古建筑超高琉璃瓦正脊施工技術(shù)

余秋鵬

上海市園林工程有限公司 上海 200083

在現(xiàn)代仿古建筑施工中，其施工材料已由傳統(tǒng)的木制材質(zhì)逐步改為鋼筋混凝土材料，使得仿古建筑在設(shè)計(jì)體量上也有著逐漸增大的趨勢(shì)，進(jìn)而導(dǎo)致屋面面積、屋脊高度、屋面坡度也隨之增大，因此若繼續(xù)采用傳統(tǒng)屋面工藝，可能導(dǎo)致瓦件結(jié)構(gòu)不牢固、不穩(wěn)定及屋面瓦片整體下滑等風(fēng)險(xiǎn)。

本文通過(guò)泰州古壽勝寺項(xiàng)目，在工程實(shí)踐中突破傳統(tǒng)工藝，從而保證屋面整體的穩(wěn)定性與耐久性，與傳統(tǒng)方式相比更具安全性，同時(shí)也能有效節(jié)省施工時(shí)間及成本，具有良好的推廣意義。

1 項(xiàng)目背景

古壽勝寺項(xiàng)目位于江蘇省泰州市高港區(qū)鳳棲湖北岸，該項(xiàng)目屬于混凝土框架結(jié)構(gòu)型仿古建筑群落，總建筑面積約25 300 m2，其中大雄寶殿建筑主體地上2層，建筑高度40.9 m，其屋面樣式為重檐歇山頂，屋面面積達(dá)2 600 m2，整體采用金黃色琉璃瓦（瓦片尺寸：1號(hào)蓋瓦、特大號(hào)底瓦）。

在傳統(tǒng)仿古建筑大殿中，正脊一般為高出瓦屋面1 m，吻獸一般高度為2.5 m以下，而本項(xiàng)目的屋脊部分高度近3 m，屋脊吻獸有的甚至高達(dá)6.4 m（圖1），這無(wú)疑對(duì)施工難度及瓦構(gòu)件耐久性提出了更高的要求。

圖1 古壽勝寺效果圖及正脊設(shè)計(jì)

2 超高屋脊鋪設(shè)難點(diǎn)分析

1）超高屋脊件燒制困難。一般傳統(tǒng)屋面屋脊件不超過(guò)2.5 m，采用開(kāi)模后整體燒制成形的方式。燒制出來(lái)的屋脊件整體性好，與結(jié)構(gòu)連接固定方式相對(duì)簡(jiǎn)單。而本工程屋脊件由于高達(dá)6.4 m，無(wú)法整體開(kāi)模，更無(wú)法整體燒制，連接方式也不能像整體件那樣與主體結(jié)構(gòu)連接。

2）施工操作難度大。傳統(tǒng)仿古建筑屋面舉折較小，屋脊長(zhǎng)度較短，屋脊件數(shù)量不多，屋脊施工時(shí)一般采取臨時(shí)防滑措施即可。但由于本工程的屋脊處舉折大于十舉，且屋脊件數(shù)量較多，在屋脊施工中需要搭設(shè)專用屋脊施工腳手架才能解決施工面的問(wèn)題。

3）構(gòu)件連接要求高。傳統(tǒng)仿古建筑的屋脊多為整體構(gòu)件，受力情況主要是豎向重力。而本工程為保證超高屋脊的整體結(jié)構(gòu)安全，將屋脊結(jié)構(gòu)從成品疊加式瓦屋脊變?yōu)槲菁辜袅ν赓N瓦脊件的形式，這種做法的受力方式與傳統(tǒng)做法完全不一樣，故而增大了對(duì)瓦片與基面的黏結(jié)強(qiáng)度及耐久性的要求。

3 技術(shù)策略分析

3.1 技術(shù)原理

該技術(shù)是將現(xiàn)有的建筑加固技術(shù)（如種筋支撐、銅絲拉結(jié)等），與仿古建筑屋脊件（如線條脊、龍吻等構(gòu)件）自身構(gòu)件的施工特點(diǎn)相結(jié)合，以達(dá)到在超常規(guī)尺寸正脊施工時(shí)的材料耐久性及安全性要求[1-6]。

從受力的角度分析，以屋脊件中的線條脊為例，由于線條脊有一定的寬度（約3 cm），因此在采用掛貼的鋪設(shè)方式下所產(chǎn)生的懸臂受剪力會(huì)不利于整體屋脊的穩(wěn)定性及耐久性。

