建筑结构加固改造技术的应用

建筑结构加固改造技术的应用

王庆旺 1 秦世创 2 周静 1 赵红旭 1

1. 济南固德建筑加固工程有限公司 山东济南 250031 2. 通裕重工股份有限公司 山东德州 251200

摘要：随着近年来加固改造市场的发展，加固改造技术也呈现多样化。在我国许多城市中，为提高土地利用率，出现了各种各样的建筑结构，在提出新型建筑结构的同时也要重视其自身质量。文章主要阐述建筑加固改造技术的现状、产生原因及其应用，以期为提高建筑使用年限和建筑行业发展提供参考。

关键词：建筑结构；结构加固；加固改造技术

引言：

我国居住建筑由于设计问题、施工缺陷、抗震设防标准提高、材料老化失效、使用功能变化等诸多原因，导致既有建筑结构的安全性降低。为了使房屋能继续正常使用，通常采用加固改造来满足房屋的安全性能。

1居住建筑结构存在的问题

1)结构承载能力退化。居住建筑因使用年限久远其所用材料破损，性能降低，结构达不到安全标准，是既有居住建筑的安全威胁因素。2)未考虑抗震设防或抗震设防水准较低。部分老旧建筑由于建造年代较早，当时没有抗震规范或者抗震设防水准较低，这些老旧建筑需要进行抗震安全改造。

2建筑结构加固改造的原因

在实际建筑结构中，大部分建筑结构都需要进行加固处理，以有效提高建筑质量。不同建筑的加固原因各不相同，主要分为以下几方面：一是建筑设计人员设计时违背基本设计原则或设计方面存在问题，最终导致建筑整体抗震设计不合理。二是很多设计人员进行结构设计时仅按结构承受极限考虑，但在实际使用过程中，大部分建筑混凝土结构及砌体结构存在承载力及刚度不同的情况，导致整体结构质量无法保证，无法投入使用，需要相关人员对这种结构进行加固。三是居民使用方式存在问题，长时间没人居住或灾难性事故都会导致整体建筑结构被破坏。四是部分建筑采用传统设计结构，已经无法满足居民使用需要，居民为满足需要而改变建筑结构，这些做法会极大影响建筑结构，破坏其质量和稳定性。为避免建筑整体质量下降，要进行加固改善，通过结构鉴定判断是否能够投入使用。

3桩基础技术工程

3.1预制桩

3.1.1预制桩施工前的准备

施工开展前，相关人员应先对施工现场进行勘察，选择相应的施工机械、成桩工艺以及成桩质量。此外，还要了解和掌握施工现场成桩深度范围内的土层、施工当地的地形和气候、地下水水位和沉桩附近地下管线、埋置深度等情况。

3.1.2预制桩施工现场的准备

相关人员在开展施工前通常要清理施工现场，保证施工区域内的整洁。由于现场都是密布的群桩，大型机械设备进入施工现场前需要对施工现场开展平整工作，以保证桩机的垂直度。对于预制桩而言，不管是锤击、静压还是振动打桩，其自身都要承受较大的机械自重。在场地平整的情况下可以铺设200mm的碎石，保证整体打桩机直接接触地基表面的承载力，避免发生不均匀沉降的情况。

3.1.3预制桩施工的注意事项

施工过程中有一些注意事项，例如，在开展预制桩前，要确定桩顶部的高度与方向。若施工中出现高度或方向错误，易导致后续施工过程出错，因桩打入后无法调整底部方向，最终导致整体建筑结构出现问题。

3.2灌注桩制作

灌注桩需要借助大型机械设备，制作通常采用冲击或沉管方法。冲击方法在较软的土地上使用，沉管方法施工力度较大，土容易受到冲击而被挤出，施工时需要根据具体情况合理选择。预制桩和灌注桩这两种方法都是目前较为先进的技术。灌注桩制作方法较多，与预制桩一样需要通过机械方式制造。灌注桩制作过程中工作人员需要注意桩的硬度，因桩的硬度会影响其自身使用寿命，工作人员可以通过以下几种方式提高灌注桩质量^[1]。一是采购混凝土时严格把控混凝土质量。制作过程严格按照对应标准以及行业规范操作。混凝土质量不合格，施工中会产生很多问题，如管子容易被堵住或者埋住。二是严格控制管桩埋入深度。管桩埋入的深度过深或者过浅都容易影响其自身的承载力，一旦桩的承载力受到影响，会影响整体建筑质量。

