建筑結(jié)構(gòu)加固工程設(shè)計(jì)施工質(zhì)量淺議

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［摘要］近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展，房屋建筑無(wú)論在數(shù)量上還是質(zhì)量上都得到了很大提升，但也有極少量新建建筑因施工質(zhì)量問題導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的問題，尤其是既有老舊建筑結(jié)構(gòu)老化現(xiàn)象十分突出，更有燃爆、火災(zāi)造成的結(jié)構(gòu)破壞，若不能及時(shí)有效解決，容易危及人們的財(cái)產(chǎn)和公共安全，結(jié)構(gòu)加固也成為了解決此類問題的首選，筆者在東營(yíng)地區(qū)有多年從事工程設(shè)計(jì)、監(jiān)理和質(zhì)量監(jiān)督管理經(jīng)驗(yàn)，多次參與從結(jié)構(gòu)鑒定、加固方案論證、加固設(shè)計(jì)到施工過程管理等全過程的分析決策，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)加固有了更深入的認(rèn)識(shí)，本文結(jié)合案例從建筑結(jié)構(gòu)加固工程進(jìn)行全過程分析探討，以期制定更加完善的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制措施和安全管理對(duì)策。

［關(guān)鍵詞］建筑工程；結(jié)構(gòu)加固；施工質(zhì)量；安全管理

隨著建筑業(yè)飛速發(fā)展，結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用也得到很大發(fā)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(tǒng)的擴(kuò)大截面法已較少采用，但型鋼外包法整合了原來(lái)的粘貼鋼板，相比碳纖維加固截面有所擴(kuò)大，加固方案的制定與設(shè)計(jì)施工圖的繪制前提是搞好結(jié)構(gòu)鑒定，根據(jù)加固成因分析和既有建筑使用狀況組織實(shí)施施工，加固過程中的成品保護(hù)、新舊做法連接都要在施工組織設(shè)計(jì)中具體體現(xiàn)，不但要制定嚴(yán)格的質(zhì)量管控措施，更要確保安全（重點(diǎn)是使用過程中的加固施工安全管理），科學(xué)利用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)既能很好地解決質(zhì)量缺陷導(dǎo)致的承載力不足問題，又能快速解決燃爆、火災(zāi)突發(fā)事故導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損壞，尤其是通過對(duì)既有老舊建筑加固的實(shí)施，解決了原使用功能不足的問題，對(duì)于保護(hù)老城既有建筑原始風(fēng)貌方面有重要意義，極大地促進(jìn)了城市更新建設(shè)工作的全面展開，當(dāng)然結(jié)構(gòu)加固技術(shù)涉及鑒定、結(jié)構(gòu)計(jì)算、抗震性能、質(zhì)量安全控制等諸多環(huán)節(jié)，涉及許多新材料新工藝，需要在工程實(shí)踐中加以完善。

1建筑結(jié)構(gòu)加固工程實(shí)施的重要性和必要性

現(xiàn)階段，新建建筑局部混凝土強(qiáng)度不足引起的加固越來(lái)越多，拆除重建顯然不是首選，不僅浪費(fèi)資源，建設(shè)工期也會(huì)無(wú)限延長(zhǎng)，隨著各地城市更新工作的逐步展開，保留歷史建筑風(fēng)貌的呼聲也越來(lái)越高，通過結(jié)構(gòu)加固可以使得老舊建筑提高承載力和抗震性能，擴(kuò)展使用功能，延長(zhǎng)建筑物使用壽命，促進(jìn)生態(tài)文明城市建設(shè)。

