淺探古建筑修復(fù)加固施工技術(shù)

黃詠馨 羅啟文

（1.湖南工藝美術(shù)職業(yè)學(xué)院，湖南 益陽 413000；2.長沙市規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410000）

0 引言

我國作為歷史悠久的文明大國，在歷史長河的不同時期修建了無數(shù)的優(yōu)秀建筑，留存至今已經(jīng)成為無比珍貴的古建筑為數(shù)不多，需要保護(hù)。由于受到多方面因素的影響，不少古建筑都遭遇或面臨著各種損壞問題，嚴(yán)重的已經(jīng)到了可能被損毀的地步。因此做好古建筑修復(fù)加固工作，自然成為了古建筑保護(hù)與利用的重要任務(wù)。本文就古建筑修復(fù)加固施工技術(shù)進(jìn)行探討，希望能為古建筑保護(hù)與利用提供一定支持。

1 古建筑修復(fù)加固的必要性

古建筑作為具有歷史價(jià)值和意義的建筑，涵蓋了從遠(yuǎn)古到民國時期的所有建筑。古建筑作為歷史文化的載體，是激發(fā)群眾愛國熱情與民族自豪感的實(shí)體，是歷史研究的對象，是旅游業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是新建筑設(shè)計(jì)以及藝術(shù)創(chuàng)作的靈感來源，具有多重價(jià)值，在現(xiàn)代社會的各個領(lǐng)域均發(fā)揮至關(guān)重要的作用。不過古建筑由于修建年代久遠(yuǎn)，在經(jīng)歷了材料老化、腐蝕、蟲蛀、自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭等因素的影響后，往往會出現(xiàn)各種損壞，如基礎(chǔ)沉降與破碎、臺基石松動和位移、墻體傾斜與裂縫、株根腐爛、柱體分裂、木構(gòu)件損壞、屋頂滲漏、油漆裂紋和剝落等[1]。古建筑的損壞會對其價(jià)值造成嚴(yán)重影響。古建筑一旦受到損壞，其作為歷史文化的載體作用將會受到一定影響。損壞的古建筑固然更能體現(xiàn)歷史發(fā)展留下的痕跡，但卻會影響人們通過其對歷史原貌進(jìn)行復(fù)原，也會導(dǎo)致其社會價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值等受到影響，不利于地方形象的塑造、精神文化的建設(shè)以及旅游業(yè)的發(fā)展。對古建筑的管理而言，加強(qiáng)古建筑的保護(hù)、修復(fù)與加固十分有必要，是減輕和避免古建筑損害，維持古建筑原貌，全面發(fā)揮古建筑價(jià)值的有效手段。

2 古建筑修復(fù)加固的基本原則

在對古建筑進(jìn)行修復(fù)加固時，一定要遵循尊重傳統(tǒng)原則、可逆性與可再處理原則、最低干預(yù)原則，否則可能出現(xiàn)修復(fù)加固效果和預(yù)期相差甚遠(yuǎn)的情況。

2.1 尊重傳統(tǒng)原則

古建筑的核心價(jià)值在于其歷史性，而對古建筑進(jìn)行修復(fù)加固可能會對這一核心價(jià)值造成破壞，進(jìn)而嚴(yán)重影響古建筑的綜合價(jià)值。因此在對古建筑進(jìn)行修復(fù)加固時，一定要以尊重傳統(tǒng)、保護(hù)歷史價(jià)值為基本前提，盡可能強(qiáng)化歷史價(jià)值的保留與傳承[2]。

2.2 可逆性與可再處理原則

對古建筑進(jìn)行修繕，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持貫徹可逆性原則，確保修繕后能再次處理，即實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)使用和古建筑原結(jié)構(gòu)相同、相近或兼容的材料以及傳統(tǒng)工藝技法，以免對古建筑的歷史價(jià)值造成破壞，同時為后人研究、識別及修繕等提供可靠信息。

2.3 最低干預(yù)原則

為了降低對古建筑歷史價(jià)值的破壞，相應(yīng)的修復(fù)加固應(yīng)當(dāng)做到最低干預(yù)，即非必要情況下不應(yīng)過度修復(fù)而是做好預(yù)防性保護(hù)，而古建筑損壞已經(jīng)十分嚴(yán)重和危險(xiǎn)時則需及時排除結(jié)構(gòu)險(xiǎn)情以及排除潛在威脅。

