石庫門風(fēng)貌建筑外立面的施工技術(shù)

馬曉輝

上海建工四建集團有限公司 上海 201103

1 工程背景

中國共產(chǎn)黨第一次全國代表大會紀念館（以下簡稱“紀念館”），對于維系中國共產(chǎn)黨人歷史、現(xiàn)在和未來的精神血脈，教育引導(dǎo)全國廣大黨員在新的歷史起點上凝心聚力，進行偉大斗爭、建設(shè)偉大工程、推進偉大事業(yè)、實現(xiàn)偉大夢想，具有重大現(xiàn)實意義和深遠歷史意義。

紀念館毗鄰中國共產(chǎn)黨第一次全國代表大會會址（以下簡稱“會址”），位于上海市新天地石庫門歷史風(fēng)貌保護區(qū)內(nèi)（圖1），總建筑面積9 690 m2。地下1層，層高10.15 m，建筑面積6 780 m2，主要功能為展廳、陳列廳、文獻庫房、設(shè)備機房。地上1層，建筑高度為12.5 m，建筑面積為2 910 m2，主要為入口門廳、過廳、多功能廳、貴賓接待廳等。

圖1 紀念館外景

2 石庫門風(fēng)貌建筑立面特色

建筑凝練石庫門傳統(tǒng)元素，風(fēng)貌和尺度呼應(yīng)會址。紀念館建筑立面?zhèn)鞒袝凤L(fēng)格并利用現(xiàn)代建筑手法創(chuàng)新石庫門文化形式，詮釋“源起石庫門，走進新時代”精神。將“石庫門中的偉大開端、石庫門中的開天辟地、石庫門中的精神家園”作為總體原則，賦予紀念館“講述建黨故事、彰顯建黨初心、弘揚建黨精神”的使命[1-2]。

2.1 建筑外立面

外立面延續(xù)清水外墻的傳統(tǒng)風(fēng)格，提升門頭、山花、門楣、拱券的紅色內(nèi)涵。建筑整體為灰色磚砌立面，局部以紅磚拼花及斗拱裝飾，建筑每側(cè)均有石庫門意象的拱券作為立面裝飾（圖2），與會址、石庫門歷史風(fēng)貌一致。立面墻磚采用新制標(biāo)準(zhǔn)清水磚，既融入石庫門建筑群，又體現(xiàn)新館的厚重感[3-5]。

圖2 建筑外立面

2.2 建筑“第五立面”

屋面采用小青板瓦、“老虎窗”元素，延續(xù)建筑肌理。建筑“第五立面”為具有石庫門特色的雙坡小青瓦屋面，建筑高度順應(yīng)了歷史街區(qū)天際線的起伏節(jié)奏。主樓借鑒傳統(tǒng)老虎窗自然采光功能，設(shè)置了電動采光天窗，將現(xiàn)代建筑做法與傳統(tǒng)石庫門風(fēng)貌相結(jié)合（圖3）。

圖3 建筑屋面

2.3 裝飾造型

石庫門風(fēng)格建筑是具有海派特色的建筑群體，帶有濃厚的中西合璧的色彩，既有江南傳統(tǒng)民居的空間組織，也有源自西方的山花、拱券。紀念館繼承了石庫門的經(jīng)典元素，在門楣及山花的設(shè)計上采用了“原點開端、旭日東升”的理念；在拱券設(shè)計上效仿周邊建筑及會址，呼應(yīng)歷史、傳承文脈（圖4）。

圖4 主樓東北立面

3 工程特難點及技術(shù)路線

1）磚、瓦材料選材要求高、難度大。紀念館外立面面積約2 680 m2，屋面瓦面積約1 030 m2。通過眾多試樣對比，現(xiàn)代材料制磚在觀感效果的靈動性等方面無法替代古法黏土窯磚瓦，大面積清水墻磚沿用會址建筑的窯磚。因土坯材質(zhì)和排堿沉浸期、燒制工藝等因素，燒制成形的磚瓦在幾何尺寸、表觀質(zhì)量、色差等方面存在較大的差異，清水磚、瓦材料的篩選難度相當(dāng)大。同時，磚砌筑、瓦鋪設(shè)所用材料需考慮材料對磚瓦泛堿問題引起的整體色差。因此，在磚瓦供應(yīng)商選擇方面，重點考察土坯原料成分穩(wěn)定性和預(yù)留保障量、燒制窯種類和大小、廠區(qū)產(chǎn)量規(guī)模和排產(chǎn)情況等情況。同時，采取分篩選機制，挑選符合要求的磚瓦。

