陜西建工第七建設(shè)集團(tuán)有限公司 寶雞 721000

0 引言

古建筑是指從先秦到19世紀(jì)中葉以前的建筑[1]。仿古建筑是仿照古代式樣而運(yùn)用現(xiàn)代結(jié)構(gòu)和材料技術(shù)建造的建筑物，是中國(guó)建筑文化的傳承與發(fā)揚(yáng)[2]，既體現(xiàn)了建筑的結(jié)構(gòu)完美和時(shí)代特征，又彰顯了民族文化特色，對(duì)弘揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)文化具有積極的實(shí)踐意義。

大唐芙蓉園位于西安市曲江新區(qū)，建設(shè)于2003年，是典型的仿古建筑。設(shè)計(jì)選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，其中的斗、栱、升為唐式風(fēng)格，采用陶?；炷敛牧希獮榉酱](méi)有飛椽），采用混凝土材料，屋面瓦為唐式灰色陶瓦，建筑色彩以褐、白、灰色為主，整體古樸大方，雄弘大氣，再顯大唐神韻（圖1、圖2）。

圖1 大唐芙蓉園仕女館

圖2 外檐剖面

1 仿古建筑的設(shè)計(jì)創(chuàng)新[3-7]

仿古建筑設(shè)計(jì)中的技術(shù)創(chuàng)新包含材料創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新。材料創(chuàng)新就是設(shè)計(jì)中將多種材料進(jìn)行結(jié)合（如混凝土與型鋼、普通混凝土與輕骨料混凝土），使用新型節(jié)能材料，材料來(lái)源更便捷、結(jié)構(gòu)的安全性及耐久性更好。技術(shù)創(chuàng)新就是在仿古建筑設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)組合形式多樣化，充分體現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工廠化、現(xiàn)場(chǎng)組織施工裝配化的優(yōu)勢(shì)。

1.1 仿古建筑設(shè)計(jì)思想創(chuàng)新

中國(guó)古建筑大多為木結(jié)構(gòu)形式，由許多構(gòu)件組合而成，木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工帶有工廠化生產(chǎn)的雛形，現(xiàn)場(chǎng)則集中進(jìn)行構(gòu)件的連接和組裝，是標(biāo)準(zhǔn)的裝配化生產(chǎn)。為此，我們?cè)诜鹿沤ㄖ脑O(shè)計(jì)時(shí)一定要把這種思想傳承下來(lái)，為中國(guó)傳統(tǒng)建筑文化的弘揚(yáng)創(chuàng)出新路。在鋼筋混凝土仿古建筑設(shè)計(jì)中，我們的總體思路為“預(yù)制與現(xiàn)澆結(jié)合”，即仿古建筑特征構(gòu)件部分（如斗、栱、升、替木、椽子等）變換為裝飾構(gòu)件，采用鋼筋混凝土預(yù)制形式，其他主體結(jié)構(gòu)部分（如柱、墻、梁、板等）為結(jié)構(gòu)承力構(gòu)件，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆的形式，二者之間采取焊接或錨接的形式融為一體，同時(shí)具有防腐、防蟲、防火等優(yōu)點(diǎn)，大唐芙蓉園、大唐西市工程實(shí)踐證明這種思路切實(shí)可行。

1.2 仿古建筑設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新

仿古建筑在設(shè)計(jì)總體思路確定后，還應(yīng)進(jìn)行分部節(jié)點(diǎn)的細(xì)化創(chuàng)新，在確保結(jié)構(gòu)安全合理的前提下實(shí)施設(shè)計(jì)優(yōu)化，以便于操作和成型。在柱子設(shè)計(jì)時(shí)，獨(dú)立的圓柱采取鋼筋混凝土材料，并作為結(jié)構(gòu)承力構(gòu)件，柱頭有“收分”時(shí)，有時(shí)鋼筋混凝土無(wú)法滿足結(jié)構(gòu)承載力要求，柱頭薄弱部位可以采用型鋼混凝土形式（比如大唐芙蓉園仕女館廊柱）。古建筑的斗栱體系分為柱頭科、平身科、角科三種，當(dāng)斗栱的材料采用混凝土后，這部分將不再是結(jié)構(gòu)承力構(gòu)件，變?yōu)檠b飾構(gòu)件，宜采取預(yù)制拼裝的形式，使預(yù)制的零散斗栱件通過(guò)焊接、連接澆筑成為整體。仿古建筑的椽采用鋼筋混凝土材料預(yù)制后，與屋面板疊合現(xiàn)澆，成為懸挑結(jié)構(gòu)承力構(gòu)件。

