旧厂房拆除与加固技术工程实例探讨

高海静李文英

高海静李文英

广州电力设计院广东广州510610

摘要

随着城市化进程的快速发展，城市空闲地块越来越少，城市内变电站站址和线路走廊落实日益紧张。

在建设变电站过程中因变电站站址征地多在城中村或老工厂内，而城中村大多建有仓库或小型厂房，需拆除原土地业主部分旧厂房或将原变电站旧建筑改造加固将成为普遍现象。

关键词：旧厂房、拆除、加固

前言

随着城市化进程的快速发展，电力需求也超常规高速增长。由于城市空闲地块越来越少，城市内变电站站址和线路走廊落实日益紧张。在建设变电站过程中因变电站站址征地多在城中村或老工厂内，而城中村大多建有仓库或小型厂房，需拆除原土地业主部分旧厂房或将原变电站旧建筑改造加固将成为普遍现象。

一旧厂房常用加固方法与拆除存在的问题

1对混凝土结构有增大截面加固法

是在原构件外侧再浇注一层混凝土及增加钢筋，已提高承载力的加固方法。

2粘贴钢板加固法

是指用特制结构胶粘剂将钢板粘贴在钢筋混凝土的表面，和原构件共同受力，以增强原结构强度和刚度的一种加固方法，施工简便易行。

3粘贴碳纤维加固法

是近年兴起的一种新型加固方法，把碳纤维材料用与其配套树脂类粘结材料粘贴于待加固的混凝土构件的受力处，使他们成为一体共同受力，从而提高待加固的构件承载力，减少变形及控制裂缝的进一步加大。

4植筋技术

是在结构要生根的位置上，按设计计算所需的钢筋数量、规格、深度，经钻孔、清孔、注入植筋胶并植入钢筋的方法，使新植入的钢筋与混凝土共同工作，达到承载力的设计要求。

5拆除存在的问题

一般旧厂房层高较高，建筑时代久远，多数结构已风化、破损，在拆除过程中极有可能导致整体结构失稳坍塌，存在安全风险。

二.工程实例分析

2.1工程概况

规划的110kV共和变电站站址位于越秀区西元岗广铁印刷厂内。原广铁印刷车间目前绝大部分位于共和变电站配电装置楼范围内。东侧5m范围则位于新建广铁印刷车间内。该车间为一栋主体1层的砖木结构建筑物，建筑面积约884m2，大约建于上世纪五十年代，已超过设计使用年限（50年）。

110kV共和变电站建设为了不影响广铁印刷厂的正常运行，需先施工没地下室的印刷车间，待印刷厂搬到新建车间后拆除原有印刷车间，然后才进行变电站的基坑开挖，接着施工有地下室的变电站。

目前因该印刷车间正好位于110千伏共和变电站站址内，由于场地狭窄，新建车间需占用原印刷车间东侧约5m，故在新建印刷车间前需先进行局部拆除，待无地下室的新建印刷车间施工完毕并能正常运行生产后再对原印刷车间剩余部分进行全部拆除。

2.2原车间结构安全性检测鉴定

由于原印刷车间已超过设计使用年限，且外露构件显得很残旧。在拆除东侧部分车间的过程中和过程后，将存在很大的安全隐患。故必须在拆除前先摸清目前该车间建筑结构安全状况，从而才能获得拆除及加固的可靠技术依据，从而作出正确判断，因此委托广东省建筑科学研究院对110kV共和变电站内原广铁印刷厂印刷车间的结构安全性进行了检测鉴定，鉴定结论为该建筑地基基础安全性等级评为BU级；上部承重结构安全性等级评为CU级；围护系统承重部分安全性等级评为CU级；该建筑鉴定单元安全性等级评定为Csu，因此首先需对原广铁印刷车间进行整体加固后才能进行局部拆除，

