浅析房屋加固改造施工技术的应用

0 引言

当前，由于人们生活水平的提升，人们对居住环境和居住安全也有更高的要求。对一些使用较久的房屋进行改造加固，不仅能够确保建筑物有更长的使用寿命，同时也有助于提高人们生命财产安全的保障。针对杭州市中医院6号楼旧楼，迄今为止已经使用了近五十年，原结构构件多有存在开裂、腐蚀、锈蚀、老化等情况，为了充分保障住院患者的安全，须对该楼进行改造加固。

1 项目概况

杭州市中医院6号楼旧楼为砖砼结构，每层的建筑面积约600平方米，四层共约2400平方米。由于该楼北侧临近的地铁3号线及其地铁站武林门站的施工，一至四层的墙体开裂现象和室内外地坪的开裂现象也越来越严重。为了确保该房屋的使用安全，杭州市中医院委托质量检测单位对该楼主体结构进行了全面的检测和签定。质量检测单位通过对该房屋实地查勘检测，发现房屋的不均匀沉降、开裂、倾斜等有越来越严重的趋势，建议对该房屋进行加固改造。

2 房屋加固改造的原因

事实上，对于房屋的加固改造而言，原因是多方面的，主要包括：

第一，在旧房最初的设计规划上，由于年代久远，当时对于建筑施工设计所设定的标准较低，随着时代的进步和发展，当时的建筑标准已经难以满足目前居住者对建筑功能的使用需求。杭州市中医院6号楼旧楼作为一幢住院楼，在当时的建设过程中，其所秉承的建筑标准已经不能和当前建筑标准和要求相契合。为此，这也就导致杭州市中医院6号楼旧楼在使用过程中可能会存在一些不利于住院患者居住安全的因素，需要对该建筑进行改造加固。

第二，由于杭州市中医院6号楼旧楼始建于1980年代，在当时无论是从施工条件还是从施工水平等角度来说，依然存在较多的约束。随着时代的进步和发展，原来的建筑无论是从施工品质，还是从应用效益和安全角度来说，都难以满足飞速发展时代背景下，对建筑使用的需求。所以在这种情况下，对杭州市中医院6号楼旧楼进行加固改造势在必行。

第三，由于使用环境因素，导致原有的建筑结构性能发生老化。杭州市中医院6号楼旧楼原本是用作住院楼，在使用的过程中，由于对住院环境保障的需求，病房内部长期使用消毒水消毒，这也会对原本的建筑结构产生一定的腐蚀。北侧临近的地铁3号线建设，也是造成房屋不均匀沉降主要原因之一，综上所述，杭州市中医院6号楼旧楼的加固改造成为必然。

房屋质量检测机构对6号楼旧楼加固改造前的安全评估报告，见表1。

表1 建筑安全性等级评定结果

3 房屋加固改造的原则和注意事项

在针对杭州市中医院6号楼旧楼进行加固改造的处理上，首先是要对既有的建筑结构进行全面的分析和评估，了解其结构布局以及主要的构件情况，并对原有的建筑结构布局以及构件是否可靠、是否能够契合当前建筑施工需求进行全面的评估和分析。因建筑结构难以达到安全使用的要求，则需对杭州市中医院6号楼旧楼楼进行有针对性的加固改造处理。

3.1 科学合理制定加固改造方案

在进行杭州市中医院6号楼旧楼加固改造的过程中，其中最关键的一点是要做好相应加固改造方案的设计。科学合理地进行加固改造方案的选择和设计，既可确保加固改造工程的品质，也可确保加固改造工程有较为出色的应用价值，更能确保加固改造项目的经济性和实用性。