仿古建筑的柱礎(chǔ)不再承受柱上壓力，僅保留石材的外觀紋樣效果，中間設(shè)一個(gè)按柱徑大小鑿出的孔洞，使鋼筋混凝土柱身從中穿過(guò)。為了安裝方便，一般做成2 塊拼合的形式。有些磚墻（如絲縫墻）采取古建筑陶瓷面磚作為外飾面并進(jìn)行勾縫處理，顏色呈亞光青灰色，觀感與傳統(tǒng)青磚墻面非常相近。門窗采用鋁合金材質(zhì)（比如大唐芙蓉園、大唐西市的直棱門、直棱窗），只是在形式上和古物保持一致。在建筑材料的使用上，仿古建筑也可以大膽使用新型材料（如陶粒混凝土），如大唐芙蓉園仕女館望春閣的檐椽、挑檐板、斗栱構(gòu)件就采用陶粒混凝土，既降低了結(jié)構(gòu)自重，又滿足了結(jié)構(gòu)承力要求及抗震性能。

2 仿古建筑施工創(chuàng)新

施工創(chuàng)新就是將現(xiàn)代施工技術(shù)與古代建筑藝術(shù)完美結(jié)合，把設(shè)計(jì)的意圖再現(xiàn)出來(lái)，因此要科學(xué)管理、精細(xì)化操作，不斷進(jìn)行施工組織與施工技術(shù)研發(fā)。

2.1 仿古建筑施工組織創(chuàng)新

仿古建筑的施工不同于現(xiàn)代建筑，其要求施工人員既要懂得古建筑知識(shí)，又要能看懂施工圖紙，還能進(jìn)行建筑構(gòu)件的分解和組裝。為此就要組建若干實(shí)施小組（比如古建組、QC小組等）進(jìn)行協(xié)同作業(yè)。在人員組成上不僅要有古建技師，還要有操作熟練的工人和專業(yè)技術(shù)人員，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合、現(xiàn)場(chǎng)操作與技術(shù)攻關(guān)創(chuàng)新相結(jié)合，團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作，方能達(dá)到結(jié)果成優(yōu)之目的。

2.2 仿古建筑施工技術(shù)創(chuàng)新

仿古建筑的施工技術(shù)創(chuàng)新在遵從設(shè)計(jì) “預(yù)制與現(xiàn)澆結(jié)合” 的宗旨下，應(yīng)根據(jù)本企業(yè)和施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，把每個(gè)部位的施工措施制定完善，做到切實(shí)可行，具體應(yīng)從以下幾方面去實(shí)施：

2.2.1 仿古建筑的柱施工

仿古建筑的柱分為方柱和圓柱，方柱一般采用常規(guī)方法施工，圓柱的模板選擇應(yīng)成為重點(diǎn)。對(duì)于附墻的半圓柱，若為非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可以采取二次澆筑成型的施工方法；若為結(jié)構(gòu)構(gòu)件，則采取一次澆筑成型的施工方法。對(duì)于獨(dú)立的圓柱，可以采取定型鋼模板、木模板、塑料模板等。在大唐芙蓉園的圓柱施工時(shí)，我們根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，原計(jì)劃準(zhǔn)備選用定型鋼模板，但通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這種模板通用性不強(qiáng)，一次性投入太大，而選用塑料模板，當(dāng)時(shí)西安市場(chǎng)根本沒(méi)有設(shè)備和材料。最終選用木模板，采取30 mm×50 mm木條進(jìn)行組拼，內(nèi)襯薄鐵皮，確?；炷敛鹉：筮_(dá)到清水混凝土效果。在大唐西市圓柱施工時(shí)，圓柱模板選用了塑料模板（PVC塑料管改裝的模板），在柱頭“收分” 造型部位采取木條內(nèi)襯法，既滿足了圓柱造型要求，也經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)能節(jié)材環(huán)保。

2.2.2 仿古建筑的斗栱施工

仿古建筑的斗栱部分包含斗、栱、升、昂頭等構(gòu)件，其中的斗（又叫“櫨斗”）位于圓柱頂端，它與圓柱一起采取混凝土現(xiàn)澆形式。栱是斗栱部分主要構(gòu)件，對(duì)于同一建筑的栱欹殺相同，不同的是栱的尺寸長(zhǎng)短不一，為此我們采取先長(zhǎng)后短法和并列法相結(jié)合進(jìn)行構(gòu)件預(yù)制，使模板重復(fù)利用。即先進(jìn)行長(zhǎng)尺寸栱的構(gòu)件預(yù)制，再改變擋板位置，進(jìn)行短尺寸栱的構(gòu)件預(yù)制，并排1～3 個(gè)進(jìn)行同尺寸栱的構(gòu)件預(yù)制，實(shí)踐證明這種思路和方法是完全可行的。對(duì)于異形的栱構(gòu)件（比如大唐芙蓉園仕女館望春閣角科），采取特殊構(gòu)件，單獨(dú)制模，歸類編號(hào)預(yù)制。

