双探背景下烂尾楼更新加固分析——以阜阳某产业园项目为例

王辉 王静 孙锡强 许宝辉

1.中建八局第二建设有限公司 安徽 阜阳 236032 2.合肥城市学院 安徽 合肥 230000

在当下房地产行业中，由于各方综合原因导致项目烂尾的工程比比皆是，造成资源浪费、破坏城市形象的诸多影响，随着社会经济的快速发展和市场的需求变化，这些烂尾楼成为资源盘活的青睐对象。创新性、经济性、协调性、生态性成为烂尾楼整体改造的重要原则，而由于建筑结构本身存在的不同特性，对建筑进行改造加固是目前选用较多的方式[1-2]。

加固技术也逐渐多样化、成熟化，但也存在着个体建筑烂尾背景的差异性，对结构进行加固前，需要掌握现有建筑结构的整体情况，详细分析出现的问题和需要解决的重难点，同时考虑现有的施工技术、施工工艺、成本等因素，融合较强的工程实践能力做到适时调整，形成量身定制的个性加固方案。本文依托阜阳合肥现代产业园区新能源产业园一期项目改造更新的工程案例，分析在改造过程中的加固技术，个性加固方案的制定和具体加固过程，为以后相关工程提供施工经验[3]。

1 工程概况

阜阳合肥现代产业园区新能源产业园一期项目，园内原有烂尾7栋，均为框架结构，建筑主体结构已施工至顶楼面，屋面楼梯间和围护结构均未施工，工程停工时间较长。

该项目委托相关公司对建筑物结构形式、框架柱、梁等构件现状进行了全面检查，对结构构造及渗水情况进行调查，对使用环境、使用用途、结构荷载、结构改造等情况进行了检查。

经现场调查，厂区内所有建筑大范围现浇板出现明显裂缝，裂缝多为不规则分布或沿预埋线管方向呈直线分布，且裂缝局部上下贯通，出现渗水现象；后浇带区域和屋顶部分构件钢筋外漏、锈蚀；部分现浇构件钢筋间距不满足设计要求及验收规范要求；梁也普遍存在裂缝且较为严重。

根据建设单位要求，需要对园区内原有基本功能不改变的基础上，对存在的损伤及缺陷进行加固设计，确保后期耐久性和正常使用。

2 加固技术主要方法

2.1 外粘钢技术

外粘钢技术是混凝土构件加固广泛应用的一种技术，较多的应用于混凝土柱、梁的加固。柱梁四边包以型钢，并在缝隙内灌注高强水泥砂浆或者环氧树脂浆料，利用焊接的横向缀板形成整体，使得外粘钢与原有结构形成受力共同体，提高构件自身的强度、刚度与稳定性。外粘钢时现场工作量小、设备需求不高，因其加固后整体稳定性好、不易脱落、工艺简单、承载能力提高大等特点而广泛应用，但仍然会存在受温度及环境影响较大的缺点，因此要注意外粘钢本身的防锈、防腐、防火处理[4]。

2.2 增大截面尺寸技术

采用同种材料增大截面尺寸，在混凝土梁、柱、基础等构件加固中应用最多，是一种非常成熟的加固技术。施工中根据整体结构荷载分析，构件可以采用一面、两面、三面或四面增大尺寸的方式，在原有结构上凿除部分混凝土，增设受力筋及连接钢筋，在原有构件上实施加固作业，加大后的构件成形质量好、可靠性强。但施工时需要特别注意原有构件表面混凝土凿毛手法、新增钢筋与原有钢筋的可靠连接、新旧混凝土之间的粘结等，避免由于施工本身与地震作用等造成的破坏。因其技术成熟、工艺简单、承载能力提高强等优点，而广泛应用于混凝土结构的加固中，但本身现场湿作业工作量大。