在对杭州市中医院6号楼旧楼进行加固改造方案制定的过程中，既要参考此前的可靠性签定结果，也要结合既有建筑物现状，更要充分考虑加固改造的目的和使用使用需求，完成加固改造方案的设定。通过对原有建筑结构布局的明确，针对改造前后的结构体系进行科学规划，分析原有结构情况，以及改造前后相应构件受力等，合理设计加固改造方案。在方案设计的过程中，既要充分考虑到杭州市中医院6号楼旧楼改造后的具体用途，还要了解施工团队的施工水平以及场地情况，综合全面进行施工要素以及施工目标的分析，综合专家意见，最终确定最佳的加固改造方案。其中最关键的是做好相应节点的施工处理和把控，科学合理进行构造的规划和设计，确保不同节点均有均衡的受力，并保证在完成加固改造后的房屋有更为出色的建筑使用效果和安全保障。

3.2 科学把握核心改造环节，做好加固改造施工

杭州市中医院6号楼旧楼加固改造的一个关键的节点是加固施工。加固施工的操作，也是确保加固设计品质保障，充分达到加固质量控制的关键和核心所在。所以在针对杭州市中医院6号楼旧楼进行加固施工设计上，要充分考虑到就医、生活以及加固施工三者之间存在的关联和影响，严格把控加固施工环节的操作。

因当前施工场地的限制，原有房屋的结构和构件对加固改造施工可能造成的干扰等，既要保障加固施工的效果，也要充分确保加固施工的品质，必须科学合理进行加固施工方法的筛选。在现场加固施工工作践行上，应充分确保精细施工，对于一些关键节点的施工工艺，须制定明确的施工标准和施工要求，强化施工品质的把控。6号楼旧楼的加固改造，不仅仅是在完成部分卸荷状态下施工，而且还会在一定程度上损伤原有的结构和构件。所以一定要重视对现场施工安全的控制，在施工前，要按高标准完成安全支撑工作，严防意外的发生。在完成加固改造后，由专门的管理部门或机构，组织专门技术人员对加固改造的施工效果进行评估和检验，按照验收标准和相应流程完成项目的验收。

4 房屋加固改造的施工技术选择

旧房加固改造的常见施工技术有多种，考虑到杭州市中医院6号楼旧楼的特殊场合，结合房屋自身的需求以及施工现场的具体情况，从目前市场上的多种加固施工技术中选用了三种，分别为钢结构加固技术、碳纤维加固技术、粘钢加固技术。这三种加固施工技术的技术性能指标和优缺点的对比表，见表2。

表2 三种加固施工技术性能指标和优缺点的综合比较

由表1可以看出，碳纤维加固技术无需较大的操作空间，加固改造后新的荷载也是最小的，尤其是对周围的影响小还不腐蚀，可实用性强，造价也不是非常昂贵，很适合于旧房的加固改造。所以6号楼病房加固改造最终也是选用了碳纤维加固施工技术。

5 碳纤维加固技术的应用

碳纤维加固技术是利用碳纤维和结构胶结成一整体，从而达到增强建筑结构功能的目的。碳纤维材料的强度和耐腐蚀性能都很强，可长期使用。该技术施工时占地面积小，管理和操作都比较简单，易于施工人员接受和掌握。目前，无论是国内还是国外，随着生产碳纤维的企业越来越多，加速了碳纤维成本的降低，也更进一步推动了碳纤维材料性能的升级，从而使碳纤维加固技术越发普及。由于该技术实用性强且成本下降，越来越受到广大建筑人员的喜欢。

5.1 施工准备工作

结合设计施工图纸，查看施工现场，做好“五通一平”工作。准备施工材料，尤其是碳纤维布、结构胶及其相应的配套材料，同时还要做好进场材料的复检工作。碳纤维布、结构胶必须有出厂合格证/检测报告。碳纤维布性能指标如表3所示。

