建筑结构加固工程设计施工质量与安全管理浅析

　　随着建筑业飞速发展，结构加固技术应用也得到很大发展，目前主要的加固手段分为碳纤维粘贴和型钢外包两种方法，传统的扩大截面法已较少采用，但型钢外包法整合了原来的粘贴钢板，相比碳纤维加固截面有所扩大，加固方案的制定与设计施工图的绘制前提是搞好结构鉴定，根据加固成因分析和既有建筑使用状况组织实施施工，加固过程中的成品保护、新旧做法连接都要在施工组织设计中具体体现，不但要制定严格的质量管控措施，更要确保安全(重点是使用过程中的加固施工安全管理)，科学利用结构加固技术既能很好地解决质量缺陷导致的承载力不足问题，又能快速解决燃爆、火灾突发事故导致的结构损坏，尤其是通过对既有老旧建筑加固的实施，解决了原使用功能不足的问题，对于保护老城既有建筑原始风貌方面有重要意义，极大地促进了城市更新建设工作的全面展开，当然结构加固技术涉及鉴定、结构计算、抗震性能、质量安全控制等诸多环节，涉及许多新材料新工艺，需要在工程实践中加以完善。

　　1建筑结构加固工程实施的重要性和必要性

　　现阶段，新建建筑局部混凝土强度不足引起的加固越来越多，拆除重建显然不是首选，不仅浪费资源，建设工期也会无限延长，随着各地城市更新工作的逐步展开，保留历史建筑风貌的呼声也越来越高，通过结构加固可以使得老旧建筑提高承载力和抗震性能，扩展使用功能，延长建筑物使用寿命，促进生态文明城市建设。

　　1.1可提高建筑工程的耐久性和使用年限

　　由于建筑使用环境差别大，在长期外环境作用下，尤其是沿海碱化侵蚀，甚至建筑长期使用不当且不能够正常维护，其耐久性必然降低，通过有计划地实施结构加固补强就能较好地解决工程耐久性的问题，特别是通过贯彻落实既有建筑结构鉴定加固工作，能够很好地预防结构坍塌失稳，确保使用期内的正常使用。然而加固后使用寿命如何界定的问题尚有待商榷，因为涉及新旧建筑共同存在的问题，有关规范提出过加固后延长30年使用期的规定，中石化设计院在处理东营某小区燃爆事故加固方案中采取了原工程设计使用年限50年减去已使用15年即35年设计使用期的做法，不失为一种折中的办法。

　　1.2是新建建筑处理质量隐患的需要

　　在新建工程施工过程中，由于种种原因导致混凝土施工达不到设计要求的现象较多，特别是主体结构施工或验收前实施的回弹检测以及补充抽芯检测判定混凝土标号远低于设计值的情况，处理这类问题主要依靠结构加固，目前加固的方案主要有粘贴碳纤维，除非确有凿除重新浇筑的必要，碳纤维加固的好处是原设计截面积不改变，容易被各方所接受。

　　1.3是处理燃爆、火灾等突发事故伤害的需要

　　目前由于燃气爆炸引发的安全事故屡见不鲜，其会导致财产损失大甚至导致重大人员伤亡，社会影响恶劣，相关部门在处置突发应急救援的过程中，首先是安置救助工作，接下来紧急的事情就是鉴定结构安全和财产损失，分析事故原因，结合房屋受损程度尽快实施加固工作(见图1)。

　　1.4是城市更新工作的需要

　　在推进城市更新工作中，一些老的建筑受制于原有建筑技术和材料供应的影响，加之常年风吹日晒，外墙开裂脱落，结构构件锈蚀，抗震性能不足，但建筑风格独特，确有保留的意义，通过结构加固和改造，使其重新焕发生机，结构加固还可以通过墙梁置换扩大使用空间，但就抗震能力来说，不同历史时期受到当时技术、经济等各方面制约，建筑抗震设防标准差别很大，原来的一些建筑很难满足现在的抗震设防要求，尤其是汶川地震后，国家对学校、医院等提高了设防标准，目前各地对学校、医院原有建筑都程度不同地采取了局部或整体加固(见图2)。