2.3 粘贴纤维复合材料技术

随着现代社会的发展，粘贴碳纤维材料进行加固的应用率逐渐在增加，特别是针对有裂缝的构件进行加固。粘贴碳纤维布的技术一般在房屋建筑加固中应用居多，主要粘贴于梁、板、柱等构件的四面，成单向或双向布置，通过其较强的抗拉承载力提高整体抗弯刚度，减少构件裂缝继续扩展。一般可直接粘贴，或在裂缝修补之后粘贴。当用于提高构件的抗剪能力时，一般采用U形箍或封闭箍的方式。在施工时特别要注意构件上荷载要提前卸除以便充分发挥纤维布的受力能力。粘贴碳纤维复合材料时空间占用少、自重较轻、对设备无特殊需求，抗裂能力、抗震能力提升较多，因此在现代绿色建筑施工中应用越来越广泛[5-6]。

2.4 外加预应力技术

外预应力加固技术常在原结构添加型钢支撑或预应力拉杆，并对其进行预应力，形成类似后张法的构件，使之改变弯矩等内力分布，从而与原结构很好的配合共同工作，提高承载力的同时减少挠度变形和裂缝开展。通常用于加固混凝土柱，较多的应用于大跨度结构、高应力条件下的大型性结构，施工重点为钢筋拉杆与支柱的锚固与张紧。目前应用也在逐渐增加，但其成本较高且后期处理与维护困难。

3 加固改造措施

针对园区内每一栋楼，依据检测公司出具的鉴定报告，一并提交设计院研究，提出较为经济合理的加固改造方案，主要应用加固技术为外粘钢、碳纤维布粘贴以及加大截面尺寸。重点研究三个问题：1.板面裂缝问题；2.楼面荷载增大问题；3.楼层增加问题。

3.1 板面裂缝

园区内所有建筑大范围现浇板出现明显裂缝，多为不规则分布或沿预埋线管方向呈直线分布，且裂缝局部上下贯通，出现渗水现象。针对整个园区楼栋这一共性问题，裂缝修复采用效果稳定可靠的压力化学灌浆，均按照要求清理过后，进行封缝、灌浆及封闭，使楼板的整体性得到恢复，同时增加构件的耐久性。其中板面裂缝密集处施工时对该块板进行了整体回顶卸载，能够避免施工荷载加深板面裂缝。

完成裂缝灌浆、封闭后，为提高楼板的承载能力，经过方案经济性及可操作性对比之后，板底采用碳纤维布进行现场粘贴加固。从强度上来比，碳纤维材料的抗拉强度是普通钢材的10倍以上，从抗震性、耐久性等性能上来比，粘贴碳纤维布也有着较高的性价比。本工程中的碳纤维布型号为CF-1-300，高强Ⅰ级，抗拉强度设计值为1600/2300。加固时，每间隔400mm粘贴一道宽200mm的碳纤维布，形成双向碳纤维网格。粘贴之后楼板抗裂能力得到进一步恢复，抗弯强度及刚度大大提高，满足改造后对结构承载能力的要求。

3.2 楼面荷载增大

厂房A原设计为地上三层框架结构，原用途为办公（活荷载为），应建设单位要求进行功能及装饰改造，改造后作为丙类厂房，具体要求2层楼面活荷载提升至，3层楼面活荷载提升至。从梁、板、柱及基础四个方面研究具体加固方案。

3.2.1 梁加固方案

由于楼面荷载增大，经对比之后确定梁两侧采用U型碳纤维箍进行抗剪补强。多采用梁底粘贴200mm宽碳纤维布2层，横向粘贴1层宽200mm碳纤维布U型箍，分加密区与非加密区，1层100mm宽压条沿梁跨通长粘贴。结构整体抗弯强度与刚度大大提升，满足预定楼面荷载增大要求。施工时工人只需现场既有脚手架做支撑即可，不需要特别的固定设备，施工工艺简单，不占用施工空间，施工速度相对较快。

3.2.2 板加固方案

该栋建筑的楼面活荷载较原来增加较大，同时考虑到工程停工时间较长，大范围现浇板出现明显裂缝且局部裂缝有上下贯穿，楼板采用个性加固方案，即板面现浇叠合板+板底粘贴碳纤维布的加固方案（如图1）。

