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   前言鑒于我國國情和人民生活的需求，近年來，我國進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，見效快，而且不影響原建筑的使用，這一點尤其受到建設單位的歡迎。但建筑物的加層改造，是一項技術性很強的工作。任何一個加層改造工程，在對加層的建筑物進行全面、深入、細致的檢查和復算，評估出結構的安全性能后，必須考慮加層改造技術上的可行性和可靠性，針對原建筑的特點，選擇合理可靠的加層方案和加層層數(shù)。在眾多的技術問題中，總體上可分為兩類:(1) 改造建筑地基基礎的再認識及與其上部加層結構相對應的地基基

2、礎處理方法。(2) 原建筑物上部結構的復算、挖潛、加固及加層部分的結構處理。2   地基基礎2.1 地基承載力的評估在房屋加層改造工程中，必然要遇到地基基礎問題。對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關鍵。從直觀的分析中可以看到，地基土在附加應力的長期作用下，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。對于樁基礎建筑物，由于長期荷載的作用，樁基與承臺共同下沉，承臺底面下的土被壓密，樁的下沉，樁周土固結，樁周摩阻也應有所提高，這三個因素，均提高了

3、原有地基的承載能力。地基承載力的提高，在實際工程中常需要采用以下評估方法:（1）土性指標規(guī)范查表法根據(jù)現(xiàn)場鉆探得到的土性指標來得出增長后的地基承載力。（2）公式計算法對在既有的房屋荷載作用下，地基承載力的增長，國內(nèi)外都給出了一些公式，以便于通過計算求得增長后的地基承載力。（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)驗法根據(jù)當?shù)氐膶嶋H經(jīng)驗而提出的一些地基承載力增長的參數(shù)。2.2 地基承載力不夠的解決方法當加層房層的地基承載力不夠滿足加層的要求時，可以采用加固地基和擴大基底面積等方法解決。目前，在加層工程中運用較多的是托換技術，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、的基礎下分段，分批的挖坑，澆筑混凝土以取代原有較小的基礎。(2) 樁式托換是利用原鋼筋混凝土條形基礎作承臺，將條形基礎改為樁基礎。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，其本身的機構輕巧，設備簡單，操作方便，移動靈活，施工時無震動，無污染，無噪音，可在場地和空間狹窄條件下以及可在不停止使用的情況下進行施工。采用錨桿靜壓樁可以通過千斤頂，準確控制樁的承載能力，從而避免建筑物的不均勻沉降。托換技術是一種技術要求高,責任性強的特殊施工方法，建筑物的托換需要一定的經(jīng)驗，設計和施工都應要有具有豐富實踐經(jīng)驗

5、的技術人員參加。對托換方案的選擇應充分考慮施工的可能性和可靠性，使工程既安全有經(jīng)濟。3   上部結構3.1 利用原建筑的結構潛力直接加層當原建筑為小開間的磚混結構，而改建時亦無大開間要求的工程，增高層數(shù)不超過三層時，盡可以在原來的墻體上直接砌筑砌體材料，然后架樓面板和屋面板。若原來結構體系不能承受加層后的總荷載，還可以將原來的橫墻承重變?yōu)榭v墻承重，使縱橫墻均勻受力，最大限度的發(fā)揮原結構的承載能力。在加層工程中應當優(yōu)先采用一些輕質材料如空心磚，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)點是工期短，造價低，但需要對舊樓下部層內(nèi)外墻體進行

6、加固，施工期間會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，教學樓，科研樓，病房樓等，加層時主要問題是支撐進深梁的內(nèi)外縱墻磚垛承重強度不夠，同時還發(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。這時加層設計，設置“架空梁”，將其支承在非承重墻垛上，讓此梁承擔加層荷載。在承重墻垛處架空，不讓其承擔加層荷載。經(jīng)計算，若用此法加高一層，一般可不對舊樓墻體及基礎進行加固，加層時舊樓可正常使用，而且造價低，施工簡便。3.3 外套框架結構法當建設單位希望將層數(shù)提高較多，要充分滿足使用要求時，采用外套框架結構，與原有房屋完全脫離。如果跨度很大，還可設

7、計高度為一個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，且兩桁架之間為一大空間層，便于建筑空間組合。若是采用無粘結后張法，預應力鋼絞索在空腹桁架的下弦施加一個預應力，可以進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)濟效益。從技術上權衡，一般條件下，外套框架結構更適合于在三層及三層以下房屋上增設四層，以及在多層住宅上增層。此法的優(yōu)點是：加層施工時，舊房可正常使用，加層后無加固痕跡，可使立面全新。問題是：造價高，工期長，在地震區(qū)“高雞腿”不利抗震，外套框架結構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墻此方案的優(yōu)點是：墻體輕，舊樓墻體可不進行加固，加層施工期間可繼續(xù)使用。問題是上部需用框架，若下部為磚混結構，不利抗震。3.5 增層加高部分采用輕鋼結構在舊有建筑物上采用輕鋼結構作受力骨架，輕質高效保溫材料作圍護結構。此方案的好處是，頂層可用大跨度鋼屋架，便于在頂層增設大會議室等空曠房間，對舊房內(nèi)墻可不進行加固，只加固外墻，施工時可不影響舊房使用，施工工期短。但缺點是這類增層建筑，使得建筑物的質量沿高度有了突變，剛度沿高度也產(chǎn)生了變化，因而不利抗震。3.6 在大跨度框架結構上進行