3 古建筑修復(fù)加固施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 柱的修復(fù)加固技術(shù)

木柱是古建筑的重要部分，是整個建筑的支撐，其一旦發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞會威脅古建筑的安全，故而必須對其進(jìn)行重點(diǎn)修復(fù)和加固。木柱的損壞類型主要包括裂縫、蟲蛀以及腐朽等，針對不同損壞需要采取合適的修復(fù)加固技術(shù)進(jìn)行處理。

3.1.1 裂縫的修復(fù)加固

導(dǎo)致古建筑木柱開裂的原因較多，包括木材抗剪性能差、使用的木材尚未完全干燥、外力破壞、榫卯結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向載荷過大等。發(fā)現(xiàn)古建筑木柱開裂后，需要對開裂嚴(yán)重程度及其原因進(jìn)行綜合分析，并對相應(yīng)的修復(fù)加固方案加以規(guī)劃，應(yīng)用合適的修復(fù)加固工藝進(jìn)行處理[3]。通常木柱裂縫寬度不超過3mm時，可選用填充縫補(bǔ)法，即向裂縫中填充膩?zhàn)踊颦h(huán)氧樹脂后刷平；木柱裂縫超過3mm但不超過30mm的情況下，可選用嵌補(bǔ)法，即向木柱裂縫中嵌入木條或嵌縫料，再使用膠粘劑進(jìn)行固定；木柱裂縫超過30mm的情況下，則需在應(yīng)用嵌補(bǔ)法的基礎(chǔ)上進(jìn)行碳纖維加固。進(jìn)行碳纖維加固施工應(yīng)當(dāng)先對木柱表面加以清潔，均勻涂抹一層環(huán)氧樹脂，于室溫環(huán)境下養(yǎng)護(hù)6h左右，然后從裂縫上下兩端沿著木柱圓周方向布置單向碳纖維布，而且纖維布內(nèi)表面也需要均勻涂抹一層環(huán)氧樹脂。由于碳纖維布具有重量輕、厚度薄、牢固的特點(diǎn)，將其作為修復(fù)加固木柱裂縫材料具有對古建筑木柱外觀以及受力情況影響小的優(yōu)勢。碳纖維加固法與傳統(tǒng)的鐵箍或玻璃鋼箍相比，無疑更能維持古建筑原貌，故而其在近年來逐漸取替后者并在古建筑木柱裂縫修復(fù)加固工程中被廣泛應(yīng)用[4]。

3.1.2 蟲蛀損壞的修復(fù)與防治

針對遭遇蟲蛀損壞的古建筑木柱，不僅要采取合理的修復(fù)加固技術(shù)進(jìn)行處理，還要做好配套的蟲害防治工作，以免之后再次發(fā)生嚴(yán)重蟲害。發(fā)現(xiàn)木柱出現(xiàn)蟲蛀損壞后，一般可采取化學(xué)方法進(jìn)行處理，即配制化學(xué)加固材料來強(qiáng)化木柱抗蟲害能力?；瘜W(xué)加固材料的配制需要使用石英粉、304號不飽和聚酯樹脂、環(huán)烷酸鉆苯乙酸液、過氧化環(huán)乙酮苯等材料，依次按照100∶100（:2～3）:4的比例進(jìn)行混合。將化學(xué)加固材料涂抹于木柱上，不僅能增強(qiáng)木柱抗蟲害能力，還能在一定程度上強(qiáng)化木柱的強(qiáng)度、防腐能力以及尺寸穩(wěn)定性。針對古建筑木材的蟲害問題，還需要平常做好相應(yīng)防治措施，如木構(gòu)件覆蓋防腐防蟲涂層、定期噴灑藥劑、帳幕熏蒸、局部熏蒸、設(shè)置阻隔網(wǎng)、人工捕捉、土壤消殺、維持通風(fēng)和干燥環(huán)境等。