根据安全鉴定结果及现场实际情况该建筑物承重系统（砖柱、木屋架）在进行局部拆除之前必须对其承重系统（砖柱和木屋架）和维护系统（开裂的砖墙等）进行加固。

2.3加固设计思路

2.3.1排架砖柱加固

通过计算分析，该排架结构的排架柱抗压，抗剪承载力均满足规范要求，抗弯承载力不满足规范要求。针对此情况，初拟了两个方案对该建筑物排架柱进行加固处理。

（1）方案1：对排架砖柱进行混凝土围套加固。由于砌体的泊松比大于混凝土的泊松比，围套对核心砌体的横向变形有一定的约束作用，阻止了砌体的侧向膨胀，核心砌体处于竖向压应力及围套约束产生的侧向压应力作用下的三向应力状态。围套加固砖柱的这种受力状态提高了核心砌体的抗压强度和变形能力。另外由于砌体、混凝土是脆性村料，其抗拉强度有限，当弯矩的作用使混凝土、砌体达到其极限拉应变时，混凝土、砌体开裂，弯矩作用就转嫁给了纵向钢筋承担，因此可通过计算配置适量的纵向钢筋和箍筋，能有效增强砌体柱的抗弯性能。

（2）方案2：对排架砖柱进行外包钢加固。加固范围下至基础顶，上至柱顶。排架柱四角应打磨成圆角，角钢、缀板与排架柱贴合面以注胶粘结，四角上的角钢以横向缀板焊接连接，注胶应在焊接完成后进行。室内地坪至基础顶范围内柱脚外浇100mm厚的C20素混凝土。外包钢加固后，应在所有钢材表面进行防锈处理或在排架柱表面抹20厚掺改性聚丙烯纤维水泥砂浆作保护层。通过外包钢加固，能有效增强排架柱的刚度及抗弯性能，对排架柱抗压承载力也有一定提高。

（3）方案比较：方案1与方案2均能满足计算要求。两者相比较，方案1与方案2加固施工时所需工作面相差无几，方案1施工周期及施工影响（粉尘、噪音等）仅比方案2稍大，但方案2存在造价高（外包钢加固比混凝土围套加固高约20％～40％），施工工艺要求严格（特别是钢材防锈处理）等缺点。

（4）方案选择

本工程需加固的排架柱数量不多，方案1在施工周期及施工期间对该车间生产活动的影响这两方面仅比方案2稍大，再综合考虑施工的难易程度及经济性，选用方案1对排架柱进行加固处理。

2.3.2木杆件加固

结构构件损伤缺陷检测结果表明，屋架部分木构件出现干缩裂缝，针对此情况，我院初拟了两个方案对该建筑物木杆件进行加固处理。

（1）方案1：对开裂的金字架木杆件，首先进行灌浆加固，然后再粘贴碳纤维布构成环向约束；用树脂浸渗后的碳纤维作为修复补强材料，其抗拉强度大约是钢筋的10倍，并且具有重量轻、高弹性、高强度、高耐久性等特性。碳纤维布以环氧树脂粘结剂沿垂直于裂缝方向粘贴在需补强的结构上，形成一个新的复合体，使碳纤维布与原有木材共同作用增大木材的力学性能。

（2）方案2：对开裂的金字架木杆件，首先进行灌浆加固，然后采用钢箍进行加固；钢箍沿垂直于裂缝方向加固，增大木材的力学性能。

（3）方案比较

优点缺点

方案11.高效高强

2.耐腐蚀性、耐久性强

3.不增加构件的自重和体积

4.施工简便1.耐火性能较差

2.价格稍贵

方案21.不易损伤，

2.便于装修

3.价格较低1.耐腐蚀性、耐火性较差

2.增加构件的自重和体积

3.施工工艺要求严格

（4）方案选择

综合考虑施工的难易程度及经济性，故选用方案1对木构件进行加固处理。

2.3.3地基基础加固

本工程拟在拆除两榀后的边跨上新增抗风柱和新增圈梁，针对本工程特点，我院初拟了两个方案对该建筑物地基基础进行加固处理。

（1）方案1：在拆除两榀后的边跨上新增抗风柱基础及墙下条基，新增抗风柱基础型式为独立基础，其余排架柱下独立基础根据《鉴定报告》结论，无需加固。此方案新增边跨基础及原有基础的埋深为-1.010m～-1.080m，浅于“110kV共和变电站”项目需开挖基坑的基底标高-3.000m，故基坑开挖时需进行围护处理。