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(huán)境差別大，在長(zhǎng)期外環(huán)境作用下，尤其是沿海堿化侵蝕，甚至建筑長(zhǎng)期使用不當(dāng)且不能夠正常維護(hù)，其耐久性必然降低，通過有計(jì)劃地實(shí)施結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)就能較好地解決工程耐久性的問題，特別是通過貫徹落實(shí)既有建筑結(jié)構(gòu)鑒定加固工作，能夠很好地預(yù)防結(jié)構(gòu)坍塌失穩(wěn)，確保使用期內(nèi)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?yàn)樯婕靶屡f建筑共同存在的問題，有關(guān)規(guī)范提出過加固后延長(zhǎng)30年使用期的規(guī)定，中石化設(shè)計(jì)院在處理東營(yíng)某小區(qū)燃爆事故加固方案中采取了原工程設(shè)計(jì)使用年限50年減去已使用15年即35年設(shè)計(jì)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(zhì)量隱患的需要

在新建工程施工過程中，由于種種原因?qū)е禄炷潦┕み_(dá)不到設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象較多，特別是主體結(jié)構(gòu)施工或驗(yàn)收前實(shí)施的回彈檢測(cè)以及補(bǔ)充抽芯檢測(cè)判定混凝土標(biāo)號(hào)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值的情況，處理這類問題主要依靠結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)截面積不改變，容易被各方所接受。

1.3是處理燃爆、火災(zāi)等突發(fā)事故傷害的需要

目前由于燃?xì)獗ㄒl(fā)的安全事故屢見不鮮，其會(huì)導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失大甚至導(dǎo)致重大人員傷亡，社會(huì)影響惡劣，相關(guān)部門在處置突發(fā)應(yīng)急救援的過程中，首先是安置救助工作，接下來(lái)緊急的事情就是鑒定結(jié)構(gòu)安全和財(cái)產(chǎn)損失，分析事故原因，結(jié)合房屋受損程度盡快實(shí)施加固工作（見圖1）。

1.4是城市更新工作的需要

在推進(jìn)城市更新工作中，一些老的建筑受制于原有建筑技術(shù)和材料供應(yīng)的影響，加之常年風(fēng)吹日曬，外墻開裂脫落，結(jié)構(gòu)構(gòu)件銹蝕，抗震性能不足，但建筑風(fēng)格獨(dú)特，確有保留的意義，通過結(jié)構(gòu)加固和改造，使其重新煥發(fā)生機(jī)，結(jié)構(gòu)加固還可以通過墻梁置換擴(kuò)大使用空間，但就抗震能力來(lái)說，不同歷史時(shí)期受到當(dāng)時(shí)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等各方面制約，建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)差別很大，原來(lái)的一些建筑很難滿足現(xiàn)在的抗震設(shè)防要求，尤其是汶川地震后，國(guó)家對(duì)學(xué)校、醫(yī)院等提高了設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，目前各地對(duì)學(xué)校、醫(yī)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(jié)構(gòu)加固的基本原則

2.1先鑒定后加固的原則

結(jié)構(gòu)是否需要加固及加固深度應(yīng)通過結(jié)構(gòu)可靠性鑒定確認(rèn)，通過結(jié)構(gòu)鑒定分析，判定結(jié)構(gòu)承載能力不足引發(fā)的原因，是結(jié)構(gòu)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(jīng)當(dāng)?shù)厥┕D審查機(jī)構(gòu)確認(rèn)

招錄隊(duì)伍開工前要先行施工圖審查，確保加固設(shè)計(jì)滿足規(guī)范要求，施工單位拿到圖紙后要熟悉現(xiàn)場(chǎng)并做好圖紙會(huì)審和技術(shù)交底工作。

2.3加固工程應(yīng)做到技術(shù)可靠、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、質(zhì)量合格和環(huán)保節(jié)能

加固工程結(jié)構(gòu)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(dǎo)致承載力不足，因此在選擇結(jié)構(gòu)加固方案時(shí)，應(yīng)充分考慮已有結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況和加固后結(jié)構(gòu)傳力體系的改變，確保結(jié)構(gòu)可靠[1]

3建筑結(jié)構(gòu)加固工程設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的有效控制對(duì)策

3.1深化施工圖節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)并編制專項(xiàng)施工組織設(shè)計(jì)

