建筑結構加固改造設計與施工分析

謝業斌

（福建筑國建設有限公司，福建 廈門 361000）

建筑工程長期使用過程中，受到使用年限和環境因素的影響，部分位置可能出現老化損壞或施工質量問題，非必要的情況下，不會拆除重建，而是進行加固改造，解決建筑結構問題，延長建筑的使用壽命。本文結合作者實際工作案例，在遵循加固改造工作基本原則的基礎上，就完善加固改造施工的基本流程及施工技術進行探析。

1 建筑結構加固改造施工的意義

建筑結構的安全性和耐久性是檢測建筑結構是否可以安全使用的主要指標，需通過專業化的技術手段對建筑結構進行檢查，以了解建筑結構的實際情況，針對結構中現存的問題，可通過加固改造施工有效延長建筑的使用壽命。加固改造施工的意義主要體現在兩個方面：一是可以滿足人們對建筑的使用需求；二是可以提高建筑結構的承載能力及耐久性。由于不同建筑物在使用過程中受到的損傷不同，對于加固改造的要求也有所差異，施工人員需要根據建筑工程的實際情況，合理選擇加固維修方式，制定科學的加固改造施工方案。例如，在盛之鄉（廈門）溫泉度假村SPA 所加固改造工程中，為了解該建筑現階段結構質量情況，為后續功能加固改造提供依據，盛之鄉（廈門）溫泉度假村有限公司委托福建某工程技術有限公司對建筑主體結構進行抗震鑒定。該工程建筑結構為地下1 層、地上3 層的框架結構。通過現場實地勘察發現，建筑上部結構表面及周邊未產生明顯的不均勻沉降變形現象及沉降裂縫，結構頂點側向位移檢測結果均滿足規范要求，建筑物的地基基礎尚處于正常工作狀態。建筑多數的框架柱、框架梁有明顯漿體離析、表面疏松等現象，經敲打發現，局部鋼筋有銹蝕現象，檢測單位采用回彈法及鋼筋檢測發現，該建筑部分框架柱、框架梁實際配筋值小于其計算配筋值，承載力不滿足要求，因此，加固改造工作的重點應放在提升建筑綜合抗震能力上。

2 建筑結構加固改造設計原則

建筑結構的加固改造設計需要充分考慮建筑的使用需求及加固改造的重點內容，應遵循以下原則。

2.1 整體性原則

在設計加固改造方案的過程中，設計人員需要從建筑的整體出發，重點分析建筑加固改造施工方案。如果建筑結構中的部分構件存在問題，只針對該部分進行加固可能導致建筑物的抗震能力及周圍結構剛度下降，結構應力也會出現變化，加固改造施工效果無法達到預期。為此，需要考慮加固改造施工對建筑整體的影響，處理好構件與結構、局部與整體、臨時與永久間的關系，從而保證施工過程的協調性。對于建筑結構而言，局部加固或部分構件加固后，并不能保證建筑整體的承載能力符合設計要求，因此，完成施工后，需要檢查、評估結構的整體性，如果整體結構不滿足工程要求，需要對建筑進行整體加固處理。

2.2 合理性原則

建筑結構加固改造施工需要遵循合理性原則。在正式開展結構加固施工前，需要根據建筑結構的判定結果判斷加固計劃的內容和方案是否一致，并根據結構損壞的具體程度確定完成加固后的安全等級，在實際施工中，需要盡量保存并運用建筑原有結構和構件。為保證施工環節的合理性，施工人員進行加固改造時，必須按照科學的順序進行施工，先治理后加固。由高溫、高濕、凍融、腐蝕、振動、溫度應力、收縮應力、地基沉降不均勻等原因造成的建筑結構損壞，施工人員需要采取有效的治理措施，從源頭上清除破壞因素，并科學選擇加固處理時機，避免對建筑結構造成二次損壞。通常情況下，建筑結構加固需要先進行卸載或部分卸載，再按照一定的順序加固，先加固后拆除、先加固后開洞、先進行基礎結構加固、后進行柱梁板加固，從而保證建筑結構加固改造施工的合理性。

3 建筑結構加固改造工程的工序

由于建筑工程的整體結構及施工過程極為復雜，在后期投入使用時經常會出現各種各樣的質量和安全問題，為此，需要提高對建筑結構加固改造施工流程和施工內容的重視程度，保證加固改造施工順利開展。

3.1 鑒定階段

建筑工程加固改造施工前，工作人員需要從建筑工程的整體結構出發，提高對加固改造工作的重視度，設計出科學有效的施工方案，進而推動后續施工管理工作正常進行，避免因施工管理水平不足而導致各種各樣的質量和安全問題。在鑒定建筑工程加固改造內容的過程中，鑒定人員需要始終遵循實事求是的基本原則，科學分析建筑物的損壞情況，并深入研究損壞的主要原因，目的是為施工方案設計提供信息支持，避免在建筑加固改造中出現盲目施工的情況。同時，鑒定人員需要明確建筑內部各結構部件的具體使用情況，及時了解建筑物的破損程度。

3.2 設計階段

完成建筑物鑒定工作后，需要根據具體的鑒定內容設計加固改造施工方案，選擇合適的加固改造方法，完善加固改造施工圖紙，保證后續施工管理工作順利開展，避免在施工階段，出現施工混亂的情況。施工方案設計包括兩部分：一是加固改造技術的具體應用方案。設計人員需要結合建筑加固改造的具體要求，科學選擇施工技術，并將技術應用流程及注意事項納入施工方案中。二是要針對加固改造施工中可能遇到的特殊情況提前制定應對措施。如果在施工階段出現施工問題，可以在第一時間進行補救。