　　2建筑结构加固的基本原则

　　2.1先鉴定后加固的原则

　　结构是否需要加固及加固深度应通过结构可靠性鉴定确认，通过结构鉴定分析，判定结构承载能力不足引发的原因，是结构老化还是燃爆破坏后再行制定加固方案。

　　2.2加固方案要经当地施工图审查机构确认

　　招录队伍开工前要先行施工图审查，确保加固设计满足规范要求，施工单位拿到图纸后要熟悉现场并做好图纸会审和技术交底工作。

　　2.3加固工程应做到技术可靠、安全适用、经济合理、质量合格和环保节能

　　加固工程结构本身存在种种缺陷和损伤，其可靠度低，也可能因增加新的荷载而导致承载力不足，因此在选择结构加固方案时，应充分考虑已有结构的实际状况和加固后结构传力体系的改变，确保结构可靠[1]

　　3建筑结构加固工程设计、施工质量的有效控制对策

　　3.1深化施工图节点设计并编制专项施工组织设计

　　既有建筑加固工程与新建建筑具有很大差别，有其自身特点，主要表现在以下几个方面：一是在原有建筑的基础上实施;二是加固方案一定要和原有建筑结构型式吻合，尤其是砌体结构大空间转换;三是必须先行结构鉴定(见图3)。编制专项施工组织设计要有针对性和可操作性，加固方案中要有如何原结构构件的拆除、保护和保留，新旧建筑的连接结合节点处理，例如在某疾控中心办公楼改造加固中，施工人员在实施原有结构混凝土柱型钢包括中盲目切割柱与墙体的钢筋拉结后简单用砂浆封堵，降低了柱间墙体的抗震性能，受到了相应处罚。

　　3.2构建全过程工程质量管控体系

　　编制的施工方案要突出质量管控环节，明确报验及验收环节，建立明晰的质量管理体系，严格执行《混凝土结构加固设计规范》GB50367-3013和相关质量验收标准的规定，同时根据实际施工情况科学制定施工质量目标，落实好五方责任主体职责，加固工程分为拆除和补强两个阶段，每个阶段的实施都要有严格的操作规程，不得野蛮操作，拆除需要专用设备器具的不能用简单的破拆替代，拆除原有构件墙体时一定要熟悉原有建筑图纸，如果没有图纸的一定要先探查再行下道程序，无论破拆还是隐蔽都要报监理签验，留好图片影像资料，某加固工程在拆除原有地面时盲目操作导致个别预制楼板损坏[2]。

　　3.3做好技术交底和人员培训工作

　　在一些建筑结构加固工程施工过程中，之所以出现一系列质量问题，往往是因为没有进行很好的技术交底工作，建筑工程加固施工属于专业操作比较强的行业，需要常年熟练操作的技术工人，切不可从劳务市场盲目招揽零工，即使是常年作业的技术工人也要针对具体项目开展人员培训和技术交底工作，因为每个项目的情况不一样，结构型式、改造模式、使用情况等都要通过培训指导让每一位施工人员包括管理人员掌握。例如碳纤维粘贴需要专用设备操作，对材料的性能及使用要求要领会，原有建筑的拆除破损要注意保护既有承载构件等，新区医院加固改造中特别提出静力切割技术，该规定要求：本图中所涉及的拆除必须采用静力切割拆除，严禁采用振动拆。

