方 昉 （安徽省特种建筑技术承包有限公司，安徽 合肥 230000）

1 工程概况

本工程以某地下车库加固项目为例进行分析，该项目位于安徽省合肥市，原设计时间为2018 年4 月，地下一层钢筋混凝土框架结构，建筑面积为17395.46 m2，该地库结构安全等级为二级，抗震设防类别为标准设防类，设防烈度7 度（第一组），场地类别为Ⅱ类，框架抗震等级为三级，地库顶板覆土厚度1.5m。本工程地库基础采用下柱墩+350mm 厚筏板。目前形象进度为拟竣工验收，地库顶板覆土、小区内景观绿化、道路均已完工。

2 原加固方案存在的问题

在小区进行验收工作之前，建设单位委托检测单位对该地库工程进行结构检测鉴定，抽检过程中发现地库顶板板面拉通钢筋外的附加负筋未设置。本工程地库顶板原设计为仅有框架梁的大跨度板，板跨为6100mm×8100mm、5000mm×8100mm，板厚为250mm、300mm，顶板板面配筋为C10@170 双向拉通打底，支座处增设板面附加钢筋，支座处板面附加钢筋大致配置为C14@170、C16@170、C18@170，板面附加钢筋约占总配筋量（拉通钢筋+附加钢筋）的比例为66%～76%。故板面附加钢筋的缺失对地库顶板的承载安全有严重影响，仅有拉通钢筋时板面配筋率为0.154%＜45ft/fy=0.178%，不满足规范强条要求。同时由于地库顶板覆土厚重且后期为小区公共活动区域，具有较大的安全隐患，极易造成严重质量事故，必须对顶板采取有效的加固措施以消除安全隐患。

针对以上情况，建设单位及原设计单位提出将地库顶板以上原覆土、景观绿化、道路、防水做法等全部清除，再在板面增设50mm 厚钢筋混凝土叠合层（内增补板面支座处遗漏的附加钢筋）进行加固，但设计团队经过反复验证后发现该加固方案存在以下五方面问题。

①该小区当时销售定位为合肥市顶级豪宅区，户型面积均较大（300m2左右），总价较高（800 万左右），入住人群对小区的品质要求高，现由于施工质量问题，部分业主已经在网络平台传播、讨论。如果将已做好的小区内部景观绿化、道路全部清除重做，势必引起小区业主的高度关注，进而加剧业主的恐慌情绪并激发业主与开发企业的矛盾。小区内部现状见图1。

图1 该小区内部现状照片

②目前该小区已处于准交付状态，整个小区规划及周边管道、围墙、大门、道路均已成型，将原地库顶板覆土全翻掉再恢复，首先需设置覆土堆场，周边均为成型区域，无可用堆场。并且周边小区已经形成了较为成熟的社区，小区周边集中有幼儿园、小学、初中，学生较多，频繁使用拉土车不仅容易造成土渣环境污染影响市容市貌，还有较大的安全隐患。

③板面增加叠合层后，地下室顶板配筋率需要按增加叠合板后的楼板厚度进行复核计算。板底配筋率不满足规范要求，需采取板底采取加固措施，且目前弥补配筋率没有较好的解决方案。原则上粘贴碳纤维布不能解决板底配筋率不足的问题，采取板底增设钢筋混凝土叠合层的方案则施工难度极大，且难以保证施工质量。

④如按上述方案施工，原覆土（含景观道路灯光）清除、堆放再重新回填，在地下室覆土铲除后，地库负荷减小，还需要对地下室进行施工期间车库周边水位实时监控，并采用有效的降排水措施，以保证覆土铲除后加固施工期间的地库抗浮能力满足要求。

⑤如按地库顶板面增设钢筋混凝土叠合层法加固，需要将原地库顶板覆土全部翻掉（覆土需要外运，回填时还需要重新运回），地库顶的道路、景观绿化、管道等均需要拆除后重新施工。综合计算总造价约为3760 万元，预估总工期约为120 天，该小区面临即将交房的境况，加固工期过长造成的延迟交房将给建设单位带来经济及名誉损失。

