青岛鑫旭辉建筑结构设计有限公司

本工程为18层框架剪力墙结构(带一层地下室)，建筑高度54．3m，筏板基础。

1 加固设计目的与加固范围

本工程已施工至4层，监理平行检查发现4号楼一、二层，5、6号楼一层墙柱砼标号低于设计c35要求，后经钻芯取样检测，墙柱梁板砼标号大部分为C20，不能满足设计要求。

本次质量事故中，因柱砼强度不足，导致结构的承载能力和刚度下降，挠曲变形同步加大，显著降低结构的抗裂、抗渗和耐久性，影响结构安全及使用。

由于剪力墙及梁、板砼强度偏低，直接导致楼栋底部加强区部分墙肢、柱的轴压比及梁的承载力不满足相关规范要求，必须予以加固补强。

经原设计单位复核，除楼板的正弯矩段及支座负弯矩段强度基本满足要求外，均需进行加固设计。

2 加固设计参数

建筑结构安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值0．10g。结构抗震等级:剪力墙为二级，框架为三级。

3 加固修复方案的研讨与选择

本项目为安居工程，且4号楼外立面紧邻街区，若方案选择及现场实施不当，必将造成较大社会负面效应。构思必须先考虑安全，使加固后的建筑结构既能满足相关规范要求(如建筑物自振周期、构筑物柱轴压比限值、层间位移要求等)，又要考虑可操作性，并尽量采用成熟、可靠、便于后期检测，和兼顾使用功能不受较大影响的方案;故、项目监理部配合业主多次组织各参建单位会商，对各单一技术、综合方案反复研讨、推敲。本案主要体现墙柱梁加固综合技术的运用。

3．1 主要加固工艺

(1) 加大截面法。在原构件正截面配筋率满足规范要求前提下，增大主筋面积对提高原构件正截面承载力是非常有效的。通过在截面的受拉区加筑砼围套，增加构件截面，使新加部分和原构件共同工作，能够有效地提高构件承载力，显著改善使用性能。

该法优点在于其工艺相对简单、可操作性强，相关设计和施工经验成熟，可作为梁、板、柱、墙等一般构造物的加固首选;其缺点主要体现在现场施工的湿作业及噪音持续较长，不利于环境保护及绿色施工，对生产和生活存在不利影响，且加固后建筑物存在使用功能和舒适度缺陷(如净空减小、空间受限等)。

(2) 粘钢加固法。其优势在于其工艺简单便捷、加固修复效果可靠，固化快、现场仅有抹灰等少量湿作业，对生产生活及环境影响小;同时、显著降低了因加固对原结构外观和原有净空带来的不利影响;但能否达到预期加固效果，在一定程度上受限于胶粘工艺质量与作业人员施工水平等因素;该法可减小剪力墙构件轴压比，提高其抗侧刚度和抗剪强度，从而弥补因剪力墙砼强度不足带来的不利影响;

该法对于处于一类环境中的受弯或受拉构件的加固和对增大构件截面尺寸有严格要求、承受静力作用的构件尤为适用。

(3) 粘贴碳纤维复合材料。为达到提高建筑物构件承载能力的目的，也通常用胶结材料将碳纤维复合材料贴于被加固构件的受拉区域，使其与原构件截面共同工作。粘贴碳纤维复合材料加固法具有几乎不增加结构自重、耐腐、耐潮、经久耐用、后期维护费用较低等特点外，还兼具粘钢加固的优点，但需进行专门的防火处理;除适用于梁、板加固修复外，也适用于各种受力性质的砼结构及一般构筑物的加固。

(4) 锚栓植筋。满足锚固深度要求的化学植筋及螺杆，可应于抗震设防烈度≤8度之受拉、边缘受剪、拉剪复合受力之结构构件及非结构构件的后锚固连接。

具有施工便捷、固化快、承载、拉拔力大及抗疲劳、抗震动等特点，同时具有在负温(－15℃)下能固化，且不影响锚固力，固化后可施焊等优点。

3．2 方案初论及分析

(1) 方案选择既要使加固后构件满足设计及规范要求，同时要兼顾加固期间上部主体结构同步继续施工的矛盾;为力求使经济和工期损失降到最低，唯有请有资质有丰富施工经验的专业分包单位，按照经批准的支撑卸荷和加固施工方案，先支撑卸荷，在确保施工安全的前提下，再综合各单一加固措施优点，充分发挥综合应用效应。