　　3.4作好质量过程控制工作

　　结构加固工作是全流程控制，既涉及对原有建筑的破拆，也涉及新建部分的施工，一定要强化过程控制，结合设计交底和现场实际，对应每个环节都要做到报验，遇到与实际不符的情况及时报设计会商处理意见，严格执行相关结构验收规范的标准要求。下面列举关于碳纤维施工检查的具体要求：(1)材料要求：承重结构加固用的碳纤维，必须选用聚丙烯腈基(PAN基)12k或12k以下的小丝束纤维，严禁使用大丝束纤维;结构加固用的纤维复合材必须采用满足加固规范要求的连续纤维与改性环氧树脂胶粘剂复合而成。(2)检验要求：使用前必须按加固规范相关规定的性能指标和质量要求进行安全性及适配性检验。检验时，实测的纤维复合材抗拉强度标准值应根据置信水平C=0.99、保证率为0.95的要求

　　4建筑结构加固工程施工安全管控对策

　　4.1加固工程安全管理的意义

　　根据《中华人民共和国建筑法》等有关规定，国务院和住建部分别出台了《建设工程安全生产管理条例》(国务院令第393号)和《房屋建筑和市政基础设施工程施工安全监督工作规程》(建质〔2014〕154号)等法律法规和标准规范，对于指导行业安全管理提供了法律依据。2020年国家、省、市政府相继出台并发布了政府工作人员安全事故责任追究办法，落实管行业就要管安全，重点夯实属地管理责任，把安全生产管理职能下移到乡镇街道办一级，住建部还出台了文件，规定了建设单位是安全生产第一责任人。

　　4.2加固工程安全管理的特点

　　加固工程施工安全管理除了满足新建工程对安全管理的要求外，更要针对加固工程的特点制定专门的安全对策，首先原有建筑结构型式是什么?哪些部位需要拆除?哪些结构需要重新支撑等等，例如在区疾控中心旧楼加固改造中检查发现悬挑混凝土板下未加支撑就在上面堆放拆除后的废砖料等，再者，要看原有建筑是否在使用，对于正在使用的功能建筑务必要做好施工动态安全隔离，确保使用人员和施工人员双安全。

　　4.3加固工程安全的措施和方法

　　安全技术交底要做好，操作人员一定要熟悉加固方案图纸，查看施工现场，做好必要的施工围挡，做到安全文明施工，做好拆除旧料的收集运输，不得胡乱抛掷，每天开工前都要开展安全警示教育，安全技术交底要经过监理人员签字认可。下面是几个加固工程安全生产管理措施的具体案例要求。焊接安全管理要求：(1)焊接操作人员须持证上岗。(2)电焊作业人员必须戴绝缘手套，使用护目镜和面罩，高空作业须系安全带。(3)焊接作业时须配制灭火器材等[3]。施工安全管理纪律：(1)进入施工现场必须戴好安全帽，扣好帽带，并正确使用个人劳动保护用品。(2)2m以上的高空悬空作业，无安全设施的必须戴好安全带，扣好保险钩。(3)高空作业，不准往下或向上乱抛材料和工具等物件。(4)各种电动机械设备，必须有可靠有效的安全措施和防护装置，方能投入使用。(5)不懂电气和机械操作的人员严禁使用和玩弄机电设备。(6)吊装区域非操作人员严禁入内，吊装机械必须完好，把杆垂直下方不准站人。

　　4.4做好安全动态化检查

　　施工过程中要开展动态化检查，重点检查临边、临口围挡，检查安全帽佩戴，检查是否正确系安全绳，施工单位要配备专职安全员巡查，监理也同步检查跟进，确保安全隐患早发现早排除。

　　5结语

　　综上所述，结构加固是一项十分复杂的工程，其设计和施工更显紧密，施工现场存在边使用边改造的情况，安全管理难度加大，加固后的质量验收评定需要更加明晰的规范文件指导，新技术新工艺亟待突破，结合近几年参与的加固案例，认识得到进一步提高。

　　参考文献

　　[1]黄兴棣.建筑物鉴定加固与增层改造[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

　　[2]GB50367-2013，混凝土结构加固设计规范[S].

　　[3]常燕.建设工程安全生产技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

　　《建筑结构加固工程设计施工质量与安全管理浅析》来源：《居舍》，作者:燕钦德

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