行加固，以达到满足结构整体承载力和变形相协调的加固要求。

二、儿童泳池加固设计中的难点

结合本工程的实际加固设计方案可以看出在该工程设计施工中存在以下难点：一是渗水问题。由于本工程是位于商业楼的二楼，因此在后期注水的过程中由于由于地基承载力不足，泳池与地台发生较严重的沉降现象，同时由于沉降产生的泳池裂缝导致池水严重渗漏，影响了泳池的正常使用;二是樓板的承载力不足。常规的商业建筑在楼板设计施工的时候考虑的是一般承受力，而儿童泳池的建设则对楼板的承受力提出了更高的要求，例如泳池水量的增加以及加上巨大的客源流动不仅会因为特殊的环境而影响到商业建筑主体的性能，比如泳池的建设如果没有做好防水措施就会导致建筑主体出于潮湿的环境，影响商业楼的整体质量。因此关键问题就是要做好楼板的承载力设计。三是该商业楼改造区域的消防管道设备等已经装修完成，这给泳池加固改造工作增加了难度。

三、商业网点儿童泳池加固设计的具体措施

基于该商业网点儿童泳池加固设计的具体要求，结合实际工程情况，做好相关加固设计措施必须要从以下方面入手：

（一）泳池地板加固处理。根据原有设计竣工验收的资料显示，二楼底板的厚度为140毫米，原有建筑结构的平面布置为单向板受力，这样屋面板的负荷比较重，存在板裂的风险，因此根据儿童泳池的设计要求，需要在原有的底板上增加300毫米的空间，以此满足负荷要求及后期的管道安装。为了保证后期的安全性，二楼楼面现浇筑400毫米的钢筋混凝土叠合板，这样可以增加底板的强度的同时，增加了板跨间钢筋的力量。

（二）框架柱加固。由于该儿童泳池位于二楼，而泳池的建设必然会增加一楼以及地下室的负载力结构，同时基于计算结果显示，在整个建筑结构中存在个别框架柱配筋缺少的问题。因此从不影响现有建筑结构使用空间以及承载力的角度考虑，需要对其进行加固。原有的设计方案就是在框架柱的一侧增加300 乘以1800mm剪力墙给予加强，但是此种方式会影响到楼梯的使用，因此经过实际考虑沿柱的对角线增加断肢剪力墙，以提高该柱的承载力和刚度变形要求，增加框架柱的抗震延伸。

（三）屋面框架梁和次梁加固。二楼儿童泳池的建设对屋面框架梁的影响是巨大的，尤其是面对突变的承载力，要求屋面框架梁及次梁要进行相应的加固处理，以此满足泳池的负载力要求。本次加固采取的是截面增加的施工加固方案，也就是在框架梁的下面增加300毫米的空间，这样既可以满足后期的通风装置的安装，还可以满足其负载力的要求。当然在屋面框架梁的下部进行200毫米的厚度增加，其会造成室内净高的降低，因此为了避免此种现象需要按照顶面加高与泳池后期新增叠合板300毫米一致的方案，底面采取粘钢加固法进对框架梁与次梁进行加固。梁加固方法和框架梁基本相同，因次梁抗弯刚度不如框架梁大，泳池底板上的荷载基本上负载在次梁上，为控制次梁裂缝跨度，在其次梁内采取无粘结预应力张拉技术，张拉预应力按荷载平衡法其楼面荷载 30% 进行张拉。

（四）泳池的防水加固处理。泳池对于屋面的防水要求比较严格，因此为了保证在后期的使用出避免出现渗漏等造成的质量安全问题，在本次加固设计方案中需要考虑到防水处理工作。在设计阶段需要结合泳池的施工方案选择相应的防水材料以及防水施工工艺等。在具体的设计上需要考虑以下两个问题：一是施工方案设计应综合考虑使用过程中沉降、水压等诸多因素及材料特性，尽量设计成刚柔结合的方案，以形成优势互补的效果;二是选材上要保证材料的现场适应性、各种材料之间的相互粘合性、防水效果的长效性。

四、改造方案的效果

通过对该商业网点儿童泳池加固方案的论证与计算后，加固设计方案经过运用BIM技术检验以及现场实际施工的测试检测后，试验区域内梁绕度变形观测值为21毫米、设计值为40毫米，其满足重要构建绕度值不大于梁跨度的1/300的规范要求。另外经过对该加固方案施工竣工后的闭水和静载试验达到改造加固安全正常使用的要求和效果。

总之，在商业网点增加儿童泳池必然会改变原有建筑的结构性能，因此要求我们必须要结合商业建筑的承载力等数据进行针对性的改造设计，以此保证儿童泳池的加固方案符合安全要求，避免出现质量问题。

参考文献：

1.邓玉娇，城市综合体改造游泳池加固设计[J].居舍 2019（05）：90

2.李延和，陈贵，吴元，李树林，沈颖坤 . 高效预应力加固法理论及应用 [M] 科学出版，2008：68-69

3.《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）