(2) 由于项目性质的特殊性，加固方案必须降低对交付使用后功能及舒适度的影响。

(3) 事先必须充分考虑加固施工过程中噪声、光辐射、粉尘、污水等可能会带来的不利影响，相关区域也需全封闭施工，加强门岗管理，尽可能降低加固实施带来的负面社会舆论效应，为方案的实施创造必要的条件。

3．3 方案确定

经设计单位及其邀请的专家，业主代表、总包单位、加固分包单位、监理单位等相关人员充分讨论，结合实际、由设计单位确定:

(1) 对于外立面建筑效果及空间尺寸要求较高的临街面、建筑物四周、转角，楼梯、公共走道、电梯井等部位剪力墙墙身采用粘贴4mmQ235B钢板，截面加宽75mm，相应部位的柱加固、采用植筋、重新配置钢筋柱套，将原柱截面加宽100～200mm。

(2) 为确保结构的承载力和质量事故楼栋相关楼层受剪承载力的均匀性，对其它主要受力部位的竖向受压构件，采用植筋、重新配置钢筋柱套，增大截面、将原柱截面加宽100～200mm，同时，竖向构件的加固均在地下室顶板结构下封顶锚固设计成“牛腿”，延伸至地下室。

(3) 楼面框架梁底采用新增纵向钢筋、U形箍、在柱上打孔植筋增大构件截面，梁顶粘贴碳纤维布进行加固修复。

(4) 在结构加固用混凝土，其强度等级应比原结构、构件提高一级，不得低于C30级。

(5) 综合应用梁、柱加大截面，梁顶贴碳纤维布，墙身外粘钢板等加固修复技术。

3．4 加固设计

方案初定后，设计单位予以了深化和完善;最终、该加固修复设计图经设计单位相关专家审定和设计文件审查机构审查合格，评价认为，新增荷载取值和结构构件强度等级选用适当，设计参数取用基本正确，图纸设计基本满足抗震构造等规定。

4 施工难点及要点

4．1 卸载支撑搭设

本案砼强度不足主要集中在5、6号楼一层及4号楼一、二层，事故发生后、受多种因素影响，后续工序依然进行;事故层结构柱为轴心受压，其所受的轴向压力非常大;客厅及个别部位框架梁跨度较大、过分依赖卸载钢管架所提供的支撑作用力，不能完全满足安全卸载的目的，需配合其它方案的应用并综合计算荷载，加强施工过程监测。

4．2 墙、柱加固

在墙、柱界面处理工序(对原结构剔凿、凿毛)施工时，可能存在形成点深度较浅、点数分部不均匀、浇筑砼前未冲洗干净、未采用水泥浆等界面剂进行处理等，会导致后期混凝土与原结构混凝土粘合不牢等问题。

应强化对加固的受力钢筋与原构件受力钢筋的净距、纵向受力筋的锚固、与植筋的连接、焊接、及构件主筋保护层厚度、注胶等工序监管，和砼石子硬度、最大粒径，浇筑方式、坍落度、振捣密实度和板柱接头位置缩颈等工序质量控制。

4．3 梁加固

除应注意墙、柱加固过程中可能存在的问题控制外，还应加强碳纤维片材加固粘贴、搭接长度、搭接位置及受力方向和梁U形箍、碳纤维片材在端部、构件转角等处的细部处理。

4．4 植筋工艺

检查植筋的锚固长度，深度及箍筋间距;其深度需保证钢筋屈服早于钢筋锚固破坏;同时、需注意控制植筋孔径大小、最小边缘距离、最小间距并保证现场拉拔试验满足设计要求。

4．5 材料控制

进场原材须经验收并复检合格

5 加固验收及效果分析

按设计文件进行加固后，经检测、整体砼强度基本可达C40;目前，该工程已进入装饰工序施工，经观察，暂未发现结构有异;从侧面可以反映出本案综合加固方法施工便捷、加固可与主体后续工序同步进行，加固费用经济合理，既消除了结构安全隐患、又基本满足原设计。

王清林，四川元丰建设项目管理有限公司，四川成都611500