2）現(xiàn)代功能與傳統(tǒng)工藝結(jié)合難度大。在滿足建筑外墻清水、屋面青瓦傳統(tǒng)古法砌筑、鋪裝工藝要求下，尚需提升紀念館建筑嚴格的防水和節(jié)能功能（防水等級一級、保溫?zé)峁ば阅苄∮?.8 kW/（m2·K）。磚、瓦飾面的剛性，與保溫層、防水層的柔性，需進行安全可靠的有機柔和，磚砌拱券等外凸構(gòu)件的構(gòu)造措施安全性、可靠性要求高，特別是高12.5 m的山墻頂部富有大量山花、拱券裝飾構(gòu)造。在整體構(gòu)造體系設(shè)計考慮防水、節(jié)能效果時，重點考慮清水墻體與結(jié)構(gòu)拉結(jié)、清水磚拉結(jié)筋、拱券和山花細部節(jié)點構(gòu)造等體系的安全性和可靠性。

4 “石庫門風(fēng)貌”立面施工技術(shù)

4.1 石庫門風(fēng)貌建筑外墻構(gòu)造一體化構(gòu)造

為了滿足現(xiàn)代化防水、節(jié)能要求，以及石庫門清水磚墻效果，通過制作等比例外墻樣板，記錄樣板施工過程中各項工藝的優(yōu)缺點，結(jié)合樣板施工完畢后的整體效果，最終將清水墻構(gòu)造設(shè)計成“砌體墻＋防水保溫層＋清水墻外飾面”一體化，如圖5所示。

圖5 外墻一體化構(gòu)造

4.1.1. 施工工序

結(jié)構(gòu)墻面放線（拉結(jié)筋穿孔）→設(shè)置穿孔拉結(jié)筋→墻面粉刷、防水施工→輕鋼龍骨安裝位置墻面放線→輕鋼龍骨施工→設(shè)置保溫棉→防水透氣膜鋪貼→丁基膠帶修補→綁扎鋼絲網(wǎng)→水泥砂漿粉刷（防水保護）→拉結(jié)筋焊接→青磚、紅磚砌筑→勾縫施工→表面清洗后作保護處理

4.1.2 防水構(gòu)造施工技術(shù)

2.汽車產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)谴髷?shù)據(jù)源。截至2017年末，全國民用汽車保有量已突破2.1億輛，年新增汽車近3000萬輛。汽車生產(chǎn)、銷售、流通和使用的各個領(lǐng)域，都是每時每刻產(chǎn)生兆億級信息的全球最大規(guī)模的大數(shù)據(jù)源。

1）雙層防水措施。從綠色、環(huán)保、節(jié)能的現(xiàn)代建筑設(shè)計角度出發(fā)，選用巖棉板作為核心保溫材料，不僅施工便捷、材料本身抗裂性高，還能夠增強建筑防火性能。唯一缺點是巖棉吸水性過強，且水分容易累積在巖棉板內(nèi)，長時間會增加保溫層質(zhì)量，導(dǎo)致巖棉板脫落。為保證外墻節(jié)能保溫、防火等性能達到預(yù)期要求，于巖棉帶外側(cè)鋪貼一層防水透氣膜，巖棉帶內(nèi)側(cè)涂刷防水涂料，預(yù)防外墻滲水進入巖棉板的同時，將墻內(nèi)水汽通過防水透氣膜向室外排出，形成防水保溫一體化，實現(xiàn)建筑功能需求。

2）穿墻拉結(jié)筋處封堵加固。考慮到清水飾面墻體的整體穩(wěn)定性，通過在內(nèi)外墻間設(shè)置穿墻拉結(jié)筋的方式進行加固處理。針對防水涂料層與防水透氣膜層在穿墻拉結(jié)筋部位被穿破的情況，采用多道施工工藝進行補強處理，以確保防水體系完整。即在拉結(jié)筋施工完畢后，在鋼筋與墻體間的縫隙處用堵漏王進行填補，待12 h后再用相同的JS防水涂料，在以鋼筋為中心的10 cm直徑圓范圍內(nèi)進行加固補刷2～3遍；防水透氣膜裁切及穿透處均使用柔性丁基防水膠帶修補。

4.1.3 保溫構(gòu)造措施

根據(jù)保溫?zé)峁ば阅苄∮?.8 kW/（m2·K）進行節(jié)能計算，外墻需設(shè)置厚40 mm巖棉板方可達到保溫節(jié)能效果。根據(jù)DG/T J08-2126—2013《巖棉板（帶）薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，外墻采用巖棉板帶作為保溫材料時，應(yīng)采用錨栓及堿網(wǎng)格布體系進行巖棉板的固定。但是受限于本項目的外墻一體化構(gòu)造，采用錨栓固定時，錨栓釘將破壞防水層，造成滲漏隱患。故通過多方案技術(shù)研究，采取“板塊幕墻龍骨構(gòu)架”形式安裝保溫巖棉板塊，替代常規(guī)錨栓固定方式。每隔400 mm設(shè)置豎向∠50 mm龍骨，形成桁架，將巖棉板鑲嵌入桁架內(nèi)，并用粉刷進行封閉處理。該方法既協(xié)調(diào)了保溫與防水構(gòu)造間的矛盾要素，又將整體墻面保溫層進行網(wǎng)格化分塊固定，規(guī)避了保溫層整體脫離的安全風(fēng)險。

