一般建筑物需進(jìn)行加固改造分為以下幾種情況:
一、 建筑物結(jié)構(gòu)老化
我國(guó)《民用建筑設(shè)計(jì)通則》JGJ37-87規(guī)定,重要建筑和高層建筑以主體結(jié)構(gòu)確定的耐久年限為100年,一般性建筑為50-100年。國(guó)家頒布的《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001也規(guī)定,紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為100年,普通房屋和構(gòu)筑物設(shè)計(jì)使用年限為50年。
在我國(guó)一些城市中,許多建國(guó)前和建國(guó)初期的建筑物,如北京的四合院,天津、青島等地的花園洋房,上海的里弄等建筑物,被社會(huì)各界一致肯定了它們?cè)隗w現(xiàn)城市歷史風(fēng)貌、代表地方居住文化和建筑藝術(shù)特色方面的重要價(jià)值,成片、成街區(qū)地列入了舊城保護(hù)規(guī)劃。但建筑物并非一旦超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限就不可居住,其使用年限可能會(huì)超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限,但在絕大多數(shù)情況下,此時(shí)結(jié)構(gòu)還遠(yuǎn)未因材料性能降低等因素出現(xiàn)不可接受的失效。相反,如果進(jìn)行良好的維護(hù)和必要的修繕,可以大大延緩結(jié)構(gòu)的衰老期。
二、 使用功能改變
一種情況是建筑物在構(gòu)建過(guò)程中,建設(shè)方臨時(shí)變更建筑物內(nèi)部房間的使用功能,內(nèi)部功能與當(dāng)初設(shè)計(jì)規(guī)劃并不一致,導(dǎo)致很多位置設(shè)計(jì)荷載低于實(shí)際荷載;另一種情況是建筑物在使用過(guò)程中易主,這種現(xiàn)象為大多數(shù),易主前后的建筑物內(nèi)部的使用功能上或多或少的都會(huì)發(fā)生一些改變,原來(lái)辦公的地方也許會(huì)變成堆放雜物的地方,原來(lái)的辦公室也許會(huì)變成放置設(shè)備的設(shè)備間,對(duì)新建建筑物來(lái)講,有特殊要求的地方在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)把它的使用荷載考慮進(jìn)去,相應(yīng)部位的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全系數(shù)也在考慮范圍內(nèi),設(shè)計(jì)出來(lái)的構(gòu)件相應(yīng)的安全性高一些,而易主的建筑物則不一樣,易主后的建筑物大部分的功能可能都會(huì)和設(shè)計(jì)初衷不一致,對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)講,就會(huì)出現(xiàn)建筑物內(nèi)部部分實(shí)際荷載較設(shè)計(jì)荷載偏大的現(xiàn)象,甚至有局部位置的荷載會(huì)增大幾倍,有許多人認(rèn)為,結(jié)構(gòu)不加固也沒(méi)有關(guān)系,不會(huì)發(fā)生坍塌,但是在過(guò)載的情況下,對(duì)建筑物的外型、構(gòu)件的跨度、荷載的傳遞途徑、整個(gè)結(jié)構(gòu)或部分構(gòu)件的承載能力等許多方面都會(huì)產(chǎn)生影響和變化,加速其變形,當(dāng)變形達(dá)到極限狀態(tài),也許就會(huì)發(fā)生不可避免的事故,縮短建筑物的使用壽命。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí),就需要對(duì)結(jié)構(gòu)增加荷載部位區(qū)域的構(gòu)件進(jìn)行二次受力計(jì)算,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)相應(yīng)構(gòu)件進(jìn)行加固了。
相對(duì)于這種情況常采用的方法有粘貼碳纖維、粘鋼、包鋼、增大截面、使用后錨固技術(shù)增加受力構(gòu)件等方法,近年來(lái)還有高強(qiáng)不銹鋼絞線(xiàn),高強(qiáng)聚合物砂漿等高強(qiáng)材料的使用。
三、 施工過(guò)程中的疏漏
1、 季節(jié)性的溫度變化
這種情況多出現(xiàn)在冬季施工中,在冬季施工中鋼筋混凝土是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的,這是因?yàn)槎練鉁氐�,建筑物�?gòu)件澆筑完畢后,對(duì)混凝土不能進(jìn)行及時(shí)養(yǎng)護(hù),同時(shí)如果抗凍劑添加劑量不準(zhǔn)確,或者外加劑摻量不足,都會(huì)對(duì)在冬季施工的建筑物構(gòu)件產(chǎn)生影響;另外,冬季施工最為重要的就是對(duì)溫度的把握,對(duì)溫度的控制體現(xiàn)在初期混凝土攪拌過(guò)程中,混凝土澆注過(guò)程中以及此后對(duì)模板的保溫處理過(guò)程中,如果對(duì)溫度控制不足,就很容易發(fā)生水泥混凝土強(qiáng)度不夠的情況。輕一點(diǎn)的情況可以用粘貼碳纖維、粘鋼、包鋼、增大截面等方法進(jìn)行加固,嚴(yán)重的有可能會(huì)拆除局部構(gòu)件重新施工。
