历史建筑改建施工技术

历史建筑改建施工技术

雷博

武汉金旅建设投资(集团)有限公司，湖北 武汉430000

摘要：时间不断推移，越来越多极具时代色彩和建筑艺术并承载纪念意义和保护价值的历史建筑，在风雨侵蚀等的不可抗力因素影响下，出现建筑结构安全性退化、外观受损等各种问题，进而存在了诸多安全隐患，因此亟需通过改建施工手段，赋予历史建筑持续的生命能量，确保其恢复往日荣光，为了更好的促进我国历史建筑改建施工水平提升，本文结合上海南京东路的东海大楼具体的实际案例，详细分析历史建筑改建施工技术难点与解决措施，并总结历史建筑改建施工注意事项，以供参考。

关键词：历史建筑；建筑改建；施工技术；东海大楼

引言

我国是拥有上下数千年历史的文化古国，迄今为止，各个地区仍旧保留着诸多风格各异的特色历史建筑，历史建筑蕴藏着一段时期内社会大众的思想、动机、行为和技术，是具有文化与建筑艺术价值的重要产物，但是随着时代持续向前迈进，历史建筑居住功能逐渐已经难以满足现代生活需要，在这样的形势下，历史建筑改建施工项目越来越多，改建施工技术高效应用，是保证历史建筑改建施工有序开展的重要依托，因此施工企业很有必要重点研究历史建筑改建施工技术。

1工程概况

上海南京东路的东海大楼分为内外两圈结构。外圈大楼建于1932年,为钢筋混凝土框架结构,7层,属上海市保护性建筑。根据检测,该项目混凝土碳化严重,结构安全性较差。内圈大楼建于1995年,地下一层及地上7层,钢筋混凝土框架结构。两圈结构脱开,呈“回”字形。

本次改建将大楼转为多元购物中心。总建筑面积约40270平方米,投资1.99亿元。

外圈大楼作为保护性建筑,改建须谨慎,同时，尽量保留原貌。结构老化,须检测加固,提高安全等级确保安全。内圈结构可拆重建,对外圈影响小。商业功能要求内圈结构改造较大,外圈结构尽量保留。

该项目工程难度较大,需综合考虑,在保留历史建筑原貌的同时满足现代化利用,需设计施工方强大工程管理与执行能力。如果达到兼顾历史与现代的平衡,必将成为优秀的改建项目成果。

2大楼改建的主要内容

1）内部结构布局调整较大,设置较多自动扶梯和新增悬挑楼层,这将对原有结构产生一定影响。尤其是中庭悬挑跨度最大达4.5米,端部设置吊柱,及超长跨度悬空自动扶梯,这些均会增加结构自重和荷载,施工难度最大。建议在施工前进行详细结构计算,确定加固方案。

2）根据上海市规定,需对大楼进行抗震加固以提高整体抗震性能。采用混凝土加大截面加固柱,对梁和楼板采用湿式外包钢、粘贴碳纤维等方式加固,这些措施可以有效提高结构的抗震性能,满足规范要求。

3）新增悬挑结构和自动扶梯改变了结构的力学性质和荷载分布,原有结构设计时未考虑。加固方案的设计必须综合考虑原有结构和新增结构荷载的叠加影响,不能片面考虑。加固全部结构要素,如柱、梁、楼板以及新老结构节点处。

4）悬空自动扶梯跨度较大,主要荷载由端部悬挑结构支承,这会产生较大的剪力和弯矩。悬挑端部吊柱及其与楼板的节点也成为关键受力位置,必须有针对性加固。超长跨度悬空自动扶梯自重也较大,楼板也应提供加固。

总之,该改建方案施工难度较大,必须在详细结构计算的基础上提供综合的加固措施,加固方案的设计需要考虑原有结构与新增结构的相互影响,并对所有可能产生较大变形的结构部位和受力部位进行全面加固,以保证改建后大楼的结构安全。

3改建施工中的技术难点及措施

旧房改建设计图纸与现场实际情况有一定出入，并且所有新、老结构的连接节点的处理，均由现场技术人员根据实际情况进行处理。在施工过程中，碰到较多施工难题需逐一解决。

（1）针对外圈大楼的混凝土老化严重，混凝土强度不足的问题，建议采用钢包箍方式，该技术是一种较为成熟的加固老化混凝土结构方法，可以有效地提高结构的承载能力和安全性。对于需要新增自动扶梯搁置梁的部位，采用湿式外包角钢的方式进行加固处理。具体加固加固工艺流程为：对老混凝土梁进行清理和处理→在其外侧采用钢板包覆的方式进行加固→在钢板上焊接搁置钢梁→利用结构胶将钢板与混凝土间的间隙填满，以提高加固效果和结构的整体稳定性。需要注意的是，在加固过程中必须严格按照相关规范和标准进行操作，确保加固后的结构安全可靠。

