歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體保護(hù)性修繕加固設(shè)計(jì)方案對(duì)比

【摘要】文中闡述了歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體保護(hù)性修繕加固設(shè)計(jì)原則，簡(jiǎn)單介紹了歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體現(xiàn)狀，分析了常規(guī)性修繕加固方案和保護(hù)性修繕加固方案的內(nèi)容，并對(duì)兩種方案進(jìn)行了對(duì)比，得出保護(hù)性修繕加固措施在文化保護(hù)和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】歷史建筑保護(hù)；修繕加固；砌體結(jié)構(gòu)墻體；砂漿置換

【中圖分類號(hào)】TU746.3" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）02-0088-03

0 引言

經(jīng)過(guò)時(shí)間的洗禮，歷史建筑難免會(huì)出現(xiàn)一系列問(wèn)題，這就需要結(jié)合歷史建筑的實(shí)際情況以及歷史文化進(jìn)行保護(hù)性修繕加固。通過(guò)科學(xué)地修繕加固，提升歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體的完整性和安全性，使歷史建筑重新煥發(fā)生機(jī)，促進(jìn)歷史文化傳承延續(xù)。

1 修繕加固設(shè)計(jì)原則

鑒于歷史建筑修繕加固設(shè)計(jì)具有一定的特殊性和復(fù)雜性，為了保證修繕加固效果，必須遵循真實(shí)性、可識(shí)別性、可延續(xù)性等原則，開(kāi)展修繕設(shè)計(jì)工作。

1.1 真實(shí)性原則

修繕加固設(shè)計(jì)和施工之前，必須依據(jù)真實(shí)性原則，對(duì)歷史建筑做好全方位調(diào)查，獲取各種歷史建筑的相關(guān)資料，為后期修繕工作提供參考[1]。同時(shí)，需要進(jìn)行實(shí)際勘察、測(cè)繪和拍照，研究歷史建筑價(jià)值及文化背景，將各項(xiàng)信息進(jìn)行整合，作為修繕加固工作的基礎(chǔ)，以此保證歷史建筑的真實(shí)性。

1.2 可識(shí)別性原則

修繕加固技術(shù)還需要根據(jù)可識(shí)別性原則展開(kāi)。要尊重歷史建筑原始結(jié)構(gòu)和外貌，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行修繕加固。修繕加固期間，需要根據(jù)其現(xiàn)狀展開(kāi)修繕，盡量從局部展開(kāi)修復(fù)，避免出現(xiàn)整體翻修的情況。

1.3 可延續(xù)性原則

歷史建筑工程與其他建筑工程有著很大不同，含有大量的歷史文化信息，所以在修繕加固期間應(yīng)當(dāng)根據(jù)可延續(xù)性原則，將這些信息保存下來(lái)。在充分保護(hù)和反映歷史信息、文化特征的基礎(chǔ)之上，展開(kāi)各項(xiàng)修繕加固，充分展現(xiàn)出歷史建筑的特有文化氣息。

2 歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體現(xiàn)狀

我國(guó)歷史建筑工程以木質(zhì)結(jié)構(gòu)為主。這種結(jié)構(gòu)盡管在長(zhǎng)期使用中，具備良好的承載力，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較強(qiáng)，但是隨著時(shí)間的變遷，木質(zhì)結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)受到自然環(huán)境影響，歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體出現(xiàn)損壞。例如，墻面掉漆、脫落等。這樣不僅影響歷史建筑的美觀性，安全性也會(huì)下降[2]。

歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)受到陰雨等氣候環(huán)境影響。例如在南方一些地區(qū)，歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體會(huì)受到水分侵蝕，影響建筑的結(jié)構(gòu)安全和工程的使用性能，縮短建筑壽命。

3 歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體保護(hù)性修繕加固設(shè)計(jì)方案

下面，分別闡述歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體的常規(guī)性修繕加固設(shè)計(jì)方案和保護(hù)性修繕加固設(shè)計(jì)方案。

3.1 常規(guī)修繕加固設(shè)計(jì)方案

常規(guī)修繕加固設(shè)計(jì)方案大致包括鋼筋混凝土板墻修繕加固、鋼筋絞線加固梁板、其他構(gòu)造修繕加固等。

（1）鋼筋混凝土板墻修繕加固。在鋼筋混凝土板墻修繕加固期間，應(yīng)當(dāng)考慮墻板混凝土強(qiáng)度。如果強(qiáng)度等級(jí)為C25的話，并且混凝土面層厚度為60mm，需要結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置板墻配筋，可以以豎向單層鋼筋網(wǎng)片為主[3]。在板墻配筋期間，需要對(duì)鋼筋之間距離進(jìn)行合理設(shè)置，通常情況下距離為200mm。如果采用單側(cè)加固方式，應(yīng)當(dāng)采用L形拉筋鉆孔進(jìn)行植筋，加固鋼筋網(wǎng)應(yīng)當(dāng)以S形為主，將穿墻筋與墻體進(jìn)行連接，以此保證修繕加固后墻體的穩(wěn)定性。

