旧房改造工程中建筑工程技术运用分析

张大森

（白银市第一建筑工程有限公司，甘肃 白银 730900）

旧房改造是一项系统化的工程任务，由于以往的传统房屋建筑的工程技术相对来说比较落后，因此在其接近使用年限寿命时，房屋的主体框架力学模型将会出现荷载稳定性能的损失。另一方面，过去房屋建筑工程由于抗震性能设计上存在缺陷问题，导致极容易受到地质灾害影响而出现结构损伤，严重时甚至会引起房屋主体开裂、变形或垮塌。因此出于建筑资源利用率最大化的目的，对老旧的房屋建筑实施工程改造是十分必要的，在旧房改造工程中合理利用建筑工程技术，就是通过优化材料配给的方法实现房屋建筑结构补强，以最小的消耗成本显著提升房屋建筑的结构稳定性能。

1 旧房改造工程的意义与功能

旧房改造工程又叫作“旧房翻新”，用目前的建筑工程技术眼光来看待以往传统的房屋建筑工程会发现，其许多老旧的房屋在经过高年限使用后，都会出现建筑材料退化老化导致的质量问题。例如建筑墙体侵蚀损坏、墙壁蒙皮脱落、电气与给排水管线软化破裂以及建筑外墙结构保温隔热性能失效等，而旧房改造主要是实现如下几方面的功能：

1.1 恢复结构安全性

一是恢复或提高房屋建筑的结构安全性，房屋建筑在其使用寿命期限内，结构稳定性必然会出现损失，即使是如今较为先进的建筑工程也是如此。但以往传统的工程技术由于材料技术条件不高，因此房屋主体的框架承重体系很容易出现构件开裂、变形的问题，所以荷载性能失效的速度往往是现代建筑工程的几倍。因此旧房改造工程最基本的目的，就是采取材料加强或置换的工程技术手段，将房屋的结构性能恢复至以往的新房水平，甚至在此基础上超越房屋建筑的理论设计性能。

1.2 提高居住使用质量

二是改善房屋建筑工程的居住使用质量，旧房工程中由于建筑材料质量与施工工艺水平受到物质条件与技术理论的限制，导致其实际使用质量性能不高。例如房屋围挡结构经常会出现渗水、裂缝，使得建筑内部与外部无法实现“热隔离”与“噪声隔离”功能。就以常见的外墙保温施工为例，它的主要改造目的就是避免建筑围挡结构的热流失问题，降低房屋建筑空调采暖的生活能耗。

1.3 延长房屋建筑的实际使用寿命

通常情况下房屋建筑工程的使用寿命均在50~100年，而过去的房屋建筑寿命期可能略短一些。房屋建筑的使用寿命确认，是以其主体工程构件的失效情况为准的，当负责房屋承重荷载的某些构件性能无法满足结构稳定需求时，就视为该房屋建筑到达寿命。但在旧房工程中所有的构件并不是同时失效的，若因某些构件寿命期较短就将整个建筑工程直接废弃处理，显然是不符合经济适用性原则的。因此旧房改造的一个关键作用是对寿命期较短的构件进行强度与性能的加强，使其与剩余寿命期较长的工程构件相匹配适应，合理提升房屋建筑的实际使用年限。

1.4 增强房屋建筑的抗震性能

旧房改造工程的对象以20世纪六七十年代的建筑项目居多，当时由于多数地区均属于6度以下的地震区，所以在当时的旧房工程建设中，并未对建筑抗震性能引起过多重视，因此许多旧房工程中并未出现针对城市地震灾害采取针对性的抗震设计。而到了20世纪70年代以后，我国地质灾害的爆发频率逐渐增加，许多地区城市都纷纷被列入了“地震区”名单，所以这时旧房的补强加固就显得尤为重要，提高老旧房屋建筑的抗震性能，是确保旧房建筑及周边地区城市居民人身财产安全的重要前提保障。