（2）方案2：在拆除两榀后的边跨上新增抗风柱基础及地梁，新增抗风柱基础型式为桩基础，7～14轴排架柱下独立基础首先加大基础尺寸，然后进行锚杆静压桩加固处理，1～6轴交D轴的排架柱由于与D轴以外的商铺的柱子距离较小，无法加大基础尺寸及进行锚杆静压桩加固，故1～6轴排架柱下独立基础根据《鉴定报告》结论，不进行加固处理。新增抗风柱桩基础的桩底标高及加固原有排架柱基础的锚杆静压桩桩底标高初定为-13.000m～-15.000m，深于“110kV共和变电站”项目需开挖基坑的基底标高-3.000m，故基坑开挖时可不需进行围护处理。7～14轴排架柱下独立基础加大基础尺寸及锚杆静压桩加固施工所需工作面为加大尺寸后的基础边向外扩1m，故贴近7～12轴交D轴的部分设备可能需要移位。

（3）方案比较：方案1在进行基础部份加固处理时，仅14轴需新增抗风柱基础及墙下条基或地梁，对印刷厂的日常办公生产活动影响较小（但上部结构加固处理时还是会对印刷厂的日常办公生产活动造成一定影响），缺点是“110kV共和变电站”项目基坑开挖时需进行围护处理。方案2在进行基础部份加固处理时，7～14轴排架柱下独立基础均需进行加固处理，施工时需预留工作面，靠近此范围的设备均需移位，且施工过程中还应考虑压桩设备、材料及施工垃圾的搬运，因此，方案2对印刷厂的日常办公生产活动会造成较大的影响，但“110kV共和变电站”项目基坑开挖时可不需进行围护处理。

方案1：造价低，施工对车间生产影响较小，需进行围护处理；

方案2：不需进行围护处理，但造价高，施工对车间影响较大。

（4）方案选择：本工程加固施工时，该车间不能停工，再综合上述比较，考虑施工的难易程度及经济性等，故选用方案1对地基基础进行加固处理。

2.3.4开裂墙体加固

检测结论表明室内部分隔墙墙体构件出现裂缝，初拟两个方案对该建筑物开裂隔墙墙体进行加固处理。

（1）方案1：对开裂隔墙采用双面挂钢丝网批高强砂浆处理。钢丝网水泥砂浆是一种由钢丝网增强的水泥复合砂浆。钢丝网水泥属于无机复合胶凝材料，它有较高的抗拉强度、重量比和较好的韧性、延展性及耐久性。抗老化、耐火、耐久性更好，且价格相对便宜。

（2）方案2：对开裂隔墙墙体采用拆除重建。

（3）方案比较

方案1：加固后抗裂、抗渗和韧性高，但造价稍高；

方案2：施工简便，但粉尘污染较大，对车间生产影响较大。

（4）方案选择：综合上述比较，考虑该车间不能停工，故选用方案1对开裂隔墙墙体进行加固处理。

三旧厂房拆除安全管理与加固存在的问题对策探讨

3.1旧厂房部分拆除安全管理

3.1.1旧厂房拆除准备工作

首先找到业主收集需拆除建筑的施工图及相关资料，找到需拆除的建筑结构受力点，并向施工方技术负责人安全技术交底。组织施工单位参与拆除的施工人员熟悉施工现场和周边环境，要求施工单位准备施工组织设计方案，并对拆除方案进行审查。组织参与拆除的施工人员学习安全操作，做好安全教育。

