淺談建筑物加層改造的方法

1、淺談建筑物加層改造的方法    1   前言鑒于我國(guó)國(guó)情和人民生活的需求，近年來(lái)，我國(guó)進(jìn)行了大量的舊房加層改造工程。房屋加層不僅不占地，投資少，見(jiàn)效快，而且不影響原建筑的使用，這一點(diǎn)尤其受到建設(shè)單位的歡迎。但建筑物的加層改造，是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作。任何一個(gè)加層改造工程，在對(duì)加層的建筑物進(jìn)行全面、深入、細(xì)致的檢查和復(fù)算，評(píng)估出結(jié)構(gòu)的安全性能后，必須考慮加層改造技術(shù)上的可行性和可靠性，針對(duì)原建筑的特點(diǎn)，選擇合理可靠的加層方案和加層層數(shù)。在眾多的技術(shù)問(wèn)題中，總體上可分為兩類(lèi):(1) 改造建筑地基基礎(chǔ)的再認(rèn)識(shí)及與其上部加層結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的地基基

2、礎(chǔ)處理方法。(2) 原建筑物上部結(jié)構(gòu)的復(fù)算、挖潛、加固及加層部分的結(jié)構(gòu)處理。2   地基基礎(chǔ)2.1 地基承載力的評(píng)估在房屋加層改造工程中，必然要遇到地基基礎(chǔ)問(wèn)題。對(duì)于直接在原建筑物上加高層次的工程，如何確定地基承載力就成為一個(gè)關(guān)鍵。從直觀的分析中可以看到，地基土在附加應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，使地基土中空隙水排出，地基土得到壓密，從而提高了地基的容許承載力。并且新的地基規(guī)范，相應(yīng)提高了地基承載能力。這兩部分潛力可在加層工程中得到充分的利用。對(duì)于樁基礎(chǔ)建筑物，由于長(zhǎng)期荷載的作用，樁基與承臺(tái)共同下沉，承臺(tái)底面下的土被壓密，樁的下沉，樁周土固結(jié)，樁周摩阻也應(yīng)有所提高，這三個(gè)因素，均提高了

3、原有地基的承載能力。地基承載力的提高，在實(shí)際工程中常需要采用以下評(píng)估方法:（1）土性指標(biāo)規(guī)范查表法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探得到的土性指標(biāo)來(lái)得出增長(zhǎng)后的地基承載力。（2）公式計(jì)算法對(duì)在既有的房屋荷載作用下，地基承載力的增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)外都給出了一些公式，以便于通過(guò)計(jì)算求得增長(zhǎng)后的地基承載力。（3）規(guī)范比較法新的地基規(guī)范比老的規(guī)范要高。（4）地區(qū)經(jīng)驗(yàn)法根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際經(jīng)驗(yàn)而提出的一些地基承載力增長(zhǎng)的參數(shù)。2.2 地基承載力不夠的解決方法當(dāng)加層房層的地基承載力不夠滿(mǎn)足加層的要求時(shí)，可以采用加固地基和擴(kuò)大基底面積等方法解決。目前，在加層工程中運(yùn)用較多的是托換技術(shù)，有坑式托換和樁式托換。(1) 坑式托換是直接在被托換建筑物

4、的基礎(chǔ)下分段，分批的挖坑，澆筑混凝土以取代原有較小的基礎(chǔ)。(2) 樁式托換是利用原鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)作承臺(tái)，將條形基礎(chǔ)改為樁基礎(chǔ)。樁式托換內(nèi)容十分廣泛，可采用各種不同的樁型，如錨桿靜壓樁，該樁型利用原建筑的自重作為壓樁荷載，因而較通常的靜壓樁節(jié)省了龐大的反力架或打錨樁，其本身的機(jī)構(gòu)輕巧，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，移動(dòng)靈活，施工時(shí)無(wú)震動(dòng)，無(wú)污染，無(wú)噪音，可在場(chǎng)地和空間狹窄條件下以及可在不停止使用的情況下進(jìn)行施工。采用錨桿靜壓樁可以通過(guò)千斤頂，準(zhǔn)確控制樁的承載能力，從而避免建筑物的不均勻沉降。托換技術(shù)是一種技術(shù)要求高,責(zé)任性強(qiáng)的特殊施工方法，建筑物的托換需要一定的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)和施工都應(yīng)要有具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

