建筑結構加固工程設計施工質量淺議

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［摘要］近年來，隨著城市建設的迅猛發展，房屋建筑無論在數量上還是質量上都得到了很大提升，但也有極少量新建建筑因施工質量問題導致結構承載達不到設計要求的問題，尤其是既有老舊建筑結構老化現象十分突出，更有燃爆、火災造成的結構破壞，若不能及時有效解決，容易危及人們的財產和公共安全，結構加固也成為了解決此類問題的首選，筆者在東營地區有多年從事工程設計、監理和質量監督管理經驗，多次參與從結構鑒定、加固方案論證、加固設計到施工過程管理等全過程的分析決策，對建筑結構加固有了更深入的認識，本文結合案例從建筑結構加固工程進行全過程分析探討，以期制定更加完善的設計、施工質量控制措施和安全管理對策。

［關鍵詞］建筑工程；結構加固；施工質量；安全管理

隨著建筑業飛速發展，結構加固技術應用也得到很大發展，目前主要的加固手段分為碳纖維粘貼和型鋼外包兩種方法，傳統的擴大截面法已較少采用，但型鋼外包法整合了原來的粘貼鋼板，相比碳纖維加固截面有所擴大，加固方案的制定與設計施工圖的繪制前提是搞好結構鑒定，根據加固成因分析和既有建筑使用狀況組織實施施工，加固過程中的成品保護、新舊做法連接都要在施工組織設計中具體體現，不但要制定嚴格的質量管控措施，更要確保安全（重點是使用過程中的加固施工安全管理），科學利用結構加固技術既能很好地解決質量缺陷導致的承載力不足問題，又能快速解決燃爆、火災突發事故導致的結構損壞，尤其是通過對既有老舊建筑加固的實施，解決了原使用功能不足的問題，對于保護老城既有建筑原始風貌方面有重要意義，極大地促進了城市更新建設工作的全面展開，當然結構加固技術涉及鑒定、結構計算、抗震性能、質量安全控制等諸多環節，涉及許多新材料新工藝，需要在工程實踐中加以完善。

1建筑結構加固工程實施的重要性和必要性

現階段，新建建筑局部混凝土強度不足引起的加固越來越多，拆除重建顯然不是首選，不僅浪費資源，建設工期也會無限延長，隨著各地城市更新工作的逐步展開，保留歷史建筑風貌的呼聲也越來越高，通過結構加固可以使得老舊建筑提高承載力和抗震性能，擴展使用功能，延長建筑物使用壽命，促進生態文明城市建設。

1.1可提高建筑工程的耐久性和使用年限

由于建筑使用環境差別大，在長期外環境作用下，尤其是沿海堿化侵蝕，甚至建筑長期使用不當且不能夠正常維護，其耐久性必然降低，通過有計劃地實施結構加固補強就能較好地解決工程耐久性的問題，特別是通過貫徹落實既有建筑結構鑒定加固工作，能夠很好地預防結構坍塌失穩，確保使用期內的正常使用。然而加固后使用壽命如何界定的問題尚有待商榷，因為涉及新舊建筑共同存在的問題，有關規范提出過加固后延長30年使用期的規定，中石化設計院在處理東營某小區燃爆事故加固方案中采取了原工程設計使用年限50年減去已使用15年即35年設計使用期的做法，不失為一種折中的辦法。

1.2是新建建筑處理質量隱患的需要

在新建工程施工過程中，由于種種原因導致混凝土施工達不到設計要求的現象較多，特別是主體結構施工或驗收前實施的回彈檢測以及補充抽芯檢測判定混凝土標號遠低于設計值的情況，處理這類問題主要依靠結構加固，目前加固的方案主要有粘貼碳纖維，除非確有鑿除重新澆筑的必要，碳纖維加固的好處是原設計截面積不改變，容易被各方所接受。

1.3是處理燃爆、火災等突發事故傷害的需要

目前由于燃氣爆炸引發的安全事故屢見不鮮，其會導致財產損失大甚至導致重大人員傷亡，社會影響惡劣，相關部門在處置突發應急救援的過程中，首先是安置救助工作，接下來緊急的事情就是鑒定結構安全和財產損失，分析事故原因，結合房屋受損程度盡快實施加固工作（見圖1）。