（2）鋼筋絞線加固梁板。針對(duì)歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫問(wèn)題，可以使用鋼絞線聚合物砂漿進(jìn)行修繕加固。在修繕加固期間，一定要注意滲透性聚合物砂漿抹面的厚度，通常為25mm，具體厚度需要根據(jù)實(shí)際情況而定。同時(shí)，對(duì)樓板進(jìn)行單向或者雙向加固，以此保證良好的修繕加固效果。

（3）其他構(gòu)造修繕加固。如果鋼梁外包混凝土工字鋼梁出現(xiàn)受損情況，且損傷情況較為嚴(yán)重，這時(shí)需要對(duì)支座部位松散碎石進(jìn)行徹底清理。清除干凈以后，需要再涂抹黏合劑，并且根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置鋼筋網(wǎng)片。在鋼筋網(wǎng)片設(shè)置完成以后，進(jìn)行細(xì)石混凝土澆筑，以此保證歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體的穩(wěn)固性。另外，對(duì)于板墻端部以及門窗洞口位置來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)設(shè)置暗柱，并且大跨度梁下板設(shè)置暗柱，提升墻體修繕加固效果。

3.2 保護(hù)性修繕加固方案

保護(hù)性加固方案主要包括鋼板網(wǎng)砂漿面層法、置換砂漿法加固墻體技術(shù)、其他構(gòu)造加固技術(shù)等。

（1）鋼板網(wǎng)砂漿面層法。由于鋼板網(wǎng)厚度相對(duì)較薄，其厚度大約在0.4～0.8mm，與抹灰層相互結(jié)合，對(duì)于墻體抹灰層厚度不會(huì)帶來(lái)較大的影響，并且還可以保證加固后墻體面與窗框、門框的結(jié)合效果，維護(hù)歷史建筑原有的風(fēng)貌。采用板墻加固方式，抹灰層厚度就會(huì)較大，這樣很容易增加墻面厚度，難以保留歷史建筑原有風(fēng)貌。在鋼板網(wǎng)砂漿面層法修繕加固期間，需要對(duì)擴(kuò)張網(wǎng)材料進(jìn)行試驗(yàn)，并且利用擴(kuò)張網(wǎng)與相同鋼梁的冷拔低碳鋼絲網(wǎng)砂漿進(jìn)行修繕加固。另外，根據(jù)擴(kuò)張網(wǎng)材料性能試驗(yàn)結(jié)果，參考混凝土剪力墻承載公式，對(duì)擴(kuò)張網(wǎng)砂漿層抗側(cè)承載力平均值進(jìn)行計(jì)算，判斷計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否吻合，如果存在偏差就需要重新進(jìn)行修繕。

（2）置換砂漿法加固砌體結(jié)構(gòu)墻體技術(shù)。該技術(shù)以不連續(xù)澆筑加固方式為主。修繕加固期間，采用鉆眼機(jī)具設(shè)備，根據(jù)修繕加固方案，在歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體表面進(jìn)行鉆孔。要確保鉆孔之間距離的合理性，可以將孔型設(shè)計(jì)為矩形孔，結(jié)合相關(guān)要求，合理設(shè)置寬度參數(shù)。在置換砂漿加固期間，需要注重兩個(gè)方面。一是注意強(qiáng)度，一定要保證修繕加固后墻體的強(qiáng)度；二是注意黏結(jié)力，確保砌塊之間具有良好的黏結(jié)性。在置換砂漿加固時(shí)，要保證漿液稠度適中，砂漿注射以后不能溢出，可以利用注漿加固方式代替灰縫砂漿，這樣可以很好地提升歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體承載力，墻體強(qiáng)度也會(huì)得到明顯提高。

磚面墻式歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體具有自身特點(diǎn)，凸顯出歷史文化感。在磚面墻修繕加固的時(shí)候，需要根據(jù)歷史建筑實(shí)際情況，合理選擇修繕加固方式。通常情況下需要對(duì)磚墻面進(jìn)行全面檢查，對(duì)于破損或者裂縫位置進(jìn)行標(biāo)注，以便后續(xù)工作的展開(kāi)。同時(shí)，需要對(duì)墻體表面砂漿進(jìn)行清理，隨后將新砂漿注入其中，并對(duì)表面勾縫處理，確保表面的美觀性。在磚面墻修繕加固期間，對(duì)于已經(jīng)損壞較為嚴(yán)重的磚石，應(yīng)當(dāng)立即更換，并且保證墻體表面平整。磚面墻修繕加固完成以后，需要做好噴漆工作，這樣可以起到很好的保護(hù)效果。