3.1.3 腐朽病害的處置

木質(zhì)結(jié)構(gòu)腐朽是由于木腐菌侵入而使得木材細(xì)胞壁被破壞，最終導(dǎo)致木材力學(xué)性能下降并出現(xiàn)松軟易碎的情況。古建筑木柱腐朽后往往會產(chǎn)生粉末或篩孔，相應(yīng)的木柱承載能力大幅下降，會對整個建筑的安全性和穩(wěn)定性造成巨大威脅。發(fā)現(xiàn)古建筑木柱出現(xiàn)腐朽情況后，需要及時對腐朽程度進(jìn)行檢查。如果木柱僅是表層腐朽且不影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，那么可通過剔補(bǔ)加固的方式加以處理，即把木柱腐朽部分剔除掉之后進(jìn)行防腐處理，再將干燥木料按照原樣對木柱進(jìn)行修補(bǔ)與粘貼，如果必要的話應(yīng)當(dāng)使用鐵箍對木柱進(jìn)一步加固。

3.2 檁的制作安裝技術(shù)

檁作為古建筑中用來支持椽子或屋面板的長條形構(gòu)件，在整個古建筑結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著不容忽視的穩(wěn)固作用。一般來說，檁條損壞可采取和木柱相似的修復(fù)加固方法，通過翻轉(zhuǎn)或嵌補(bǔ)加固后繼續(xù)使用即可。不過部分檁條損壞較為嚴(yán)重，無法通過修復(fù)來保障其使用的安全性與可靠性，應(yīng)重新制作并進(jìn)行更換。

3.2.1 木料選用

選擇相應(yīng)的木材作為古建筑檁條制作原料即可。為了保障檁條更換加固后的可靠性，一定要確保選用的木材質(zhì)量良好，以免更換檁條后短時間內(nèi)又出現(xiàn)嚴(yán)重的檁條損壞現(xiàn)象。如果古建筑原本的檁條選用的木材具有防潮性弱、易變性、易遭蟲蛀等缺陷，那么可根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的其他木材進(jìn)行代替。對原木料進(jìn)行認(rèn)真檢查，確保其不存在大死節(jié)、蟲蛀、腐朽、木色變化、端頭年輪疏密不合理、木材過輕過重等情況，否則不能用于檁條制作[5]。

3.2.2 明確檁條制作要求

制作檁條需要根據(jù)檁條所處位置進(jìn)行適當(dāng)加長處理，以免更換的檁條長度不合適。如果檁條位于明間，一般需根據(jù)明間尺寸適當(dāng)加長20～25cm；如果檁條位于次間，一般需根據(jù)次間長度適當(dāng)加長10～15cm；如果檁條位于梢間，一般需根據(jù)梢間開間長度適當(dāng)加長3～5cm。檁條作為橫向受彎構(gòu)件，應(yīng)對其拱勢進(jìn)行合理控制，以免拱勢過大而影響屋面坡水或拱勢過小而引發(fā)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固隱患。為了保障檁條拱勢的合理性與有效性，一般應(yīng)根據(jù)木材原料的自然彎曲加工出1/300～1/200的起拱。

3.2.3 檁條砍刨加工

選定檁條木料以及相應(yīng)的加工要求后，可對木料進(jìn)行砍刨加工。將木料放置于三角木上，利用頭線法與八卦線法將木料加工成八邊形，然后將其進(jìn)一步修砍為十六邊形，再依次進(jìn)行粗刨與光刨，確保其尺寸與規(guī)格符合要求。

3.2.4 檁條安裝

制作好新的檁條后，需要將其安裝至古建筑相應(yīng)部位。先將檁條放置于安放部位，再通過鐵爪釘將其和木柱進(jìn)行牢固連接，確保二者足夠穩(wěn)固。安裝過程中應(yīng)當(dāng)確保檁條的栓頭松緊一致且檁條順直自然，如果發(fā)現(xiàn)建筑物屋面坡勢舉折不流暢或檁條與柱碗的結(jié)合不到位，應(yīng)對檁條局部進(jìn)行鏟刨處理。

3.3 屋瓦面的拆卸與鋪裝技術(shù)