1.4是城市更新工作的需要

在推進城市更新工作中，一些老的建筑受制于原有建筑技術和材料供應的影響，加之常年風吹日曬，外墻開裂脫落，結構構件銹蝕，抗震性能不足，但建筑風格獨特，確有保留的意義，通過結構加固和改造，使其重新煥發生機，結構加固還可以通過墻梁置換擴大使用空間，但就抗震能力來說，不同歷史時期受到當時技術、經濟等各方面制約，建筑抗震設防標準差別很大，原來的一些建筑很難滿足現在的抗震設防要求，尤其是汶川地震后，國家對學校、醫院等提高了設防標準，目前各地對學校、醫院原有建筑都程度不同地采取了局部或整體加固（見圖2）。

2建筑結構加固的基本原則

2.1先鑒定后加固的原則

結構是否需要加固及加固深度應通過結構可靠性鑒定確認，通過結構鑒定分析，判定結構承載能力不足引發的原因，是結構老化還是燃爆破壞后再行制定加固方案。

2.2加固方案要經當地施工圖審查機構確認

招錄隊伍開工前要先行施工圖審查，確保加固設計滿足規范要求，施工單位拿到圖紙后要熟悉現場并做好圖紙會審和技術交底工作。

2.3加固工程應做到技術可靠、安全適用、經濟合理、質量合格和環保節能

加固工程結構本身存在種種缺陷和損傷，其可靠度低，也可能因增加新的荷載而導致承載力不足，因此在選擇結構加固方案時，應充分考慮已有結構的實際狀況和加固后結構傳力體系的改變，確保結構可靠[1]

3建筑結構加固工程設計、施工質量的有效控制對策

3.1深化施工圖節點設計并編制專項施工組織設計

既有建筑加固工程與新建建筑具有很大差別，有其自身特點，主要表現在以下幾個方面：一是在原有建筑的基礎上實施；二是加固方案一定要和原有建筑結構型式吻合，尤其是砌體結構大空間轉換；三是必須先行結構鑒定（見圖3）。編制專項施工組織設計要有針對性和可操作性，加固方案中要有如何原結構構件的拆除、保護和保留，新舊建筑的連接結合節點處理，例如在某疾控中心辦公樓改造加固中，施工人員在實施原有結構混凝土柱型鋼包括中盲目切割柱與墻體的鋼筋拉結后簡單用砂漿封堵，降低了柱間墻體的抗震性能，受到了相應處罰。

3.2構建全過程工程質量管控體系

編制的施工方案要突出質量管控環節，明確報驗及驗收環節，建立明晰的質量管理體系，嚴格執行《混凝土結構加固設計規范》GB50367-3013和相關質量驗收標準的規定，同時根據實際施工情況科學制定施工質量目標，落實好五方責任主體職責，加固工程分為拆除和補強兩個階段，每個階段的實施都要有嚴格的操作規程，不得野蠻操作，拆除需要專用設備器具的不能用簡單的破拆替代，拆除原有構件墻體時一定要熟悉原有建筑圖紙，如果沒有圖紙的一定要先探查再行下道程序，無論破拆還是隱蔽都要報監理簽驗，留好圖片影像資料，某加固工程在拆除原有地面時盲目操作導致個別預制樓板損壞[2]。

3.3做好技術交底和人員培訓工作

在一些建筑結構加固工程施工過程中，之所以出現一系列質量問題，往往是因為沒有進行很好的技術交底工作，建筑工程加固施工屬于專業操作比較強的行業，需要常年熟練操作的技術工人，切不可從勞務市場盲目招攬零工，即使是常年作業的技術工人也要針對具體項目開展人員培訓和技術交底工作，因為每個項目的情況不一樣，結構型式、改造模式、使用情況等都要通過培訓指導讓每一位施工人員包括管理人員掌握。例如碳纖維粘貼需要專用設備操作，對材料的性能及使用要求要領會，原有建筑的拆除破損要注意保護既有承載構件等，新區醫院加固改造中特別提出靜力切割技術，該規定要求：本圖中所涉及的拆除必須采用靜力切割拆除，嚴禁采用振動拆。