2、 施工過(guò)程中不仔細(xì)
在施工過(guò)程中,有時(shí)施工單位對(duì)過(guò)程控制會(huì)偶爾出現(xiàn)紕漏,偶爾造成一些不該出現(xiàn)的錯(cuò)誤,如少數(shù)構(gòu)件偏位,標(biāo)高不對(duì),洞口尺寸錯(cuò)誤、位置不對(duì)等等現(xiàn)象,一旦遇到這幾種情況就要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行修補(bǔ)了。
常見(jiàn)的彌補(bǔ)措施為使用靜力拆除方法打掉多余部分后,結(jié)合后錨固技術(shù)重新對(duì)構(gòu)件的幾何外觀尺寸進(jìn)行修補(bǔ),這樣做雖然一定程度上彌補(bǔ)了構(gòu)件的外觀缺陷,但是對(duì)構(gòu)件的整體性能產(chǎn)生了影響,尤其對(duì)受力構(gòu)件的整體性影響要大一些。
有時(shí)在一些建筑物中,一些應(yīng)該預(yù)留的空洞、管道進(jìn)行后施工,使用靜力切割的方法在已經(jīng)建好的建筑物構(gòu)件上進(jìn)行開(kāi)孔,這種現(xiàn)象在消防、水電改造中尤為常見(jiàn)。更有孔洞直接開(kāi)在框架梁和剪力墻上,框架梁上的孔洞使該部位的抗壓混凝土截面面積減少,而一些開(kāi)在剪力墻上的孔洞(如消防箱、電箱等等大面積孔洞),直接切斷了剪力墻的受力鋼筋,使墻體在該部位的受力鋼筋不連續(xù),成為薄弱部位。
如遇到這種情況,建議及時(shí)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方聯(lián)系,在通過(guò)設(shè)計(jì)方的確認(rèn)和提出有效補(bǔ)強(qiáng)措施后方可進(jìn)行施工。常見(jiàn)的小尺寸洞口的補(bǔ)強(qiáng)措施有粘貼碳纖維、粘鋼、包鋼等等,對(duì)大尺寸的剪力墻洞口來(lái)說(shuō),有時(shí)會(huì)使用靜力切割方法切除周邊,后錨固主筋并重新澆筑混凝土構(gòu)造柱、過(guò)梁等構(gòu)件。
四、 建筑物后期缺陷
1、 基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫
一般在建筑物下部,由下往上發(fā)展,呈“八”字、或倒“八”字、水平及豎向縫。當(dāng)長(zhǎng)條形的建筑物中部沉降過(guò)大,則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫,有時(shí)還會(huì)在底層中部窗臺(tái)處形成由上至下豎縫;當(dāng)某一端下沉過(guò)大時(shí),則在某端形成沉降端高的斜裂縫;有時(shí)還有沿窗臺(tái)下角的水平縫。
對(duì)于不均勻沉降導(dǎo)致的裂縫應(yīng)以預(yù)防為主,在施工圖設(shè)計(jì)前,需對(duì)該地區(qū)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡刂房辈�,另外施工單位要�?yán)格按照?qǐng)D紙施工,施工時(shí)如能在那些開(kāi)大窗洞的建筑物底層窗臺(tái)下設(shè)置構(gòu)造圈梁與地梁構(gòu)成剛度較大的復(fù)合型墻梁結(jié)構(gòu),對(duì)防止不均勻沉降裂縫有明顯效果。
如果發(fā)現(xiàn)建筑物因?yàn)椴痪鶆虺两刀a(chǎn)生裂縫,就需要觀測(cè)裂縫發(fā)展的速度、部位、程度,決定是表面處理還是上部加固或基礎(chǔ)加固處理。
2、 溫度裂縫
另一種裂縫是混凝土在水化熱過(guò)程中產(chǎn)生的溫度裂縫,在溫度變化過(guò)程中在混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí),就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生溫度裂縫,溫度裂縫的布置沒(méi)有一定的規(guī)律,在混凝土表面縱橫交錯(cuò)形成大面積裂縫。這種裂縫會(huì)把鋼筋混凝土內(nèi)部的鋼筋裸露在外界空氣中,從而產(chǎn)生氧化銹蝕,對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度裂縫時(shí),則需對(duì)其進(jìn)行分析并根據(jù)其開(kāi)裂程度進(jìn)行封閉或者壓力注漿處理。 建筑物與我們的日常生活是密不可分的,而結(jié)構(gòu)更是保證人身安全的重點(diǎn),對(duì)于結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中的產(chǎn)生的各種結(jié)構(gòu)問(wèn)題不容忽視。