通過(guò)增加線條脊寬度（增至6 cm），旨在用加寬線條脊件自身寬度的方式增加了構(gòu)件之間的接觸面積，從而在密縫鋪貼后產(chǎn)生構(gòu)件與構(gòu)件之間的嵌擠力，最終使得鋪貼的屋脊件從懸臂狀態(tài)轉(zhuǎn)化成豎向受壓狀態(tài)，再加上傳統(tǒng)建筑加固方法，改進(jìn)其在仿古建筑上的加固承托作用。此技術(shù)既充分發(fā)揮了材料的力學(xué)特性（抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗剪強(qiáng)度），也增加了構(gòu)件的耐久性及安全系數(shù)。

3.2 技術(shù)說(shuō)明

根據(jù)圖紙做法與屋脊件的受力特點(diǎn)，深化設(shè)計(jì)圖紙，強(qiáng)化連接節(jié)點(diǎn)，增加穩(wěn)固措施，細(xì)化施工工序及步驟，以正脊龍吻處做法為例，其關(guān)鍵做法及節(jié)點(diǎn)深化詳見(jiàn)圖2。

1）結(jié)構(gòu)屋脊：此段混凝土與屋面混凝土一并澆筑，一體成型并養(yǎng)護(hù)，確保屋脊混凝土線條順直、平整。

2）龍吻瓦件：由于兩端龍吻巨大，燒制時(shí)需根據(jù)藍(lán)圖進(jìn)行區(qū)塊劃分，劃分方式根據(jù)龍吻外形及燒制特點(diǎn)確定，盡量將線條多處劃分在一塊，以防出現(xiàn)在燒制過(guò)程中溫度應(yīng)變后線條對(duì)不齊的現(xiàn)象。劃分塊不宜過(guò)大，單邊不宜超過(guò)1 m，一般控制在80 cm，因?yàn)殚L(zhǎng)度越長(zhǎng)，燒制過(guò)程中溫度應(yīng)變?cè)谶吘壧幵酱?。燒制完成后在?chǎng)地試拼裝，驗(yàn)收通過(guò)后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)安裝。安裝時(shí)預(yù)留的燒制孔和現(xiàn)澆正脊預(yù)留的拉筋孔拉結(jié)。燒制過(guò)程中嚴(yán)格控制燒制溫度，特別是土窯窯內(nèi)溫度并不恒溫，很容易出現(xiàn)線條變形的 情況。

圖2 超高正脊深化加固剖面

3）頂層壓頂需要種筋加固：壓頂高度需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及圖紙的要求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，確保龍吻及正脊的外觀效果。

4）龍吻下方的線條脊瓦片：此處的瓦片作為龍吻瓦片的豎向支撐構(gòu)件，可起到對(duì)龍吻支撐的作用，因此此處必須加固牢靠。將制作的“T”形預(yù)制鋼筋支撐構(gòu)件，種筋固定在正脊結(jié)構(gòu)中，呈梅花樁布設(shè)。

5）斜屋面金黃琉璃瓦：正當(dāng)溝處預(yù)埋鋼筋，采用φ8 mm的鋼筋放置于底瓦瓦楞下，加強(qiáng)底瓦與屋面的拉結(jié)強(qiáng)度。間距2 m，方向順屋面坡度，長(zhǎng)度從屋脊至屋面五舉（屋面坡度比例）以下處。

6）為充分利用正脊構(gòu)件的相互嵌擠作用，灰縫控制在2 mm，屋脊構(gòu)件嵌固距離（是指有效豎向支撐內(nèi)的距離）外挑不得小于2/3，懸挑距離不得大于脊件底邊的1/3且不得大于5 cm。

4 施工技術(shù)要點(diǎn)分析

4.1 技術(shù)流程

準(zhǔn)備工作→屋脊操作腳手架搭設(shè)→屋脊的預(yù)處理→種筋及黏結(jié)脊瓦→鋪設(shè)勾頭滴水瓦片→安裝頂帽→博風(fēng)板部分瓦片施工→檢查、清理

4.2 超高正脊琉璃瓦歇山屋面的關(guān)鍵施工技術(shù)

1）屋脊操作腳手架搭設(shè)：為方便進(jìn)行屋脊施工及種筋操作，在大雄寶殿正脊兩側(cè)需要搭設(shè)操作腳手架。為確保操作腳手架的安全性，屋面立桿插入預(yù)埋在屋面結(jié)構(gòu)的鋼筋中（圖3）。

圖3 屋脊腳手架立面

2）屋脊的預(yù)處理：由于大雄寶殿的屋脊為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，在正脊上貼瓦片就必須先對(duì)混凝土表面進(jìn)行預(yù)處理，現(xiàn)場(chǎng)采取界面劑噴涂、“T”形托底鋼筋預(yù)埋及鋪瓦鋼筋預(yù)埋的方案進(jìn)行施工。具體做法為：首先，對(duì)每邊屋面的尺寸進(jìn)行復(fù)核，以底瓦和蓋瓦的尺寸定出瓦壟的壟距，后以檐口風(fēng)雨板尺寸復(fù)核相符，再把檐口的尺寸引到屋脊上，進(jìn)行定位彈線，要做到瓦壟大小一致；其次，對(duì)正脊的結(jié)構(gòu)大梁進(jìn)行基層清理，清理完后對(duì)其進(jìn)行噴漿處理，用1∶2水泥砂漿抹面打毛處理。