（2）根据业主对自动扶梯的要求，中厅天井的自动扶梯需要采用悬挑结构。由于悬挑尺寸长达4.5m，自重与使用荷载均较大，在满足自动扶梯满荷载使用的要求的同时，又要保证其在使用过程中不会产生大幅度的振动和位移。传统的悬挑梁在如此大的挑距和满荷载带振动的自动扶梯影响下，其端部位移显然是难以承受的，因此需要寻找其他的结构加固方式。新的加固方案需要满足两个核心要求：增大梁截面和减小振幅。为了实现这些目标，首先，需要进行适当的材料选择和结构设计，建议采用高强度钢材料来制作悬挑梁，在设计时应考虑几何形状、断面尺寸、转角半径等细节。其次，还可以采用增设支撑的方法来提高悬挑梁的稳定性。

（3）新增悬挑结构与原有结构连接是关系悬挑结构安全的关键。根据多年经验,解决大荷载、超大跨度、振动控制等难题,采用预应力钢混凝土斜拉杆结构。该方案解决大跨度、控振等难题,吊索与吊柱形式刚柔结合,具有一定创新性。预应力吊索增加局部刚度,与原结构紧密配合。连接处设计细致,主筋锚入加大截面原部件,安全可靠。悬挑结构与原结构的连接对悬挑结构安全至关重要。采用预应力钢混凝土斜拉杆及精心设计的连接方案,能较好解决超大跨度悬挑与原建筑连接的技术难题。斜拉杆形式实现刚柔配合,预应力吊索控制局部振动,与原结构密切配合。主要节点设计详细可靠,保证安全。该方案既保护了历史建筑,也体现结构创新,为类似工程提供了借鉴。

（4）框架柱采用混凝土加大截面加固,但是外圈结构主要为宽梁,柱纵向钢筋在梁柱节点无法连续。梁端钢筋分布密集,柱纵筋难以从其间隙穿过。如果完全凿除梁端混凝土会损伤原结构。为保证梁柱节点钢筋连续,在加固中采取措施至关重要。采用在梁端包裹钢围套的方法，钢围套与梁之间填充灌浆,柱主筋焊接在柱内环形钢板,柱内环形钢板与梁端钢围套焊接,实现钢筋上下受力连通。该方案在保护历史建筑和解决工程技术难题之间取得平衡,为类似项目提供了借鉴,具有一定的创新性与实用价值。

4改建施工注意事项

改建历史建筑工程施工过程中,应采取必要措施保护原有结构。避免采用损伤性方法,发现问题应及时修复以防扩大破坏。准备好新老结构界面,对软化变质部分彻底清除,清理干净后再粘接新老结构,保证两者牢固结合。只有在施工全过程贯彻对原结构的保护理念,并采取必要技术手段,才能真正实现新老建筑有效连接和改建目的。单纯追求加固效果而忽视历史建筑保护,容易造成无法挽回的损害。施工过程应注重原有结构的保护。采取必要措施严密保护,发现问题及时修复和处理,处理好新老结构界面,才能保证改建效果的实现与历史建筑的保护并重。理念与实践相结合,改建与保护有机结合,这对类似项目具有借鉴意义。

结束语：总之开展历史建筑改建施工，可以为具有保护价值的历史建筑注入新的活力，历史建筑是历史文化的重要载体，在现代建筑设计与建设方面也具有一定的借鉴和参考价值，任何事物都有生命周期，历史建筑也不例外，时世变迁难免促使历史建筑出现老化或是受损等问题，通过合理的施工技术有效解决历史建筑改建施工技术难点及改建施工注意措施，可以进一步提升历史建筑改建水平。

参考文献

[1]龚稼琦.基于历史建筑改扩建的博物馆设计方法——以南京博物院二期工程为例[J].建筑与文化,2016(7):2.

[2] 闫立惠. "热水瓶换胆"式历史建筑改造更新浅析——以南京东路179号街坊成片保护改建工程为例[J]. 中外建筑, 2018(8):3.

[3] 廖锦鹏. 浅析历史建筑商业改造项目中甲方设计管理的实践认知 ——以南京鼓楼区和记洋行旧改商业项目为例[J]. 幸福生活指南, 2018.