3.3 施工階段

建筑工程加固改造施工的重點管理內容是有效避免施工中出現安全和質量問題。需要在正式施工前，對施工人員進行專業技術培訓，幫助施工人員解讀安全施工方案，明確加固改造工作的具體流程及應用要點，如果加固改造施工需要使用機械設備或存在特殊施工，需要保證施工人員持證上崗，做好技術交底工作，不斷提高施工人員的技術素養。此外，加固改造施工單位可以組建施工管理小組，統籌管理整個施工環節，監督施工人員的技術應用情況，規范施工人員的施工行為，同時，需要監督加固改造工程的施工質量，詳細研究和設計施工組織，制定出相對具體可行的施工流程進度表，以便于施工管理。管理小組需要重點檢查施工質量，如果質量不符合施工要求，應立即返工，嚴格控制施工質量。

3.4 驗收階段

驗收階段是對建筑物加固改造情況進行驗收，施工單位需要自檢施工質量，檢查施工效果是否滿足加固改造施工設計要求，嚴格按照工程施工方案評估、驗收施工情況。此外，施工單位需要組織專家及監理單位對工程施工進行驗收，對施工中存在的問題進行整改，然后重新進行二次審核，直到加固改造施工符合建筑工程施工要求。

4 建筑結構加固改造設計

建筑結構加固改造的施工方法主要包括加大截面加固法、置換混凝土加固法、粘結外包型鋼加固法和粘貼纖維加固法。

4.1 加大截面加固法

通過分析建筑結構加固改造技術可知，在具體的施工階段，需要對建筑原有的混凝土結構外層進行加固。通常情況下，建筑物的外層加固是由型鋼結構和混凝土組成，加大截面加固法的技術原理是加大建筑結構構件的截面，并針對一些特定的結構進行改造，實現建筑原有材料與加固材料的連接，形成統一整體，以共同承受作用力。該技術可以有效提高建筑結構的抗震能力，同時，可以增強建筑物的材料性能，對提高建筑結構的穩定性具有重要意義。此外，在應用加大截面加固法的過程中，可以進一步強化建筑結構的耐久性，對后續建筑物的使用至關重要。施工人員需要修復建筑中已經出現損壞的混凝土，目的是提高建筑結構整體的承載能力。該技術主要應用在墻體結構、梁體結構和混凝土柱結構中，技術工藝較為完善，在當前建筑結構加固改造施工中的應用范圍較廣。具體施工階段需要進行濕作業施工，施工周期相對較長，會占用一部分的建筑空間，因此，應用該技術時，需要綜合考慮建筑結構加固改造施工的實際情況，明確可能影響施工質量的各方面因素。施工單位需要加強對該技術的研究和應用，避免在實際施工中出現技術質量問題。

4.2 置換混凝土加固法

置換混凝土加固法是使用新材料對建筑混凝土結構進行置換，將建筑結構中的低強度、低性能混凝土置換為高強度、高性能的混凝土。該技術的應用原理是借助高質量的混凝土材料，滿足加固改造施工要求。置換混凝土加固法的應用較為簡便，即使是重新澆筑建筑結構也不會影響自身的凈空性，經常用于混凝土柱、梁等存在缺陷的結構部位，同時，該技術的應用成本較低，施工周期相對較長，施工人員需要嚴格按照結構支撐施工標準和結構卸載技術要求開展施工。

4.3 粘結外包型鋼加固法

粘結外包型鋼加固法是外包型鋼加固法的一種，主要適用于需要大幅度提高截面承載能力和抗震能力的鋼筋混凝土柱、梁的加固改造。在應用該技術的過程中，需要嚴格控制環境的濕度和溫度。該技術的優勢主要體現在不用過多增加建筑構件的截面尺寸，就可大幅度提高建筑結構的承載能力及抗震能力。完成加固改造施工后，建筑原構件上的混凝土可以變成三向受力的約束混凝土，以提高構件的延性，同時，該技術不需要施工模板，可以縮短施工周期。粘結外包型鋼加固法對梁結構的加固主要是在混凝土梁的外圍安裝彈性空間鋼桁架結構，形成組合結構，并使用粘膠使梁和鋼桁架可以協同作用；對柱結構的改造加固是在柱的四角外粘型鋼，型鋼間可以使用正交綴板進行焊接，并通過灌注結構膠，使其形成完整的整體。該種施工方法可以提高混凝土材料的強度和延性，也可限制核心混凝土，阻止鋼管壁向內屈曲，進而提高柱結構的穩定性。

4.4 粘貼纖維加固法

在建筑結構加固改造設計和施工中，粘貼纖維加固法應用頻率較高。該技術主要是在混凝土結構外面粘連玻璃纖維或者碳纖維來進行結構加固設計和改造，以有效提高建筑構件的承載力。粘貼纖維復合材料加固技術應用過程中，可以對施工材料表面產生防護作用，如果施工環境溫度過高或有其他環境因素影響，還可以起到粘連劑的作用。結合目前該技術的實際應用情況來看，該技術安全可靠，對后期的加固改造施工有促進作用，可以有效減少安全質量問題。

5 結語

綜上所述，建筑長期使用后，結構可能出現老化或損壞的問題，嚴重影響建筑的使用安全。為此，需要利用加固改造技術對建筑結構進行修復和完善，延長建筑的使用壽命。在設計施工的過程中，需要結合建筑加固改造工程的具體情況，明確損壞問題區域，并根據損壞情況制定加固改造施工方案，嚴格管理設計、施工、驗收等過程，以保證加固改造施工質量。同時，需要結合加固改造要求科學選擇技術工藝，明確技術應用要點和注意事項，以提高工程施工質量，有效防止建筑物后期使用中出現質量問題。