既有建筑结构加固改造技术的选择与应用

既有建筑结构加固改造技术的选择与应用

1 熊世勇 2代理，3刘亮

重庆市大渡口区西城大道1号，400084

摘要：我国既有建筑存量巨大，很多建筑由于使用年限较长，存在不同程度的结构病害和安全隐患，亟须进行加固改造。本文分析了既有建筑结构加固改造的必要性，总结了常见的结构病害与失效原因，重点介绍了基础加固、混凝土结构加固、砌体结构加固等技术的选择与应用。既有建筑结构加固改造要坚持“安全第一，适用耐久、经济合理”的原则，针对建筑结构的实际情况，选择合理可行的加固方案，提高建筑安全性能，延长建筑使用寿命。

关键词：既有建筑；结构加固；改造；技术选择

引言：既有建筑是指已建成并投入使用的建筑物。我国既有建筑数量众多，据不完全统计，城镇既有多层及高层建筑面积约400亿平方米。随着建筑使用年限的增加，由于自然老化、环境侵蚀、使用不当、设计缺陷等原因，很多既有建筑出现结构损伤、功能退化等问题，不能满足正常使用要求，需要进行加固和改造。合理选择既有建筑结构加固改造技术，对保障建筑安全、提高建筑品质、促进建筑可持续发展具有重要意义。

一、既有建筑结构加固改造的必要性分析

我国既有建筑存在的主要问题有：一是大量建筑达到或超过设计使用年限。例如，20世纪80年代初期建造的住宅，使用年限已超过30年，普遍存在明显病害；二是早期建造的建筑抗震能力不足。我国抗震设计从20世纪70年代后期才逐步完善，1989年汶川地震中，大量框架结构房屋受损或倒塌；三是部分建筑质量缺陷导致安全性降低。例如，豆腐渣工程、偷工减料、使用不合格材料等；四是建筑的使用功能和荷载条件发生变化。许多工业建筑转型为办公、商业用途，公建改造为居住建筑等，超出建筑的承载能力。

二、既有建筑结构常见病害与失效原因

我国既有建筑结构的常见病害包括混凝土碳化、钢筋锈蚀、保护层剥落、裂缝和变形等问题。这些病害的产生有多方面原因，早期使用的建筑材料，特别是混凝土和钢材的耐久性较差，在长期的环境侵蚀作用下容易发生老化，导致结构性能降低。例如在沿海地区，由于空气中含有大量的氯盐，会加速钢筋锈蚀，引起混凝土保护层开裂剥落。

施工质量缺陷也是导致结构病害的重要原因。如果混凝土浇筑过程中，振捣不密实，就会出现蜂窝、麻面等问题，降低混凝土的密实度和强度。钢筋保护层厚度不足则使钢筋容易锈蚀。砌体砌筑不规范，砂浆用量不足，碱骨料反应等也会引起砌体开裂、渗漏等病害。

三、既有建筑结构加固改造技术选择应用

既有建筑结构加固改造需要遵循先鉴定评估、后制定方案的基本流程。首先要全面了解建筑的历史状况，查阅建筑的设计图纸、施工资料、档案等资料，并进行现场踏勘。通过详细的现场调查和检测，全面掌握建筑结构构件的几何尺寸参数和材料强度、刚度等力学性能指标，客观评估结构构件和整体结构的安全性能及病害程度。

（一）基础加固技术

既有建筑经常出现的基础病害有沉降、倾斜和开裂等问题，需要采取加固处理。常用的基础加固技术主要有两类：

一是对地基基础进行置换加固。当基础埋深较浅、地基承载力不足时，可通过开挖，用强度高的素混凝土或钢筋混凝土换填，代替原有地基土的受力。开挖后还可浇筑新的基础梁或基础板，将上部结构的荷载可靠地传递到地基。这种方法适用于轻微沉降、地基土质条件较好的建筑。

二是采用桩基加固处理。对于基础下沉量大、倾斜严重，但上部结构尚完好的建筑，可采用打设灌注桩或压入预制混凝土桩的方式对基础进行加固。新打的桩可布置在原有独立基础或条形基础的四周，起到加宽基础、提高地基承载力的作用。对于局部塌陷严重的独立基础，还可在其下部设置微型钢管桩，经钻孔灌注混凝土并进行桩头处理，把新旧基础连成整体。

（二）混凝土结构加固技术

既有混凝土结构普遍采用的加固技术有粘贴钢板加固法、粘贴碳纤维加固法、置换混凝土加固法和增大截面加固法等。

粘贴钢板加固法是在混凝土构件表面粘贴钢板的方法。一般选用Q235及以上等级的钢板，用环氧树脂胶黏剂与混凝土黏结，共同受力。钢板与混凝土的复合作用，可明显提高构件的抗弯、抗剪切、抗拉等承载能力。这种方法操作方便，对原结构破坏小，适用于梁、板、柱等受弯构件的加固。

粘贴碳纤维加固法采用碳纤维复合材料（CFRP）代替钢板，通过环氧树脂胶黏剂粘贴于混凝土表面，利用其高强度、高模量的特点提高构件承载力。与粘钢板加固相比，碳纤维布具有材料轻、耐腐蚀性能好的优点。这种方法尤其适合跨度较大的梁、板构件。

对于保护层剥落、混凝土强度严重不足的构件，可采用置换混凝土加固法。即分段凿除硬化混凝土，用聚合物修补砂浆或高强混凝土分层浇筑，恢复混凝土截面，提高构件承载能力。

对于承载能力严重不足的钢筋混凝土梁、板，还可采用增大截面加固法。即在构件底面和侧面增设配筋，浇筑混凝土加大截面尺寸，使新拌混凝土替代原构件承担主要受力，从而显著提高构件的抗弯、抗剪承载能力。这种方法加固效果好，但施工较为复杂。

（三）砌体结构加固技术 

我国既有建筑中砌体结构占有很大比重。砌体结构常见的病害有裂缝、脱落和变形等。对此，常采用以下加固技术：

粘贴网格布加固法适用于轻微开裂、变形不大的砌体墙。在墙体表面粘贴钢丝网、玻璃纤维网格布或聚合物网格布，作为增强层；再在网格布上抹灰，形成面层。网格布起到分散应力、约束变形的作用，可提高砌体墙的整体性、抗裂性。

对于承载力不足或裂缝较大、变形明显的砌体墙，则需要设置钢筋网，增加钢筋混凝土面层。可根据受力要求，在砌体墙单面或双面设置钢筋网片，浇筑混凝土，使砌体墙与钢筋混凝土形成组合结构共同工作，大幅提升墙体的承载力和抗震能力。

对存在局部缺损、洞洞、裂缝的砌体，还可采用置换法加固。即凿除缺损部位的砌体，浇筑素混凝土或自密实混凝土，再在其表面铺设钢筋网片，增强砌体的完整性与承载能力。

结语

我国既有建筑存量日益增多，维护和加固改造面临的任务日益繁重。要针对建筑的实际情况，遵循安全、适用、经济的原则，因地制宜选择加固改造技术，做到有的放矢、综合施策。同时，加大新技术、新材料的研究应用力度，注重质量安全监管，加强后期运营维护，不断提升既有建筑加固改造的科学化、规范化、精细化水平，促进建筑业高质量发展。

参考文献

[1] 黄永胜.既有建筑结构改造与加固技术的研究与应用[J].现代装饰, 2024, 580(11):37-39.

[2] 苗元耀.既有建筑结构加固改造原则及技术分析[J].工程技术研究, 2024, 9(12):34-36.