3.4作好質量過程控制工作

結構加固工作是全流程控制，既涉及對原有建筑的破拆，也涉及新建部分的施工，一定要強化過程控制，結合設計交底和現場實際，對應每個環節都要做到報驗，遇到與實際不符的情況及時報設計會商處理意見，嚴格執行相關結構驗收規范的標準要求。下面列舉關于碳纖維施工檢查的具體要求：（1）材料要求：承重結構加固用的碳纖維，必須選用聚丙烯腈基（PAN基）12k或12k以下的小絲束纖維，嚴禁使用大絲束纖維；結構加固用的纖維復合材必須采用滿足加固規范要求的連續纖維與改性環氧樹脂膠粘劑復合而成。（2）檢驗要求：使用前必須按加固規范相關規定的性能指標和質量要求進行安全性及適配性檢驗。檢驗時，實測的纖維復合材抗拉強度標準值應根據置信水平C＝0.99、保證率為0.95的要求

4建筑結構加固工程施工安全管控對策

4.1加固工程安全管理的意義

根據《中華人民共和國建筑法》等有關規定，國務院和住建部分別出臺了《建設工程安全生產管理條例》（國務院令第393號）和《房屋建筑和市政基礎設施工程施工安全監督工作規程》（建質〔2014〕154號）等法律法規和標準規范，對于指導行業安全管理提供了法律依據。2020年國家、省、市政府相繼出臺并發布了政府工作人員安全事故責任追究辦法，落實管行業就要管安全，重點夯實屬地管理責任，把安全生產管理職能下移到鄉鎮街道辦一級，住建部還出臺了文件，規定了建設單位是安全生產第一責任人。

4.2加固工程安全管理的特點

加固工程施工安全管理除了滿足新建工程對安全管理的要求外，更要針對加固工程的特點制定專門的安全對策，首先原有建筑結構型式是什么？哪些部位需要拆除？哪些結構需要重新支撐等等，例如在區疾控中心舊樓加固改造中檢查發現懸挑混凝土板下未加支撐就在上面堆放拆除后的廢磚料等，再者，要看原有建筑是否在使用，對于正在使用的功能建筑務必要做好施工動態安全隔離，確保使用人員和施工人員雙安全。

4.3加固工程安全的措施和方法

安全技術交底要做好，操作人員一定要熟悉加固方案圖紙，查看施工現場，做好必要的施工圍擋，做到安全文明施工，做好拆除舊料的收集運輸，不得胡亂拋擲，每天開工前都要開展安全警示教育，安全技術交底要經過監理人員簽字認可。下面是幾個加固工程安全生產管理措施的具體案例要求。焊接安全管理要求：（1）焊接操作人員須持證上崗。（2）電焊作業人員必須戴絕緣手套，使用護目鏡和面罩，高空作業須系安全帶。（3）焊接作業時須配制滅火器材等[3]。施工安全管理紀律：（1）進入施工現場必須戴好安全帽，扣好帽帶，并正確使用個人勞動保護用品。（2）2m以上的高空懸空作業，無安全設施的必須戴好安全帶，扣好保險鉤。（3）高空作業，不準往下或向上亂拋材料和工具等物件。（4）各種電動機械設備，必須有可靠有效的安全措施和防護裝置，方能投入使用。（5）不懂電氣和機械操作的人員嚴禁使用和玩弄機電設備。（6）吊裝區域非操作人員嚴禁入內，吊裝機械必須完好，把桿垂直下方不準站人。

4.4做好安全動態化檢查

施工過程中要開展動態化檢查，重點檢查臨邊、臨口圍擋，檢查安全帽佩戴，檢查是否正確系安全繩，施工單位要配備專職安全員巡查，監理也同步檢查跟進，確保安全隱患早發現早排除。

5結語

綜上所述，結構加固是一項十分復雜的工程，其設計和施工更顯緊密，施工現場存在邊使用邊改造的情況，安全管理難度加大，加固后的質量驗收評定需要更加明晰的規范文件指導，新技術新工藝亟待突破，結合近幾年參與的加固案例，認識得到進一步提高。

參考文獻

[1]黃興棣.建筑物鑒定加固與增層改造[M].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]GB50367-2013，混凝土結構加固設計規范[S].

[3]常燕.建設工程安全生產技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2004.

作者:燕欽德 單位:東營區建設工程管理服務中心