古建筑的屋面多采取鋪瓦形式，如果瓦面損壞，需要拆卸并重新鋪裝。對古建筑瓦屋面進(jìn)行拆卸，多采取揭頂保脊方式進(jìn)行處理。實(shí)際操作時應(yīng)將脊下的兩匹老瓦頭以及腦椽保留，并將其余部分拆除掉，等到補(bǔ)配的椽子制作好后再將留下的部分拆除掉。拆卸瓦件時應(yīng)依照由上到下、由左到右的順序進(jìn)行操作，并且拆除后的瓦件應(yīng)當(dāng)根據(jù)顏色、規(guī)格等進(jìn)行整齊擺放和保存。將屋面瓦件拆除掉之后，需要立馬搭設(shè)相應(yīng)的保護(hù)支架，以免屋脊遭到破壞。對拆除掉的瓦件進(jìn)行逐塊檢查，通過認(rèn)真觀察以及敲擊瓦塊的方式確保瓦件不存在扭曲、變形、粘疤、掉釉、“啪啦”聲等情況。在拆除瓦件后的瓦面兩側(cè)進(jìn)行沖壟處理，先在邊壟位置進(jìn)行拴線和鋪灰，然后于正脊、中腰、檐頭等位置分別布好線，將底瓦與蓋瓦移到對應(yīng)位置。在滴水瓦與勾頭瓦的位置拴好線，一道線需拴在滴水尖處，另一道線需栓在檐口位置，二者分別作為滴水瓦與勾頭瓦鋪裝的尺寸標(biāo)準(zhǔn)。做好準(zhǔn)備之后便可對底瓦進(jìn)行鋪裝，按照拴好系于脊上且吊在房檐下的瓦、底瓦鋪裝、磨平底瓦填灰的方式進(jìn)行施工，并且底瓦的鋪裝方式必須與原本的鋪裝方式一致，不得隨意變更[6]。之后再對蓋瓦進(jìn)行鋪裝，按照“大瓦跟線，小瓦跟中”的方式進(jìn)行處理，從而確保蓋瓦兩側(cè)整齊。最后再進(jìn)行釘瓦釘、捉節(jié)夾壟、清壟擦瓦、安裝釘帽、清潔收尾等工序，施工結(jié)束后進(jìn)行檢查，確保瓦面鋪裝的質(zhì)量符合要求。

3.4 油飾彩繪的保護(hù)修復(fù)技術(shù)

油飾彩繪作為古建筑的重要組成部分，通常用于裝飾檁條、墻壁、橋梁等，兼具保護(hù)木材與藝術(shù)裝飾兩大作用。古建筑油飾彩繪一旦遭到損壞，會導(dǎo)致古建筑的歷史價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值等大受影響，需要加強(qiáng)保護(hù)與修復(fù)。對壁畫進(jìn)行修復(fù)需要以調(diào)查分析和價(jià)值評估為基礎(chǔ)，做好環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境質(zhì)量評估工作，再對壁畫生產(chǎn)資料、壁畫顏色等進(jìn)行研究，落實(shí)色素分析與粘合劑分析工作，弄清楚壁畫問題機(jī)理，進(jìn)而針對性地選用合適技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。目前常用的古建筑壁畫保護(hù)修復(fù)技術(shù)主要包含灌漿修復(fù)技術(shù)、褪色修復(fù)技術(shù)等。

3.4.1 灌漿修復(fù)技術(shù)