表3 碳纤维布性能指标

5.2 施工流程

碳纤维加固施工技术流程如图1所示。

图1 碳纤维加固施工技术流程

5.3 施工方法

5.3.1 表面处理

清理干净混凝土表面的装饰层并保持干燥，需将结构构件转角的粘贴处，打磨成圆弧状，圆弧半径不小于20mm。见图2。

图2 结构构件转角处理

5.3.2 涂刷底胶

按产品供应商提供的工艺规定配制底层树脂，将粘纤维面胶均匀涂抹于混凝土粘贴部位和碳纤维布上，拐角部位适当多涂抹一些。

将涂好胶的碳纤维布，拉紧对齐后粘贴，用塑料刮板或滚筒，沿同一方向反复滚压，直至胶料渗出。然后在碳纤维布外表面也均匀涂抹面胶，并反复滚压，使结构胶双向充分浸润碳纤维布。在树脂表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。

在经处理后的混凝土表面，应均匀涂刷底胶，厚度应≤0.4mm，同时不能出现漏涂或流淌、气泡的现象。

5.3.3 补胶找平

混凝土表面有凹凸的部位应修复平整，有缝隙部位也应修补平整。混凝土表面与修复面高差应≤1mm。转角处经修复后圆弧半径≥20mm。

5.3.4 浸胶涂布

配制好的浸渍胶，均匀涂刷于找平后结构表层。

5.3.5 粘贴碳纤维布

根据设计要求裁剪碳纤维布长度，待粘贴面被清理干净和干燥后，粘贴碳纤维布，但碳纤维布和粘贴面之间应密实，不应有空气。

碳纤维布若需搭接，搭接长度不宜小于20cm。用专用的滚简顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布，多层粘贴重复上述步骤但应在纤维表面浸渍树脂触干燥后立即进行下一层的精贴。在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂，需粘贴两条碳纤维布时，应连续粘贴，如不能连续粘贴，在开始粘贴前应对底层碳纤维板从新做好清洁工作。若固化温度25℃左右，3天即可负载使用，若固化温度5℃左右，5天可负载使用。

5.3.6 表面防护

粘贴两天后，表面粉刷水泥砂浆或喷砂保护。为利于批荡界面的结合，在最外层胶初凝前，撒少量干净粗砂或豆石。

5.3.7 质量检验

在材料进施工场地之前，应严格检查碳纤维布及各种配套粘结材料的产品合格证和产品质量出厂检验报告，检查各项材料的性能指标是否符合规定要求。碳纤维布的实际粘贴位置偏差应≤10mm，设计面积应不大于实际粘贴面积。施工现场通常采用小锤轻轻敲击或手压碳纤维布表面的方法，检查碳纤维布与混凝土之间的粘接质量。对重要构件也可采用载荷检测，一般采用分级加载至正常荷载的标准值，检测结果较直观、可靠，但费用较高，需要准备千斤顶或配重（常用沙袋、砖块）、百分表、裂缝显微镜。

5.3.8 房屋加固改造的效果评估

在完成对应的房屋加固改造施工后，为确保施工效益，还要做好相应的加固改造施工验收和评估。通过验收评估的方式，检验加固改造施工是否能够契合加固改造的预期需求，了解在房屋加固改造施工过程中，是否有不足存在等。

综上所述，杭州市中医院6号楼旧楼经过加固改造，安全性等级由Csu级升至Bsu级，可靠性达到《民用建筑可靠性签定标准》GB50292-2015对Bsu的规定，可延长6号楼旧楼的安全使用寿命至少30年，房屋的抗震性能等级也达到7级以上。不仅使原房屋经过加固改造后有更为出色的使用效益，同时也可以确保在建筑加固改造施工上，始终能够以最低的成本获取最优加固改造效益。

6 结论

通过本房屋加固改造工程的实例，深刻体会到碳纤维加固技术具有的优点，是其它传统加固技术所无法比拟的。具体体现在：

①加固施工所需求的施工场地小，施工简便，无需大型施工机械及周转材料。

②施工周期短，可实用性强，适用范围也广。

③加固改造后的结构强度高，耐久性好、抗腐蚀性强。

④本加固技术不仅造价合理，为城中心的旧房加固改造节省了大量的施工空间，也为旧房经加固改造后尽快投入使用节约了大量时间，取得了显著的经济效益和社会效益。