3 楼板加固创新点及关键技术

经设计团队综合考虑，拟采用“大跨重负荷楼板转化成小跨构造负荷楼板法”创新加固思路，并获得省内知名专家认可并通过施工图审查。

工程采取了板底增设钢梁将大跨重负荷楼板转化成小跨构造负荷楼板进行加固，在楼板厚度未变化的情况下大幅降低了原楼板的内力，形成截面尺寸远大于承载需求的次要结构受弯楼板构件。根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2015）第8.5.3 条，对于截面厚度很大而内力相对较小的非主要受弯构件，提出了少筋混凝土配筋的概念，故对于由于实测钢筋间距偏大造成配筋率不满足现行规范要求的楼板，依据此条进行最小配筋率折算，配筋折算过程如下。

根据加固后楼板弯矩图（见图3），300mm 厚楼板最不利（最大）弯矩M=35.8kN·m/m，本工程原设计楼板的最小配筋率ρmin=45ft/fy=0.17875%，fy=360N/mm2，b=1000mm。楼板截面的临界高度hcr=247mm＞h/2=150mm，满足要求，折算最小配筋率ρs=hcr/h，ρmin=247/300×0.17875%=0.147%。 根据实际情况并考虑到适当提高楼板配筋率，本次加固设计最小配筋率控制值取0.15%。

根据加固后楼板弯矩图，250mm 厚楼板最不利（最大）弯矩M=22.4kN·m/m，本工程原设计楼板的最小配筋率ρmin=45ft/fy=0.17875%，fy=360N/mm2，b=1000mm，hcr=195mm＞h/2=125mm，满足要求，折算最小配筋率ρs=hcr/h，ρmin=195/250×0.17875%=0.139%。根据实际情况并考虑到适当提高楼板配筋率，本次加固设计最小配筋率控制值取0.15%。

板底新增钢梁平面布置图（局部）见图2。

图2 地下室顶板板底增设H型钢梁加固平面图(局部)

板底增设钢梁加固后典型弯矩平面图（局部）见图3。

图3 板底增设钢梁加固后楼板弯矩图(局部)

板底新增钢梁与原混凝土梁连接详见图4。

图4 钢梁与混凝土梁连接

板底新增钢梁端附加钢板锚固碳布U型箍大样详见图5。

图5 板底新增钢梁端附加碳布箍

4 方案优势

针对该项目情况，设计团队经过反复计算与比较，考虑采用板底增设钢梁将大跨重负荷楼板转化成小跨构造负荷楼板进行加固，此加固方案具有以下五点优势。

①板底增设钢梁法进行加固施工仅在地库内即可完成，地库顶板上部原覆土、景观绿化、道路、防水等均可保留不动，施工影响范围小。

②施工以钢结构成品安装为主，相对施工噪音、污染均较小，对小区周边环境无影响。且施工较为灵活，避免对周边已入住小区居民的影响及投诉事件。

③按板底增设钢梁法进行加固施工，最终造价约为2000 万元，而按照拆除覆土重新增设叠合层的方式总造价约为3760 万元，共节约了直接工程造价1760 万元左右。显著降低了加固造价，经济效益十分显著，得到了建设单位的好评。

④目前该项目已实施完成，加固部分工期约为40 天，大幅缩短了施工周期，保证了建设单位尽快交房并节约了违约金（建设单位初步估算仅此项费用节约3000万左右）等。

⑤钢梁加固后通过外包装饰板处理，观感上档次得到了较为明显的提高，并且得到了住户的认可及好评。

5 结语

既有建筑物的改造加固工程市场越来越大，加固需求也是五花八门，绝大多数的建筑物加固工作由于现有施工环境、社会条件、成本造价的制约，一个合理可行、经济节约的加固方案不仅可以极大地降低经济成本，还可以缩短工期，降低社会影响。本文结合了业主单位对于工期、造价以及主管部门的要求，最大程度地降低了施工的不良影响，最终还取得了小区业主的一致认可和好评，是利用了更为合理可行的加固技术方案解决建设行业工程质量问题的一个典型案例。