2 建筑工程技术在旧房改造工程中的具体应用路径

某地有一老旧建筑工程位于市郊区，四周地势平坦，该房屋建筑的结构形式为钢混承重体系，建筑内容包括了地上8层以及地下1层，首层高度为4 m。通过对建筑结构梁、板、柱等主承重构件的质量检测结果发现，共有3根结构柱的混凝土表面存在开裂侵蚀的质量问题，其中1根结构柱钢筋保护层失效；2根为结合面缺陷，结合面约300~500 mm范围内出现密实度明显低于下部混凝土部位的问题。通过前期现场勘查与设计方案比选，最终决定在旧房改造工程中应用如下工程技术方法来加固破损构件。

2.1 置换混凝土加固技术

置换混凝土是旧房改造工程中最常应用的加固技术，它的优点在于不改变旧房工程原有的设计结构，因此施工可行性较高。置换混凝土法的主要应用对象是建筑结构中既有的混凝土构件，当在旧房工程中发现主体混凝土构件存在结构损裂或者蜂窝、孔洞、夹渣等质量问题时，就可以采用这种方法来实现结构补强。其具体做法如图1，将混凝土构件中强度偏低的部分清理挖除，而后用混入环氧结构胶的优质混凝土材料替换掉原来的混凝土材料，重新构造出新的钢混结构体，实现加强构件性能的效果，以某旧房改造工程的具体实例来说明置换混凝土法的应用。

图1 混凝土置换法的挖除作业

首先是挖除混凝土前的卸荷准备作业，对旧房工程混凝土部件进行置换加固前，必须要先将结构柱从承重体系中完全移除或暂时隔离，避免结构柱的钢筋骨架失去固态混凝土支承后独自荷载而出现结构损伤，所以理想状态下的混凝土置换加固应当是建立在零应力状态下完成置换的。在该工程中主要是采用了支顶法来卸去加固混凝土的，即用满足荷载强度要求的临时工程材料暂时替代或分摊原结构柱的荷载应力，等到置换加固作业完成后再拆除临时支顶，使压应力重新转移到加固后的结构柱上。

而后是剪力墙的凿除作业，对比工程设计图纸以及实地工程外业勘查结果，区分原建筑工程中存在质量问题的结构柱与周边混凝土部位的受压区与非受压区。通常情况下在旧房改造工程中，仅做好受压区的混凝土置换就可以使结构柱恢复其应有的结构性能。但若是需要置换的施工部位的构件尺寸过大，出于避免置换混凝土与既有混凝土部位结合性不强的目的，就必须要将与结合面相关的所有混凝土构件全部挖除后置换。

接着是混凝土置换施工，置换混凝土法对材料的要求主要有两点，一是流动性应大于原混凝土；二是不低于原混凝土的材料强度。在该项目中使用的置换混凝土材料为“卡本-环氧结构胶”膨胀混凝土，强度为C25。具体施工时，首先将凿除作业后形成的毛面进行表面处理，刷除作业面的浮灰、碎石后，在原混凝土结合部位淋上少量水分充分湿润结合面，这样的目的是避免结合部位混凝土水化物生成时因吸收浆料水分导致混凝土过度干化，从而影响补强后的构件质量。而后在置换结合部位的界面上涂刷一层环氧树脂材料作为胶结剂，在界面树脂材料完全干化前完成加固部位的置换混凝土的模板浇筑作业。该旧房改造工程中，由于构件开裂的结构柱及周边剪力墙对抗剪力性能的要求较高，因此还需要如图2，在该构件置换施工的过程中，置入一定数量的L型与U型钢筋作为结合面补强。

图2 在结构柱与剪力墙置换中植入L型钢筋的效果图

最后是置换混凝土法加固补强的质量控制，应当强化如下三个方面的施工质量验收工作：一是模板施工，板与板、板与结合面之间的接缝宽度不得超过1.5 mm，不能在浇筑作业环节出现漏浆问题。模板支架与模板支撑部分应当具有足够的支撑面积，以此确保模板的刚度、强度与稳定性。模板与混凝土结合部位的接触表面处理质量应当得到一定保证，单一构件漏涂的隔离剂面积不应超过1 000 cm2以上，避免混凝土浇筑过程中出现粘浆的质量问题；二是钢筋施工，用于植入补强的L型钢筋或U型钢筋表面需要进行一次除锈处理，不能带有颗粒状或片状的鳞锈。钢筋焊接时需要检查金属熔化是否均匀，同时绑扎的横向主筋不能出现多孔性缺陷或烧伤，焊点压入深度不得低于置换混凝土设计方案的标准水平。主筋上松扣绑扎数量不宜超过10%，且松扣部位不能连续、集中。三是混凝土质量，在置换施工前应当由工地实验室负责对混凝土的构件质量进行检验，以确认最佳水灰比，只有当抗压弯与抗剪切性能完全符合标准后，方可进行混凝土浇筑施工作业。混凝土施工完成后，不能出现钢筋保护层厚度过低或钢筋直接裸露的问题，混凝土振捣工序应确保充分密实、无气泡、无泛浆。