5、的技術(shù)人員參加。對(duì)托換方案的選擇應(yīng)充分考慮施工的可能性和可靠性，使工程既安全有經(jīng)濟(jì)。3   上部結(jié)構(gòu)3.1 利用原建筑的結(jié)構(gòu)潛力直接加層當(dāng)原建筑為小開(kāi)間的磚混結(jié)構(gòu)，而改建時(shí)亦無(wú)大開(kāi)間要求的工程，增高層數(shù)不超過(guò)三層時(shí)，盡可以在原來(lái)的墻體上直接砌筑砌體材料，然后架樓面板和屋面板。若原來(lái)結(jié)構(gòu)體系不能承受加層后的總荷載，還可以將原來(lái)的橫墻承重變?yōu)榭v墻承重，使縱橫墻均勻受力，最大限度的發(fā)揮原結(jié)構(gòu)的承載能力。在加層工程中應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用一些輕質(zhì)材料如空心磚，加氣塊，輕型屋面防水材料，輕型屋面隔熱保溫材料等等，以減輕加層部分的重量。此方案的優(yōu)點(diǎn)是工期短，造價(jià)低，但需要對(duì)舊樓下部層內(nèi)外墻體進(jìn)行

6、加固，施工期間會(huì)影響舊樓的正常使用。3.2 架空梁法若原建筑為縱橫墻混合承重的房屋，如辦公樓，教學(xué)樓，科研樓，病房樓等，加層時(shí)主要問(wèn)題是支撐進(jìn)深梁的內(nèi)外縱墻磚垛承重強(qiáng)度不夠，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)與承重橫墻相連的內(nèi)外縱墻磚垛是非承重墻垛，還有較大的承載潛力可利用。這時(shí)加層設(shè)計(jì)，設(shè)置“架空梁”，將其支承在非承重墻垛上，讓此梁承擔(dān)加層荷載。在承重墻垛處架空，不讓其承擔(dān)加層荷載。經(jīng)計(jì)算，若用此法加高一層，一般可不對(duì)舊樓墻體及基礎(chǔ)進(jìn)行加固，加層時(shí)舊樓可正常使用，而且造價(jià)低，施工簡(jiǎn)便。3.3 外套框架結(jié)構(gòu)法當(dāng)建設(shè)單位希望將層數(shù)提高較多，要充分滿(mǎn)足使用要求時(shí)，采用外套框架結(jié)構(gòu)，與原有房屋完全脫離。如果跨度很大，還可設(shè)

7、計(jì)高度為一個(gè)層高的鋼筋混凝土空腹桁架，承受較大載荷，而且空腹部分作為樓層，可以降低樓層層高，減少工程造價(jià)，且兩桁架之間為一大空間層，便于建筑空間組合。若是采用無(wú)粘結(jié)后張法，預(yù)應(yīng)力鋼絞索在空腹桁架的下弦施加一個(gè)預(yù)應(yīng)力，可以進(jìn)一步改善空腹桁架的受力性能，將層數(shù)加得更多，跨度更大，提高經(jīng)濟(jì)效益。從技術(shù)上權(quán)衡，一般條件下，外套框架結(jié)構(gòu)更適合于在三層及三層以下房屋上增設(shè)四層，以及在多層住宅上增層。此法的優(yōu)點(diǎn)是：加層施工時(shí)，舊房可正常使用，加層后無(wú)加固痕跡，可使立面全新。問(wèn)題是：造價(jià)高，工期長(zhǎng)，在地震區(qū)“高雞腿”不利抗震，外套框架結(jié)構(gòu)每邊也需比舊房寬出2M左右，受地方限制。3.4 增層加高部分采用輕質(zhì)墻此方案的優(yōu)點(diǎn)是：墻體輕，舊樓墻體可不進(jìn)行加固，加層施工期間可繼續(xù)使用。問(wèn)題是上部需用框架，若下部為磚混結(jié)構(gòu)，不利抗震。3.5 增層加高部分采用輕鋼結(jié)構(gòu)在舊有建筑物上采用輕鋼結(jié)構(gòu)作受力骨架，輕質(zhì)高效保溫材料作圍護(hù)結(jié)構(gòu)。此方案的好處是，頂層可用大跨度鋼屋架，便于在頂層增設(shè)大會(huì)議室等空曠房間，對(duì)舊房?jī)?nèi)墻可不進(jìn)行加固，只加固外墻，施工時(shí)可不影響舊房使用，施工工期短。但缺點(diǎn)是這類(lèi)增層建筑，使得建筑物的質(zhì)量沿高度有了突變，剛度沿高度也產(chǎn)生了變化，因而不利抗震。3.6 在大跨度框架結(jié)構(gòu)上進(jìn)行