升不僅是斗栱部分主要構(gòu)件，而且是斗栱部分?jǐn)?shù)量最多的構(gòu)件。升又分為一字升、十字升、平口升，應(yīng)用最普遍、數(shù)量最多的是一字升。在構(gòu)件預(yù)制時(shí)，先進(jìn)行一字升預(yù)制，后改裝模板進(jìn)行十字升和平口升的預(yù)制，最后改裝作為附墻升模板使用，因此升構(gòu)件的預(yù)制模板必須選擇可塑性強(qiáng)的材料，達(dá)到成型準(zhǔn)確、多次周轉(zhuǎn)使用。

在大唐芙蓉園施工時(shí)，我們對(duì)斗栱部分的模板材料進(jìn)行調(diào)查對(duì)比，鋼模板、玻璃鋼模板、塑料模板這3 種模板不具備通用性，其費(fèi)用比木模板要高得多，但全部采用木模板又不節(jié)材，最后采用鏡面板和木條相結(jié)合的模板，既加快了匠人制作模具的速度，又節(jié)約了木材，確保了構(gòu)件脫模后達(dá)到清水混凝土效果。

2.2.3 仿古建筑的椽施工

仿古建筑的椽分為正身椽和翼角椽。正身椽的長(zhǎng)度和斷面尺寸為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，加工預(yù)制沒(méi)有難度；翼角椽的長(zhǎng)度尺寸是隨著椽的位置變化而變化，且椽的尾部斷面尺寸也隨著椽的位置不同而變化，因此預(yù)制難度相當(dāng)大。在大唐芙蓉園施工時(shí)，我們采取了理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)模擬放樣相結(jié)合的施工方法，對(duì)于翼角椽的長(zhǎng)度和斷面尺寸進(jìn)行了科學(xué)控制。在現(xiàn)場(chǎng)翼角造型形成時(shí)，根據(jù)理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)模擬采取鋼管鋼筋造型硬架支模法，取得了良好的施工效果。在大唐西市施工時(shí)，對(duì)此方法又進(jìn)行了細(xì)化整理，并成功申請(qǐng)了施工工法和實(shí)用專利。另外，預(yù)制椽之間的空當(dāng)采取在椽與椽間架鋪8～10 mm水泥壓力板，既是模板又是面層，經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。

2.2.4 仿古建筑的屋面施工

仿古建筑的屋面不再做泥背，而采用焦渣背，其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、容重輕、易操作、易干透。鋪瓦用混合砂漿（水泥∶白灰∶砂子=1∶1∶4）取代傳統(tǒng)的泥灰，使得基層、瓦件、粘結(jié)灰材料性能接近在瓦件加工時(shí)，板瓦底部設(shè)有掛灰瓦帶，與鋪瓦時(shí)的底灰結(jié)合掛住板瓦。在板瓦的鋪設(shè)搭接時(shí)，適當(dāng)減少板瓦的搭接尺寸，采用“壓五露五”或“壓四露六”，不僅使板瓦的坐灰面積加大，更能有效地粘結(jié)固定瓦件。在板瓦施工時(shí)，板瓦的大頭朝上，瓦的掛灰?guī)б苍O(shè)在上端，既可防止局部瓦片破損漏雨，又使板瓦與基層粘結(jié)面積增大，再加上“背瓦翅”粘結(jié)灰的阻力，對(duì)預(yù)防瓦件下滑是十分有利的。對(duì)于坡度較大的屋面，混凝土板設(shè)置Φ10 mm＠1 000 mm鋼筋露頭，對(duì)上部的其他構(gòu)造層拉結(jié)固定，防止滑移。對(duì)坡度大于50%的屋面或抗震要求高的屋面，全部的瓦件應(yīng)固定，確保質(zhì)量和安全。

目前仿古建筑屋脊多采用壓肩法，采用1∶1水泥砂漿粘貼瓦片，鴟尾及寶頂內(nèi)用型鋼作構(gòu)造柱，焊在脊背的預(yù)埋鐵件上，然后逐層安裝，并應(yīng)在空腔內(nèi)澆灌1/3高的輕質(zhì)混凝土固定箱位。

2.2.5 仿古建筑的裝飾裝修施工

仿古建筑的裝飾裝修包含了墻面、地面、頂棚等。墻面中的磚墻做法變化較大，青磚墻面由于技術(shù)水準(zhǔn)要求高（尤其是古建絲縫墻做法）、熟練技工很少，且傳統(tǒng)的技法已不完全適應(yīng)現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，就需進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，采用機(jī)械切磨制磚、“背里”與灌漿分離、墻體預(yù)留錨固鋼筋內(nèi)外拉結(jié)等方法，使這項(xiàng)傳統(tǒng)技藝更好地展現(xiàn)出來(lái)。目前大量采用亞光青灰色古建陶瓷面磚并進(jìn)行勾縫處理，有效避免了青磚加工時(shí)砍磨量大、粉塵多、破損嚴(yán)重等污染現(xiàn)象，同時(shí)又避免了施工時(shí)內(nèi)外墻混砌、施工進(jìn)度慢的不足，也具有綠色環(huán)保節(jié)能之功效。