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(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是在原有建筑的基礎(chǔ)上實(shí)施；二是加固方案一定要和原有建筑結(jié)構(gòu)型式吻合，尤其是砌體結(jié)構(gòu)大空間轉(zhuǎn)換；三是必須先行結(jié)構(gòu)鑒定（見圖3）。編制專項(xiàng)施工組織設(shè)計(jì)要有針對(duì)性和可操作性，加固方案中要有如何原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拆除、保護(hù)和保留，新舊建筑的連接結(jié)合節(jié)點(diǎn)處理，例如在某疾控中心辦公樓改造加固中，施工人員在實(shí)施原有結(jié)構(gòu)混凝土柱型鋼包括中盲目切割柱與墻體的鋼筋拉結(jié)后簡(jiǎn)單用砂漿封堵，降低了柱間墻體的抗震性能，受到了相應(yīng)處罰。

3.2構(gòu)建全過程工程質(zhì)量管控體系

編制的施工方案要突出質(zhì)量管控環(huán)節(jié)，明確報(bào)驗(yàn)及驗(yàn)收環(huán)節(jié)，建立明晰的質(zhì)量管理體系，嚴(yán)格執(zhí)行《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-3013和相關(guān)質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，同時(shí)根據(jù)實(shí)際施工情況科學(xué)制定施工質(zhì)量目標(biāo)，落實(shí)好五方責(zé)任主體職責(zé)，加固工程分為拆除和補(bǔ)強(qiáng)兩個(gè)階段，每個(gè)階段的實(shí)施都要有嚴(yán)格的操作規(guī)程，不得野蠻操作，拆除需要專用設(shè)備器具的不能用簡(jiǎn)單的破拆替代，拆除原有構(gòu)件墻體時(shí)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(wú)論破拆還是隱蔽都要報(bào)監(jiān)理簽驗(yàn)，留好圖片影像資料，某加固工程在拆除原有地面時(shí)盲目操作導(dǎo)致個(gè)別預(yù)制樓板損壞[2]。

3.3做好技術(shù)交底和人員培訓(xùn)工作

在一些建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工過程中，之所以出現(xiàn)一系列質(zhì)量問題，往往是因?yàn)闆]有進(jìn)行很好的技術(shù)交底工作，建筑工程加固施工屬于專業(yè)操作比較強(qiáng)的行業(yè)，需要常年熟練操作的技術(shù)工人，切不可從勞務(wù)市場(chǎng)盲目招攬零工，即使是常年作業(yè)的技術(shù)工人也要針對(duì)具體項(xiàng)目開展人員培訓(xùn)和技術(shù)交底工作，因?yàn)槊總€(gè)項(xiàng)目的情況不一樣，結(jié)構(gòu)型式、改造模式、使用情況等都要通過培訓(xùn)指導(dǎo)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(shè)備操作，對(duì)材料的性能及使用要求要領(lǐng)會(huì)，原有建筑的拆除破損要注意保護(hù)既有承載構(gòu)件等，新區(qū)醫(yī)院加固改造中特別提出靜力切割技術(shù)，該規(guī)定要求：本圖中所涉及的拆除必須采用靜力切割拆除，嚴(yán)禁采用振動(dòng)拆。

3.4作好質(zhì)量過程控制工作

結(jié)構(gòu)加固工作是全流程控制，既涉及對(duì)原有建筑的破拆，也涉及新建部分的施工，一定要強(qiáng)化過程控制，結(jié)合設(shè)計(jì)交底和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，對(duì)應(yīng)每個(gè)環(huán)節(jié)都要做到報(bào)驗(yàn)，遇到與實(shí)際不符的情況及時(shí)報(bào)設(shè)計(jì)會(huì)商處理意見，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)結(jié)構(gòu)驗(yàn)收規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求。下面列舉關(guān)于碳纖維施工檢查的具體要求：（1）材料要求：承重結(jié)構(gòu)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(yán)禁使用大絲束纖維；結(jié)構(gòu)加固用的纖維復(fù)合材必須采用滿足加固規(guī)范要求的連續(xù)纖維與改性環(huán)氧樹脂膠粘劑復(fù)合而成。（2）檢驗(yàn)要求：使用前必須按加固規(guī)范相關(guān)規(guī)定的性能指標(biāo)和質(zhì)量要求進(jìn)行安全性及適配性檢驗(yàn)。檢驗(yàn)時(shí)，實(shí)測(cè)的纖維復(fù)合材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)置信水平C＝0.99、保證率為0.95的要求