4.1.4 墻體穩(wěn)定性構(gòu)造措施

為體現(xiàn)清水磚墻的靈動性，清水墻體砌筑采用古法工藝；“砌體墻＋防水保溫層＋清水墻外飾面”的一體化構(gòu)造措施，尚需考慮清水墻外飾面墻體的整體穩(wěn)定性，特別是山墻高度達12.5 m。通過在砌體墻圈梁或結(jié)構(gòu)梁外側(cè)每間隔不超過3 m設(shè)置1道鋼筋混凝土挑耳，輔助分擔(dān)清水墻自重，并設(shè)置穿墻拉結(jié)筋將內(nèi)外兩墻連接形成一體，增強外墻整體穩(wěn)定性、安全性。

結(jié)構(gòu)層間挑耳設(shè)置：在砌體墻外側(cè)0、2.8、5.8、8.8 m以及女兒墻壓頂、山花坡頂處（構(gòu)造圈梁或結(jié)構(gòu)梁）均設(shè)置水平向鋼筋混凝土挑耳，用以承擔(dān)各分段內(nèi)清水磚墻自重（圖6、圖7）。

圖6 墻底挑耳

圖7 層間挑耳

穿墻拉結(jié)筋設(shè)置：砌體墻粉刷后，根據(jù)清水磚塊的幾何尺寸進行墻面排磚放線，用以確定預(yù)埋穿墻拉結(jié)筋的開孔位置，確保后期砌筑清水磚墻時穿墻拉結(jié)筋正好位于磚塊灰縫內(nèi)，可以與灰縫內(nèi)墻體通長拉結(jié)筋進行焊接連接，形成整體；防水涂料施工完畢后，使用植筋膠種植φ6 mm@480 mm穿墻拉結(jié)筋，拉結(jié)筋在砌體墻內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼板錨固，形成內(nèi)外雙墻間完整、牢靠的連接，避免了清水磚墻高寬比過大的傾覆問題。

4.2 清水磚外墻施工技術(shù)

4.2.1 選材

清水磚尺寸為230 mm×110 mm×45 mm，選用江蘇地區(qū)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)古法窯磚，當(dāng)?shù)仞ね潦止ぶ婆鳎u坯疊入磚窯，天然氣燒制。由于窯內(nèi)溫度不均衡、黏土土質(zhì)差異以及手工制作尺寸偏差等因素，燒制而成的黏土磚需要從尺寸偏差、色差、棱角完整性等方面進行精挑細選。本項目采用2個階段人工篩選，出廠前進行色差和尺寸偏差篩選；進場后進行棱角完整性篩選。最終在105萬塊黏土磚中篩選出35萬塊磚符合技術(shù)指標(biāo)要求。

4.2.2 技術(shù)準(zhǔn)備

外立面清水磚墻的排磚與放線，對砌筑完成的整體效果有著決定作用，特別是墻體拱圈門套部位、磚柱與門頭拱券交接部位、凹凸部位的造型細部處理與磚塊的搭接砌筑排磚尤為重要。通過BIM建模深化節(jié)點和砌磚排布，根據(jù)BIM模型數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場實際完成面的放線（圖8、圖9）。在粉刷完成的保護層上，根據(jù)磚皮數(shù)尺寸每隔15～20皮沿結(jié)構(gòu)四周一圈彈出砌筑水平與垂直主要控制軸線，并用紅色油漆進行標(biāo)記，供砌筑工人在砌筑過程中進行參考控制。

圖8 清水磚墻BIM模型

圖9 清水磚墻實樣

4.2.3 砌筑工藝

清水磚墻采用一順一丁、錯縫搭接的砌筑方法。砌筑前在二結(jié)構(gòu)墻體飾面上利用皮數(shù)桿進行放線。在砌筑前1～2 d進行待砌磚清洗工作，含水率控制在10%～15%。采用專業(yè)抗堿型黏結(jié)劑（PW503型）砌筑。每砌筑3皮磚開始在磚與二結(jié)構(gòu)飾面間隙部位灌漿施工，灌漿高度不得超過表皮磚面的1/2。根據(jù)《營造法式》，砌磚灰縫工藝分平縫、契縫和元寶縫，紀念館傳承會址及周邊建筑平縫風(fēng)格。砌筑完成后采用專用填縫劑勾縫，勾縫采用定制工具以確保勾縫厚度勻直。