4加固地基基础

4.1注浆加固

因受不均匀沉降、冻胀或其他因素导致的老旧居住建筑的地基基础裂损，可采用基础注浆补强来加固。改造要点如下:1)注浆压力一般为0．1MPa～0．3MPa，当采用环氧树脂时，注浆压力为0．4MPa～0．9MPa。2)施工顺序为先钻孔，再插入注浆管，注浆管直径一般为25mm，注浆管直径比钻孔直径小2m～3m，钻孔位置应选在原来地基基础裂损处，并且钻孔与水平面的倾斜角度应不小于30°。

4.2锚杆静压桩加固

锚杆静压桩用于老旧居住建筑的基础脱换加固和纠倾加固，需要通过静力压桩机以压桩机自重及桩架上的配重作反力将预制桩压入土中，其施工方案如下:1)压桩顺序:若桩长和截面的大小不一样，应遵循“先深后浅，先大后小”的原则。为防止地基基础上抬造成结构损坏，施工时，压桩力的总和不能大于该基础和上部结构的自重。2)压桩施工原则上应一次到位，不得中途停顿。若必须中途停顿，为了防止土体固结超静水压力消散引起摩擦阻力剧增，停歇时间不得超过24h，桩尖应停留在承载力较低的土层中

^[2]。3)压桩前应检验螺栓的抗拔力，确保螺栓可以提供足够的压桩反力。正式压桩前要进行试桩，以供正常压桩时参考，要观察桩对土体的挤压和对周围的影响程度以及压桩的偏差程度。4)在第一节桩压桩前和接桩后，应使用水平靠尺检测桩身，接桩后待焊缝冷却后才可继续压桩。压桩时压桩架必须垂直，桩段的垂直度偏差应小于桩段长度的1%。

5喷射混凝土技术

随着科技发展，加固技术日趋完善。目前，利用喷射混凝土技术同样可以紧密连接施工材料，在施工材料连接处加入足够的混凝土能够提高材料之间的严密度，达到传递应力、填补裂缝的效果^[3]。在配备喷射混凝土技术应用的混凝土时，应通过压缩空气的方式将外加剂、水泥砂浆等拌料合理配比成液体，利用喷射喷到应加固结构表面。喷射方式加快了传统混凝土凝固的时间，硬化加固更快，此方法对建筑加固强度高、持久性好。

6改变室内建筑布局

建筑物加固改造还可以通过改变室内布局的方式对梁柱进行加固改造。加固改造时要重点关注梁柱的实际使用情况。加固方式错误，会导致梁柱承载力变弱，与原本目的背道而驰。梁的布置通常依据实际使用功能，再根据梁的要求来设置对应的柱。进行柱网设计时，应考虑施工难度、经济性以及房间面积的使用率等问题，避免出现梁柱设计不规则的情况，更好地完成室内建筑布局。

7科学设计框架体系

框架结构通常由梁柱构成，构建的截面面积相对较小，刚度、承载力相对较低，加固改造时应在框架间加入混凝土剪力墙，将整体结构改变为剪力墙结构，支撑建筑整体的力量由水平力以及梁柱间架构交叉钢承担，同时，耗能钢支撑系统框架结构体系分配一部分建筑作用力^[4]。建筑框架结构利用梁柱组成的横、纵向框架，同时支撑水平荷载以及竖向荷载。通过科学合理的框架体系设计，可以有效改善传统建筑结构，使整体建筑结构拥有更多使用空间，保证建筑质量和稳定性。

8结束语：

目前，我国建筑业加固改造主要采用的是桩基础技术和预应力加固法技术，其中包括了预制桩和灌注桩。建筑业加固改造中的裂缝问题，需要相关人员对技术不断地创新和完善来加以解决,以有效推动行业发展。

参考文献：

[1]朱旭峰.既有建筑结构加固改造技术研究[J].工程技术研究,2019,4(07):67-68.

[2]李岩.房屋建筑工程中结构加固改造措施分析[J].价值工程,2019,38(09):84-87.

[3]韩文宇.建筑结构改造设计与加固技术[J].门窗,2019(06):81-82.

[4]丁士超.建筑结构鉴定与加固改造技术的应用现状及应对措施[J].居舍,2019(05):1.