图1 板面现浇叠合板及板底粘贴碳纤维布

二层与三层楼板面，在采用压力化学灌浆进行裂缝修补之后，除原洞口封堵区域外，均于原板面上部现浇50mm叠合层，并沿板短边附加钢筋C8@180、长边附加C10@200通长钢筋，叠合层做法代替建筑面层，表面做保护处理，板底均粘贴2T-200@300规格的碳纤维布进行加固。屋顶层板面与板底均只粘贴2T-200@300规格的碳纤维布进行加固。通过采取叠合板+碳纤维粘贴，形成半装配式施工方式，既合理的利用现有楼板减少支模，符合节能减碳的绿色建筑理念，同时也有效的增强了结构的抗震性能，整体加固效果较好。

3.2.3 柱加固方案

柱子的加固方案采用增大截面尺寸、外包钢这两种较成熟的方式。增大截面尺寸施工时，将柱表面装饰面层、风化酥脆层、碳化锈裂层及严重油污层进行凿除，在完全露出坚实基层的基础上进行凿毛处理，根据设计图纸进行放线定位，冲击钻成植筋孔完成植筋。

边柱一般采用外粘钢加固，四角采用4L90×4角钢，角钢下端伸至基础顶面，并采用“钢筋混凝土围套+植筋”方法锚固于基础上，上端伸至加固层的上层楼板板面并以加强箍板封焊，横向截面添加钢板形成加强箍，柱下与柱上靠近节点区域有缀板加密区。整体湿作业工程量不大，工艺相对简单，设备需求无特殊要求，抗弯、偏心承载能力大大提高，包钢表面经过防腐、防锈与防火处理，加固效果好。

3.2.4 基础加固方案

基础的加固采用增大基底面积的方式，在开挖时应采取保证主体结构及基础的安全措施，不得扰动原基础土层。加固时应采取局部截水措施保证基础的正常施工，同时采取防止地下水位变化对既有建筑基础产生附加沉降，及对临近建筑产生不利影响的措施，在整个施工期间及使用期间进行沉降观测，直至沉降达到稳定。原基础表面凿毛，新增部分下设100mm素混凝土垫层，基础部分采用H40高强度无收缩灌浆料浇筑，新旧基础混凝土采用梅花型布置抗剪拉结筋，基础底部新增部分受力筋伸入基础与原基础主筋焊接，有效的增加了新旧混凝土之间的连接。

3.3 增加建筑层数

园区内原二层厂房改造目标为楼面荷载不变，但建筑层数由现有二层增加至三层。由于建筑整体荷载增大，各部分承重构件均需要进行加固，加固技术采用较为成熟的增大截面尺寸技术。

根据荷载重新计算分析，现有柱的承载能力基本能满足要求，只在一、二层柱顶四面加大截面尺寸。采用对穿环形钢筋将节点处的梁连接，技术要点为在不凿除梁原有混凝土面层前提下，如何高效的进行对穿点的定位；再采用大U型筋与环形筋焊接，将柱与梁形成牢固的整体。

根据建筑增加一层结构，重新进行荷载内力计算分析，考虑抗震作用，内力组合之后依据最不利情况重新配筋，具体增加时根据理论计算与原结构已配筋情况，梁的加固分情况采取一面、三面增大尺寸（如图2）。其中，次梁较多采用一面增加梁高，梁底部增设加固纵筋；部分主梁一面梁增大梁高时，梁底除增设加固纵筋与原结构箍筋焊接外，还采用L形拉结钢筋交错布置；三面尺寸增大时，在原有一面加固技术的基础上新增U型箍。相对来说整体成本相对较低，承载能力增加靠谱，但支模、湿作业工程量较大。

图2 梁一面及三面增大截面尺寸

4 结语

整体来说，房屋改造加固是针对烂尾楼资源盘活的趋势，加固技术目前相对较为成熟，但加固方案存在较大个性差异，要以既有建筑实际状况为依托，在减少对原结构破坏的前提下，提出较为高效的加固方案。将工程经验与判断力应用到加固方案决策中，贴合整个建筑行业新形式下的新要求，更多的应用新材料、新技术、智能科技等，提出绿色可持续、低碳经济的加固方案。因此以具体工程改造案例为依托，积极探索改造加固的研究有着非常重要的社会意义和工程价值。