（3）石材墻體表面修繕加固。石材自身具有一定特殊性，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)受到溫度變化影響，出現(xiàn)開(kāi)裂或者粉化的情況。這嚴(yán)重影響歷史建筑的使用性和安全性。但是就目前來(lái)說(shuō)，石材墻體表面修繕加固工作經(jīng)常因?yàn)槿狈?jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致修復(fù)加固過(guò)程存在諸多的問(wèn)題，影響最終的修繕加固效果。所以，在石材墻體表面加固修繕期間。首先，需要做好石材墻體表面基層的清理工作，避免基層出現(xiàn)受潮以及滲漏的情況。對(duì)石材墻體表面基層進(jìn)行徹底清洗，降低其中的含鹽量。做好石材墻體表面保護(hù)工作，避免出現(xiàn)粉化和腐蝕情況。其次，在表面接縫處理期間，需要采用石灰作為基礎(chǔ)修繕加固材料，并且對(duì)裂縫位置進(jìn)行填充，從而達(dá)到修繕加固的效果。最后，利用注入方式對(duì)石材接縫進(jìn)行修復(fù)，并且對(duì)石材墻體表面進(jìn)行防水保護(hù)處理以及潤(rùn)色，提升石材墻體表面的完善性、穩(wěn)固性以及美觀性。

（4）細(xì)木條裝飾修繕。歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體裝飾多以木質(zhì)材料為主。這些材料經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用會(huì)出現(xiàn)損壞，部分細(xì)木條還會(huì)出現(xiàn)腐蝕，嚴(yán)重影響歷史建筑的美觀。對(duì)此，在修繕加固期間，必須重視該方面的修繕。首先，需要明確損壞的部位和程度；其次，結(jié)合歷史建筑原貌展開(kāi)細(xì)木條裝飾修繕工作，可以對(duì)原材料、原裝飾圖，以及傳統(tǒng)工藝進(jìn)行充分利用，確保與歷史建筑協(xié)調(diào)統(tǒng)一；最后，在細(xì)木條拼接期間，一定要保證拼接的緊密度，盡可能做到無(wú)縫拼接，這樣才能達(dá)到預(yù)期修繕效果。

4 設(shè)計(jì)方案對(duì)比

將常規(guī)性修繕加固方案和保護(hù)性方案進(jìn)行對(duì)比，從文物保護(hù)價(jià)值和工程經(jīng)濟(jì)性角度，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論。

4.1 文化保護(hù)價(jià)值

常規(guī)性修繕加固方案和保護(hù)性修繕加固方案均可滿足歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體可靠性、耐震性以及耐久性等建設(shè)目標(biāo)，但是從文化特色、歷史風(fēng)貌的角度來(lái)說(shuō)，常規(guī)性修繕加固方案對(duì)于建筑外觀等帶來(lái)較大的影響，在一定程度上破壞歷史建筑原有的特色，經(jīng)常出現(xiàn)整體翻修的情況，也就是不是局部修復(fù)而是整體進(jìn)行翻修，對(duì)歷史建筑原有風(fēng)貌造成了一定的損壞。同時(shí)，有些修繕加固只注意外觀修復(fù)，未能滿足安全性以及抗震性等要求。在歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體修繕加固期間，經(jīng)常存在由于砂漿風(fēng)化無(wú)強(qiáng)度的情況，無(wú)法利用常規(guī)修繕加工方式進(jìn)行處理，主要是因?yàn)檫@些加固方法對(duì)歷史建筑的外形造成一定的損壞。

在歷史建筑保護(hù)修繕前期，采用常規(guī)性加固方式，工作流程相對(duì)簡(jiǎn)單；建筑測(cè)繪－建筑鑒定－建筑修繕?lè)桨冈O(shè)計(jì)－結(jié)構(gòu)加固施工－外墻飾面施工－完工，這種方式更注重歷史建筑安全保障，忽略了歷史價(jià)值要素的保護(hù)，例如在山東某城市歷史城區(qū)建筑按照此方式進(jìn)行了加固，內(nèi)部拆除木樓板采用現(xiàn)澆混凝土板、外墻采用防水砂漿加涂料，整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)形式徹底改變，外墻原先是清水磚墻，被涂料全部遮蓋，失去原有的歷史風(fēng)貌，如圖1。

在此情況下，提出了保護(hù)性修繕加固方式和工作流程，做到在保證歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體安全性以及抗震性的情況下，盡可能保存歷史建筑原有的歷史風(fēng)貌，保證建筑的文化價(jià)值，達(dá)到修舊如舊效果。具體流程如下：

