结构改造加固工程概述
- 结构改造加固工程是针对既有建筑结构进行改变和强化的工作。当建筑的使用功能改变、结构老化受损或需满足新的设计规范等情况时，需要对结构进行改造加固，以确保结构安全和正常使用。
结构改造原因
- 使用功能变化：
- 建筑用途的改变，如工业厂房改为商业中心，需要重新规划空间布局，增加或减少楼层间的荷载传递路径，原结构可能无法满足新的功能需求。
- 企业生产工艺更新，导致对建筑内设备布局和荷载分布有新要求，例如原本放置小型设备的区域要更换为大型重型设备，对楼面承载能力提出更高挑战。
- 结构老化与损伤：
- 长期使用过程中，建筑结构受到自然环境侵蚀，如雨水渗透、空气中的有害物质腐蚀，导致混凝土碳化、钢筋锈蚀，使结构的耐久性降低，构件强度受损。
- 经历地震、火灾、风灾等自然灾害或意外事故后，结构可能出现明显的裂缝、变形、局部破坏等情况，影响结构的整体性和承载能力。
- 规范标准更新：
- 随着建筑行业的发展，结构设计规范和抗震、防火等相关标准不断提高。既有建筑可能因当时设计标准较低，需要进行改造加固以符合现行规范要求。
结构改造加固设计流程
- 资料收集与现场调研：
- 资料收集：收集建筑原设计图纸、地质勘察报告、施工资料、使用过程中的维修记录等，详细了解建筑的历史信息。
- 现场调研：对建筑进行全面的实地考察，包括结构的外观状况（如墙体、梁柱、楼板的裂缝、变形、剥落情况）、室内空间利用现状、建筑周边环境（相邻建筑关系、地下水位情况等）。
- 结构检测与评估：
- 结构检测：运用专业检测手段，如回弹法、超声 - 回弹综合法检测混凝土强度，采用磁粉探伤、超声波探伤检测钢筋的损伤情况，利用全站仪、水准仪测量结构的变形情况。
- 评估分析：依据检测结果和现行规范，对结构的安全性、适用性、耐久性进行评估。确定结构在改造加固前的性能状态，找出存在的问题和薄弱环节，为后续设计提供依据。
- 改造加固方案设计：
- 功能需求分析：结合建筑新的使用功能要求，确定需要改造的区域和内容，如增加楼梯、电梯，拆除或移动部分墙体等。
- 结构计算与加固方法选择：根据评估结果和功能需求，选择合适的加固方法并进行结构计算。对于需要增强承载能力的构件，可选择增大截面加固法、碳纤维加固法、外包钢加固法等；对于需要提高结构整体性的，可考虑增设圈梁、构造柱等。计算改造加固后结构在新荷载工况下的内力、变形，确保满足设计要求。
- 构造设计与施工图绘制：确定加固材料的规格、布置形式和连接构造。例如，在碳纤维加固中，明确碳纤维布的层数、纤维方向、锚固长度；在增大截面加固中，设计新老混凝土的连接细节。绘制详细的改造加固施工图，包括平面布置图、剖面图、节点详图等，准确指导施工。
结构改造加固施工
- 施工准备阶段：
- 施工组织设计：制定施工计划，合理安排施工顺序，协调拆除、加固、新建等各工序的衔接。明确各施工阶段的人员、材料、设备配备情况。
- 材料与设备准备：根据加固设计要求采购材料，如合格的碳纤维材料、钢材、混凝土、胶粘剂等，并进行材料检验。准备施工所需的机械设备，如起重机、电焊机、混凝土搅拌机、钻孔机等，确保设备性能良好。
- 现场准备：清理施工现场，设置施工围挡和安全警示标志。对原结构需要保护的部位采取防护措施，如对保留的墙体、梁柱进行包裹防护，防止施工过程中的碰撞损伤。
- 施工实施阶段：
- 拆除工程：按照施工计划进行拆除工作，对于需要拆除的墙体、楼板等构件，采用合适的拆除方法，如机械拆除、人工拆除或爆破拆除（适用于特定情况）。在拆除过程中，要注意对保留结构的保护，避免过度振动和破坏。同时，做好拆除废料的清运和现场清理工作。
- 加固工程施工：
- 增大截面加固施工：对原结构构件表面进行清理、凿毛，按设计要求植入钢筋，支设模板，浇筑混凝土。注意控制混凝土的配合比、浇筑高度和振捣质量，保证新老混凝土结合牢固。
- 碳纤维加固施工：对构件表面进行打磨、清理，涂刷胶粘剂，将碳纤维布按设计要求粘贴，使用专用工具压实，排除气泡，保证碳纤维布与构件之间的粘结强度。
- 外包钢加固施工：对构件和钢板表面进行处理，涂抹胶粘剂或安装锚栓，将钢板与构件紧密连接。对于湿式外包钢，要保证灌浆质量，使钢板与构件之间填充密实。
- 其他加固方法施工：如采用预应力加固、增设支撑加固等方法时，严格按照相应的施工工艺和技术要求进行操作。
- 新建工程施工（如有）：根据改造方案，进行新结构部分的施工，如增加新的楼梯、电梯井等。施工过程中要确保新结构与原结构的可靠连接和协同工作。
- 质量控制与安全管理：建立质量检查制度，对每一道施工工序进行质量检查。例如，检查钢筋的规格、数量、位置，混凝土的强度、外观质量，碳纤维布的粘贴质量，钢板的连接质量等。同时，加强施工现场的安全管理，为施工人员配备必要的安全防护用品，对高处作业、电气焊接、机械操作等危险作业制定专项安全措施，确保施工安全。
- 竣工验收阶段：
- 资料审查：审查施工过程中的各项资料，包括材料质量证明文件、检验报告、隐蔽工程验收记录、施工日志、设计变更文件等，确保资料齐全、规范。
- 外观检查：对改造加固后的结构进行外观检查，检查加固和新建部分是否符合设计要求，如结构外观是否平整、无明显缺陷，加固材料的粘贴或连接是否牢固，新建结构的尺寸和位置是否准确。
- 结构性能检测：根据需要进行结构性能检测，如对关键构件进行静载试验、对结构整体进行变形观测等，验证改造加固后结构是否满足设计的承载能力、稳定性和变形要求。验收合格后，方可交付使用。