4.2.4 門頭拱券

門頭拱券采用清水磚壘砌的古法砌筑工藝，形成受力結(jié)構(gòu)拱券；拱券砌筑時使用傳統(tǒng)木模托與金屬懸掛拉結(jié)系統(tǒng)相結(jié)合，輔以激光儀，修正拱券整體精確度。為使拱券砌塊受力均勻、灰縫勻稱，拱券磚塊“梯形”加工精度需嚴格控制。門頭的“旭日東升”造型磚和八字形磚采用專業(yè)廠家定制加工，加工前建立拱券砌塊排版BIM模型并優(yōu)化砌塊尺寸，用木工班畫線放1∶1大樣，根據(jù)打樣制作每塊不同規(guī)格磚的模具。

門頭拱券處砌磚，每道圓弧制作1套模具來控制每道磚縫在一條直線上，當(dāng)圓弧磚塊砌筑到大于45°時，磚塊與磚塊之間須設(shè)置T形防墜落掛鉤，在原磚塊立面用φ4 mm的三角鉆頭開孔掛φ3 mm的鋼筋，用AB膠進行固定。

4.3 建筑“第五立面”

主、輔樓屋面采用具有石庫門特色的雙坡小青瓦屋面。屋面材料選用與會址同樣的手工黏土燒制瓦；考慮到建筑比例關(guān)系，尺寸略大。為了保證整體屋面瓦片色澤效果，從50萬塊中篩選出25萬塊底、蓋瓦。

鋪設(shè)方法采用傳統(tǒng)窩漿工藝，面蓋瓦點粘法施工，并結(jié)合了現(xiàn)代防水及保溫構(gòu)造。在鋪設(shè)青瓦前，先進行保溫及防水施工，并用混凝土整澆層覆蓋后，再進行屋面瓦鋪設(shè)。其中主樓屋面設(shè)置排煙天窗，故在屋面整澆層混凝土施工完成后，采用鋼架墊高后鋪設(shè)硅酸鈣板，再進行青瓦施工。輔樓直接在屋面整澆層混凝土上鋪設(shè)青瓦。瓦鋪設(shè)順序為自下而上，每鋪一道均需要拉線調(diào)直。

《營造法式》規(guī)定上下兩底瓦之間相搭重疊部分占全瓦的4/10，即“壓四露六”。清末民初建筑常常以“壓六露四”或“壓七露三”做法增強防雨的安全系數(shù)。本項目采用“壓七露三”鋪瓦，使得即使表面有一片瓦片破損也不會因此產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。瓦屋面每垅每米的底瓦約為20塊、蓋瓦約為28塊，每3垅為一個組合施工段，自上而下進行鋪設(shè)。每垅瓦片鋪設(shè)到天溝處的滴水瓦和壓頂頭瓦時，須拉通線以控制瓦片進出，滴水瓦和壓頂頭瓦須采用砂漿窩實，兩側(cè)面砂漿收光。最后，使用傳統(tǒng)拉通線結(jié)合激光儀的方法，對整體瓦屋面的順直度和平整度進行實時監(jiān)控與調(diào)整。

4.4 山花、拱券等裝飾性構(gòu)件構(gòu)造

本工程山花、拱券等特殊造型立面效果復(fù)雜。為在滿足設(shè)計效果的同時兼顧結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性，采用了核心GRC預(yù)制構(gòu)件＋拱形清水磚的方式進行施工。在外墻防水涂料及保溫施工完畢后，將根據(jù)山花、拱券構(gòu)造定制的∠50 mm龍骨鋼架固定在混凝土結(jié)構(gòu)上，再安裝GRC預(yù)制構(gòu)件，最后在GRC造型外側(cè)壘砌清水磚，并將清水磚開槽固定于弧形拉結(jié)鋼筋上，增加拱券的穩(wěn)定性，解決了外立面復(fù)雜節(jié)點的砌筑問題（圖10）。

圖10 山花構(gòu)造分解

5 結(jié)語

石庫門是上海最具特色的建筑風(fēng)格，是上海近代文明的象征，也是上海曲折歲月的歷史縮影。石庫門風(fēng)貌外立面施工技術(shù)，探索了新式建筑理念與老式建筑風(fēng)格的融合途徑，解決了雙墻連接構(gòu)造、防水節(jié)點構(gòu)造等諸多問題。本技術(shù)可為仿石庫門風(fēng)貌建筑外立面的修整、維護或者功能升級提供參考，在此類選用磚墻作為外飾面的仿古建筑中具有良好的推廣性。