3.1.2施工现场准备工作

清理需拆除部分厂房范围内的物质设备，将电线、通信光纤、水管以及各类管线切断或迁移，在拆除危险区砌筑临时围墙，张贴警戒标志，并派专人监护，禁止非拆除人员进入施工现场。接好施工现场的临时电源和水源，保证施工时水、电、道路畅通。

3.1.3高空作业注意事项

建筑物层高较高时，天花拆除及、开裂的金字架木杆件进行加固处理及在标高达3.00m以上新增梁时需做好相关安全措施，如按规范搭好脚手架，布设好安全网；施工人员必须配戴安全带，现场必须配戴安全帽；严禁工作面下站人；对于工作面下的设备机械需搭设安全架，并铺设好安全网。

3.1.4拆除注意事项

必须在加固工程完毕，且14轴上的新增结构构件（新增基础、砌筑抗风柱及外墙等）和加固构件等均达到设计强度后，方能进行原旧车间的局部拆除。

3.1.5施工现场安全保证措施

施工现场必须规范管理，严禁酒后作业，要做到出入登记，主要设备做好可靠接地，临时线路由专职电工安装，经验收合格后使用，并做好避雷措施，电动机械和手持电动工具设漏电保护装置，使用移动电动工具者，须穿绝缘鞋、带绝缘手套。碳纤维为导电材料，施工时应注意安全用电；碳纤维配套树脂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。严格按有关要求布置施工现场，设备、材料的堆放要合理整齐。施工完毕后，各种材料废弃物及时清理出现场，废弃物应堆放至指定场所，做到工完、料尽、场地清。进入施工现场必须配戴安全帽。本加固工程的施工必须由有特种专业资质的施工单位进行施工。

3.2旧厂房加固施工过程中容易出现的质量问题的防治和消除

3.2.1加固材料管理

由于许多施工单位对碳纤维等新型加固方法工艺不熟悉，为节省资金，降低成本，购买材料时选择价低、品次产品。为避免该类情况，设计人员进行技术交底时，应对施工单位技术人员重点强调材料的材质型号、规格，介绍工程上如果使用品次产品将造成结构安全隐患，加强施工单位人员的安全意识，并要求施工单位对作业班组进行专门的培训，经考核合格后方可上岗。同时应定期组织相关单位对加固材料的品牌、规格、产地、出厂合格证、生产批号、检测报告、材质证明进行检查，杜绝使用品次产品。

3.2.2加固工程施工质量监控

当混凝土锚固件为植筋时，如使用光滑钢筋，将大大降低锚固效果。为防止该种情况发生，施工单位管理人员应对各种材料分类堆放，标识清晰，专人核对发放，施工浇筑前，施工单位应二级验筋，再由监理验筋，验筋合格后方浇筑，以保证施工质量。

进行粘钢加固时原有混凝土构件表面要打磨，用轻型水磨石机磨去混凝土表面的浮浆，用棉布沾丙酮将构件表面擦干净，以保证胶层坚固的粘结在混凝土表面。特别要注意的是：用角向磨光机对钢板粘结面进行除锈和和去粗糙处理时，打磨纹理方向与钢板受力方向需垂直，然后用棉布沾丙酮将粘结面擦干净，擦钢板要顺着纹理擦以增加钢板与混凝土面粘胶层的粘结能力。

进行碳纤维加固时原有混凝土构件表面必须修补、打磨平整，不得有凸出棱角，以免划破碳纤维布，影响碳纤维受力强度。

粘钢加固和碳纤维加固前受力构件应卸去活荷载，如人员、办公机具等，并尽量减小施工临时荷载。

四结束语

从通常加固工程来说加固改造工程投资小，建设工期短，见效快，同时还不用重新购买建设用地而减少费用，节省城市配套费用，减少用户搬迁、安置费用，并降低拆除既有房屋带来的环境污染，比一次性拆除重建或新购置用地新建有较大优势，这对现代城市人多地少以及社会经济有着特殊的最大意义。