4建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工安全管控對(duì)策

4.1加固工程安全管理的意義

根據(jù)《中華人民共和國(guó)建筑法》等有關(guān)規(guī)定，國(guó)務(wù)院和住建部分別出臺(tái)了《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例》（國(guó)務(wù)院令第393號(hào)）和《房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程施工安全監(jiān)督工作規(guī)程》（建質(zhì)〔2014〕154號(hào)）等法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)于指導(dǎo)行業(yè)安全管理提供了法律依據(jù)。2020年國(guó)家、省、市政府相繼出臺(tái)并發(fā)布了政府工作人員安全事故責(zé)任追究辦法，落實(shí)管行業(yè)就要管安全，重點(diǎn)夯實(shí)屬地管理責(zé)任，把安全生產(chǎn)管理職能下移到鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道辦一級(jí)，住建部還出臺(tái)了文件，規(guī)定了建設(shè)單位是安全生產(chǎn)第一責(zé)任人。

4.2加固工程安全管理的特點(diǎn)

加固工程施工安全管理除了滿足新建工程對(duì)安全管理的要求外，更要針對(duì)加固工程的特點(diǎn)制定專門的安全對(duì)策，首先原有建筑結(jié)構(gòu)型式是什么？哪些部位需要拆除？哪些結(jié)構(gòu)需要重新支撐等等，例如在區(qū)疾控中心舊樓加固改造中檢查發(fā)現(xiàn)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(duì)于正在使用的功能建筑務(wù)必要做好施工動(dòng)態(tài)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(shù)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(xiàn)場(chǎng)，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(yùn)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(shù)交底要經(jīng)過監(jiān)理人員簽字認(rèn)可。下面是幾個(gè)加固工程安全生產(chǎn)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(yè)人員必須戴絕緣手套，使用護(hù)目鏡和面罩，高空作業(yè)須系安全帶。（3）焊接作業(yè)時(shí)須配制滅火器材等[3]。施工安全管理紀(jì)律：（1）進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必須戴好安全帽，扣好帽帶，并正確使用個(gè)人勞動(dòng)保護(hù)用品。（2）2m以上的高空懸空作業(yè)，無(wú)安全設(shè)施的必須戴好安全帶，扣好保險(xiǎn)鉤。（3）高空作業(yè)，不準(zhǔn)往下或向上亂拋材料和工具等物件。（4）各種電動(dòng)機(jī)械設(shè)備，必須有可靠有效的安全措施和防護(hù)裝置，方能投入使用。（5）不懂電氣和機(jī)械操作的人員嚴(yán)禁使用和玩弄機(jī)電設(shè)備。（6）吊裝區(qū)域非操作人員嚴(yán)禁入內(nèi)，吊裝機(jī)械必須完好，把桿垂直下方不準(zhǔn)站人。

4.4做好安全動(dòng)態(tài)化檢查

施工過程中要開展動(dòng)態(tài)化檢查，重點(diǎn)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(jiān)理也同步檢查跟進(jìn)，確保安全隱患早發(fā)現(xiàn)早排除。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，結(jié)構(gòu)加固是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程，其設(shè)計(jì)和施工更顯緊密，施工現(xiàn)場(chǎng)存在邊使用邊改造的情況，安全管理難度加大，加固后的質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定需要更加明晰的規(guī)范文件指導(dǎo)，新技術(shù)新工藝亟待突破，結(jié)合近幾年參與的加固案例，認(rèn)識(shí)得到進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)

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

[2]GB50367-2013，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]常燕.建設(shè)工程安全生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

作者:燕欽德 單位:東營(yíng)區(qū)建設(shè)工程管理服務(wù)中心