3）種筋及黏結(jié)脊瓦：對(duì)正脊的兩邊進(jìn)行水平定位，同時(shí)用1根粗線，從東西方向定出屋脊的弧度，核算好底瓦和蓋瓦的高度，排好尺寸，定好需種筋的位置，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行種筋。

測(cè)算好蓋瓦和正當(dāng)溝的高度，再定出線條脊底座，底座用“T”形鍍鋅鋼，用膨脹螺栓固定在結(jié)構(gòu)上，中間增加1道。每壟瓦片需預(yù)埋1根φ8 mm、長(zhǎng)9 m的鋼筋，將其固定在脊下方提前預(yù)埋的鋼筋上。安裝龍吻內(nèi)側(cè)的鋼筋，將其固定在結(jié)構(gòu)上，用細(xì)石混凝土灌實(shí)縫隙，再用1∶2水泥砂漿磨平，并加適量界面劑。正脊、垂脊、脊的方腳，每米需預(yù)埋1根鋼筋并將其固定在結(jié)構(gòu)上，橫向方向上下宜放2道φ8 mm鋼筋，每道2根，第1道安放在方腳內(nèi)，第2道則在頂部處安放，垂脊要過(guò)橋安放，長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定。

4）鋪設(shè)勾頭滴水瓦片：鋪瓦片從山墻開(kāi)始，在博風(fēng)板間先鋪3 m瓦片，便于龍吻安裝，中間鋪2道瓦片以便于對(duì)整體屋面瓦片鋪設(shè)的掌控。每鋪一壟瓦片鋼筋要居中安放，屋面上的鋼筋也安放在瓦壟里（除底瓦中以外）。瓦片弧度與上下搭接縫隙不能超過(guò)5 mm，戧脊、屋脊的瓦片應(yīng)做到兩坡碰頭（用切割機(jī)切割，嚴(yán)禁用泥刀代替切割機(jī)）。戧脊與垂脊的交接處要蓋瓦收頭，有利于美觀。

5）安裝頂帽：安裝頂帽預(yù)埋的螺栓，鋪好每一個(gè)花沿后，應(yīng)立即將螺栓放入花沿預(yù)留洞內(nèi)。然后用鋼筋頭壓實(shí)，以防松懈。頂帽采用1∶1水泥界面劑安裝。

6）排山瓦施工：排山上所鋪設(shè)瓦片不同于屋面瓦片呈縱向排列，而是呈橫向排列，這兩輪施工之間的間隙用小瓦鋪設(shè)，防上漏水，同時(shí)也起到保護(hù)博風(fēng)板的作用。

7）檢查清理：每鋪一輪瓦片，請(qǐng)自行檢查是否合格，每施工完一輪蓋瓦，縫隙清理干凈，蓋瓦檐口向內(nèi)1.5 m，滿溝處理。

5 應(yīng)用效果

與傳統(tǒng)屋面瓦作鋪設(shè)工藝相比，泰州古壽勝寺超高正脊琉璃瓦歇山屋面的施工技術(shù)雖在施工成本上略有增加，但后期屋面瓦件維護(hù)成本大大降低。經(jīng)項(xiàng)目實(shí)踐證明，仿古建筑超高正脊琉璃瓦歇山屋面施工技術(shù)，能夠有效保證在大斜率屋面上的瓦片鋪設(shè)黏結(jié)牢靠及屋脊瓦片鋪貼的黏結(jié)強(qiáng)度，確保屋面整體結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性、耐久性（圖4），具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)推廣意義。

圖4 古壽勝寺超高正脊琉璃瓦歇山屋面效果

6 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，以更好的材料、更先進(jìn)的技術(shù)去還原、仿造古建筑已成為必然趨勢(shì)。但在這個(gè)過(guò)程中，由于傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑在不斷地被混凝土結(jié)構(gòu)所替代，這就需要不斷革新傳統(tǒng)工藝，使其能滿足不同項(xiàng)目的施工要求。故而，采取科學(xué)合理的技術(shù)手段，能有效克服建筑因地因時(shí)改變所產(chǎn)生的新問(wèn)題，從而不斷革新優(yōu)化古建筑工藝技術(shù)，這既是對(duì)古建筑的傳承和保護(hù)，也是今后新建仿古建筑發(fā)展的必經(jīng)之路。