2.2 粘贴钢板加固技术

粘贴钢板加固技术主要是为了提高旧房梁结构的结构强度，其具体原理是在旧房原有的梁构件表面侧贴敷外包一层特制的钢板框架结构，这样的钢板依附于梁结构上时具有一定的独立荷载性能，因此可以分摊既有梁构件的部分承受荷载，与原房梁组成新的承力系统，相当于变相增强了建筑房梁的极限承重能力。在具体施工前，需要在工地实验室对黏贴钢板方案的有效性进行实验分析，将两组相同尺寸的房梁试件作为实验组，其中一个试件不采取加固处理，另外一个试件采取粘贴钢板加固处理，在相同的试验环境下对房梁试件的抗压性能进行测试。该工程的梁构件箍筋级别为HPB235，结构表现为“φ120mm主筋+2条φ80支筋”的有腹梁筋形式，采取如下公式计算出加固处理前原房梁的抗剪力值：

式中ft表示为混凝土的轴线抗拉强度；b表示为梁宽度；h0表示为梁构件高度与保护层厚之间的差值；fyv表示为箍筋的强度设计指数，asv表示为箍筋的横截面积；s表示为梁钢筋的间距。将该工程的梁构件参数输入后，计算求得未加固前梁构件的抗剪承载力为447.49 kN。由于参照《混凝土结构加固标准》的相关规定来看，该工程抗剪强度系数不符合该地区抗震性能要求。所以利用上述公式计算，将旧房加固后的剪跨比系数确定为λ=2.4，那么只有通过加强梁结构的箍筋强度与箍筋尺寸，才能将梁抗剪承载力提升至743.3 kN水平。所以最终确定使用Q335型钢钢板进行梁构件的加固补强处理，材料板厚为80 mm。

在粘贴钢板施工时，首先需要将粘贴面的粉饰层全部挖除，漏出梁构件的砂浆处理表面。并用空气压缩机将浮灰与破损部位全部吹除，其中破损部位凹陷处于裂缝处应使用找平胶进行修复，不宜以砂浆替代，避免加固粘贴部位出现热伸缩开裂。等到找平完成后，在粘贴部位用干布蘸取一定剂量的丙酮将表面完全拭泾净。

接着在粘贴部位的合适位置冲进几组钻孔，并下放膨胀螺栓。将AB两组份的胶粘剂按照设计比例进行混合调配，并搅拌至色泽均匀、内部无气泡为止。此时将胶粘剂用刮刀蘸取后充分涂抹在粘贴钢板与梁构件结合的一侧，控制胶粘剂厚度不小于1 mm。再将钢板与膨胀螺栓进行对位安装，并用固定加压装置将钢板与梁表面充分贴合，当观察到少许胶液从钢板接缝之间渗出时，将碰撞螺栓打入钻孔内将钢板充分固定，即完成该工段的钢板粘贴施工。

3 结语

综上所述，旧房改造工程主要是为了提高房屋建筑的使用功能与承载性能。而在旧房改造工程中应用建筑工程技术，就是以保障房屋建筑结构安全稳定为改造目标，对房屋建筑的主体工程构件采取补强、加固的技术措施。许多老旧房屋工程会因结构性能损伤或失效影响房屋建筑基本居住使用功能，同时也带来了严重的结构安全质量隐患。所以此时对旧房进行工程改造措施，并不是简单地让其看起来外观更加漂亮，而是需要从使用者的质量需求角度出发，提高房屋建筑的安全系数。