歷史文化挖掘－業(yè)態(tài)定位－建筑測(cè)繪－建筑鑒定－建筑分級(jí)－建筑保護(hù)修繕?lè)桨冈O(shè)計(jì)－方案報(bào)批報(bào)規(guī)－保護(hù)修繕圖紙?jiān)O(shè)計(jì)－圖紙審查－施工手續(xù)辦理－開(kāi)工修繕－結(jié)構(gòu)加固－屋面加固－外墻飾面修復(fù)一連廊等附屬建筑修復(fù)－工程完工－竣工驗(yàn)收。

按照此工作流程，山東某城市歷史城區(qū)某建筑按照此方式進(jìn)行了保護(hù)性加固，首先根據(jù)歷史圖紙和材料，確定建筑原有結(jié)構(gòu)形式和需要保留的歷史元素，其中外墻為典型的清水磚墻，作為歷史元素給予保留，在加固過(guò)程中剔除破損嚴(yán)重的磚體材料，利用同質(zhì)材料進(jìn)行修補(bǔ)，為了保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在墻體四周進(jìn)行鋼箍加固，為了保護(hù)墻體原有砌塊免受雨水侵蝕，粉刷防水進(jìn)行處理，該建筑歷史滄桑感被完全保留呈現(xiàn)給后人，效果如圖2。

總的來(lái)說(shuō)，這些特色和遺產(chǎn)以及資源構(gòu)成了其歷史文化價(jià)值，所以科學(xué)保護(hù)這些歷史建筑，保留原有歷史風(fēng)貌，是保護(hù)性修繕加固工作核心。

4.2 經(jīng)濟(jì)性

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，對(duì)歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體保護(hù)性修繕加固期間，采用置換砂漿、局部加強(qiáng)木結(jié)構(gòu)卯榫等方式進(jìn)行修繕加固施工，其施工成本和所需材料均有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。例如在山東某市歷史城區(qū)建筑修繕過(guò)程中，某棟建筑為磚木結(jié)構(gòu)、木梁木樓板，人字形屋架，上下兩層面積為341.4㎡，該建筑始建于1905年，1936年重建。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)探查，屋面和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)保存較好，但一層結(jié)構(gòu)缺少木柱，次梁倒掛主梁，導(dǎo)致主梁下?lián)厦黠@。二層木結(jié)構(gòu)有拔榫、歪閃等情況，存在一定的結(jié)構(gòu)安全隱患。在制定方案時(shí)，施工單位出具了兩套方案：

方案1：將屋面拆除，卸掉屋架結(jié)構(gòu)，增加木柱同時(shí)加固脫榫點(diǎn)。具體流程：搭設(shè)滿堂架體－屋面拆除－木地板拆除－結(jié)構(gòu)梁拆除－增加木柱－恢復(fù)結(jié)構(gòu)梁－恢復(fù)木地板－恢復(fù)屋架－加固卯榫－恢復(fù)屋面。在此過(guò)程中需要拆除屋面和樓地板，材料易損壞，還存在安全風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)施工單位報(bào)價(jià)，造價(jià)約4200元/㎡。

方案2：采用不揭頂方式進(jìn)行加固，一層添配木柱改善樓板大梁的受力情況，有效減少大梁進(jìn)一步大幅小撓。二層木結(jié)構(gòu)加固，采用鐵件螺桿、斜撐對(duì)脫榫點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改良加固，具體加固流程：一層滿堂腳手架支撐－一層木結(jié)構(gòu)木材腐朽探測(cè)－一層柱基礎(chǔ)施工－木柱添配－棧板墻恢復(fù)－次梁修補(bǔ)加固－拆除吊掛鋼筋－二層滿堂腳手架－木構(gòu)件進(jìn)一步勘察－木構(gòu)件撥正－拔榫點(diǎn)加固－添加叉手。施工單位報(bào)價(jià)，造價(jià)約1300元/㎡。

通過(guò)鐵件螺桿、斜撐對(duì)脫榫點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改良加固有效避免屋頂拆除和恢復(fù)，比常規(guī)性修繕加固造價(jià)減少約2900元/㎡，極大節(jié)約了加固成本，實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，從歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)墻體保護(hù)性修繕加固的角度出發(fā)，通過(guò)對(duì)常規(guī)性修繕加固和保護(hù)性修繕加固兩種技術(shù)分析，可以看出不管是在文化保護(hù)價(jià)值方面，還是在經(jīng)濟(jì)性方面，保護(hù)性修繕加固措施都具有明顯優(yōu)勢(shì)，有利于保持歷史建筑原有風(fēng)貌，使歷史建筑重新煥發(fā)生機(jī)，促進(jìn)歷史文化傳承延續(xù)。

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[作者簡(jiǎn)介]史慶雪（1986—），男，山東菏澤人，研究生，研究方向：建筑工程。