該技術(shù)主要用于空心壁畫的修復(fù)。與空心壁畫的錨固法修復(fù)技術(shù)相比，灌漿修復(fù)技術(shù)的安全系數(shù)更高，并不會對古建筑的支撐效果造成影響。尤其是部分古建筑的土坯墻在毛細(xì)管水長期滲透的影響下較為松軟，一旦加錨固定可能會對墻壁造成嚴(yán)重?fù)p壞。運(yùn)用灌漿修復(fù)技術(shù)能在保障墻壁安全的情況下進(jìn)行有效修復(fù)，盡可能維持壁畫原貌。合理選擇灌漿材料，應(yīng)確保灌漿材料具有不改變壁畫物化性質(zhì)、固結(jié)時體積變化小、孔隙率以及透氣性等與原墻壁相近、耐久性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗微生物侵襲等特點(diǎn)，否則可能會導(dǎo)致壁畫修復(fù)后出現(xiàn)各種問題。壁畫灌漿修復(fù)技術(shù)的工藝流程為鉆注漿孔、探視空鼓部位狀況、插入注漿管、灌漿、封孔、補(bǔ)色等。鉆注漿孔需要合理確定注漿孔位置，如果壁畫表面開裂，則可直接在壁畫破損、缺失位置等進(jìn)行鉆孔。對孔徑與孔深進(jìn)行合理確定，通?？讖綖?.0～1.5cm，孔深則需根據(jù)壁畫表面到空鼓部位的距離加以確定。同一壁畫上，注漿孔最好設(shè)置為不規(guī)則三角形，從而兼顧灌漿操作以及確保壁畫和墻體粘結(jié)牢固。使用內(nèi)窺鏡對空鼓部位進(jìn)行觀察與探視，如果發(fā)現(xiàn)其中存在較大碎塊或大量沙土，應(yīng)小心取出。根據(jù)注漿孔大小，選擇尺寸合適的透明塑膠管作為注漿管，確保注漿管固定穩(wěn)固，以免注漿時掉落。正式進(jìn)行注漿前可通過注射器向注漿管中注入少量PS溶液，該溶液的模數(shù)為3.8、濃度為5%～10%，能起到良好的加固作用，從而為后續(xù)灌漿創(chuàng)造有利條件。灌漿時應(yīng)當(dāng)根據(jù)注漿孔位置，按照由下及上的方式進(jìn)行注漿，以免漿液從下方的注漿孔涌出。注漿過程中可通過手指輕敲、按壓注射器的壓力反饋等判斷漿液是否注滿，注滿后應(yīng)及時停止注射。注漿過程中需要使用鋪有多層吸水紙的壁板對壁畫進(jìn)行支頂處理，以免漿液影響而導(dǎo)致壁畫損壞脫落。注漿后2～3d，需開始按照每天更換2次吸水紙的方式加強(qiáng)保養(yǎng)，促進(jìn)漿液更快的干燥與凝固。待漿液干燥凝固后，需使用3%丙烯酸乳液滲透加固孔沿，再使用配制好的泥漿進(jìn)行封孔處理，等待注漿孔處半干燥后再將其表面壓平。待封孔泥漿干燥后，需要選用和壁畫相同的礦物顏料進(jìn)行調(diào)配以及補(bǔ)色處理，并且只能對注漿孔以及裂縫處進(jìn)行補(bǔ)色，不得對壁畫其他部分進(jìn)行補(bǔ)色處理[7]。

3.4.2 褪色修復(fù)技術(shù)

褪色修復(fù)技術(shù)是針對褪色壁畫的修復(fù)手段，褪色修復(fù)技術(shù)在古建筑壁畫修復(fù)中的應(yīng)用較為有限，這是因?yàn)楸诋嬐噬旧砭褪亲匀晦D(zhuǎn)化的結(jié)果，從本質(zhì)上而言并不能完全視作損壞。濫用褪色修復(fù)技術(shù)，必然會破壞古建筑原本的歷史價(jià)值與藝術(shù)價(jià)值。實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)以最小干預(yù)原則、尊重傳統(tǒng)原則為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際情況合理運(yùn)用褪色修復(fù)技術(shù)。如果需要對壁畫進(jìn)行重涂，只能對可重復(fù)疊加基礎(chǔ)的顏色進(jìn)行重涂，否則會對壁畫本身造成不可逆的影響與破壞。古建筑壁畫重繪需維持和原畫一致，不得破壞原畫以及壁畫整體效果，實(shí)踐中可根據(jù)實(shí)際情況靈活選用影線法或原畫法進(jìn)行重畫。褪色的壁畫大多已經(jīng)風(fēng)化干燥，為了確保重繪操作的有效性，應(yīng)在重繪前將宣紙覆在壁畫上，然后使用噴霧器將需重繪的部分噴濕，等待20min后檢查宣紙表面是否剝離且附有白色鹽晶體，待宣紙表面剝離后進(jìn)行重繪能確保重繪效果符合預(yù)期。

4 結(jié)束語

綜上，采取適合技術(shù)對古建筑進(jìn)行科學(xué)修復(fù)加固十分必要，是維持古建筑價(jià)值的有效手段。新時期背景下，古建筑修復(fù)加工技術(shù)隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展得以不斷更新和完善，能夠?yàn)楣沤ㄖ峁└鼮榭煽康谋Ｕ?，相關(guān)部門與人員應(yīng)當(dāng)以現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范為基礎(chǔ)，不斷探索和嘗試新的先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化施工工藝，提高古建筑修復(fù)加固施工質(zhì)量。