仿古建筑的地面普遍采用石材，施工鋪貼時(shí)要注意排磚及與柱礎(chǔ)的銜接，可采用計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行預(yù)排。頂棚部分唐風(fēng)建筑常采用木格柵，易隨環(huán)境變化變形，現(xiàn)多采用鋁合金仿木材料。仿古建筑的油漆涂料都是現(xiàn)代材料的操作，要注意裝飾面之間的分隔，避免相互污染。油漆部分要特別處理好基層，做好“地仗”，預(yù)防泛堿現(xiàn)象發(fā)生。唐風(fēng)建筑以褐色和白色為主，很少有彩畫。對(duì)于有彩畫的建筑物要提前進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一風(fēng)格、統(tǒng)籌安排。

3 仿古建筑的產(chǎn)業(yè)化

3.1 技術(shù)創(chuàng)新是傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)

在大唐芙蓉園施工時(shí)，我們應(yīng)用網(wǎng)格紙、理論計(jì)算比較多，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物放樣比較多，而且還進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)1∶1翼角部分的實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)CAD輔助的手段應(yīng)用都比較少，所有的這些都是受制于技術(shù)和裝備等環(huán)境，自從引入BIM技術(shù)，仿古建筑的技術(shù)創(chuàng)新將迎來(lái)新的局面。通過(guò)BIM技術(shù)，可以提前檢查出圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的不足，減少設(shè)計(jì)變更；可以提前模擬出建筑物三維效果，對(duì)于設(shè)計(jì)效果的進(jìn)一步完善是十分有利的；可以提前“虛擬建造”，很好地控制材料和工期，細(xì)化分解建筑物的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，準(zhǔn)確分類統(tǒng)計(jì)預(yù)制構(gòu)件，為工廠化生產(chǎn)提供了有效保障。因此，BIM技術(shù)的到來(lái)將是古建筑施工的一次革新，更是仿古建筑技術(shù)的革新，必將促使傳統(tǒng)建筑技術(shù)向現(xiàn)代技術(shù)邁上更高的臺(tái)階。

3.2 產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)施工相結(jié)合

仿古建筑要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，就必須達(dá)到設(shè)計(jì)單位、施工企業(yè)、材料供應(yīng)等各個(gè)環(huán)節(jié)很好地結(jié)合。大唐芙蓉園是唐風(fēng)建筑，設(shè)計(jì)風(fēng)格統(tǒng)一，建筑物構(gòu)件（斗、栱、升、椽）尺寸一致，這就為工廠化預(yù)制生產(chǎn)提供了條件，在構(gòu)件的數(shù)量上達(dá)到一定的規(guī)模，又為降低制作預(yù)制模具成本起了決定性作用，現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)施工時(shí)正值冬季，現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件預(yù)制質(zhì)量很難保障，最后委托混凝土構(gòu)件廠家進(jìn)行工廠化生產(chǎn)（如大唐芙蓉園紫云樓），同時(shí)委托陜西省建筑科學(xué)研究院進(jìn)行陶?；炷恋呐浔妊芯坎?shí)施構(gòu)件預(yù)制，在構(gòu)件組裝上積極組織技術(shù)創(chuàng)新（如后置焊接法），最終從工程質(zhì)量、藝術(shù)造型、經(jīng)濟(jì)效益等方面都取得滿意的施工效果。

施工實(shí)踐還告訴我們，唯有利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)施工技術(shù)，才會(huì)減少失誤，降低損失。比如石材柱礎(chǔ)，設(shè)計(jì)圖紙只是提供式樣，沒(méi)有到具體部位，實(shí)際柱礎(chǔ)位置不同，樣式也有所變化。雖然當(dāng)年采用石膏制作了樣塊，但是不具備普遍性。柱礎(chǔ)一般都是石材一次性加工成型，多余部分當(dāng)作廢料處理，浪費(fèi)較大?，F(xiàn)在，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用使得每個(gè)部位構(gòu)件細(xì)節(jié)尺寸更加明確，統(tǒng)計(jì)數(shù)量準(zhǔn)確無(wú)誤，可視、可觀、可查。得到柱礎(chǔ)的數(shù)量和樣式后，石材加工還可以進(jìn)行統(tǒng)籌安排，優(yōu)化組合。

4 結(jié)語(yǔ)

古建筑是中國(guó)傳統(tǒng)文化的載體，凝結(jié)了我們祖先的智慧和精神，在大力弘揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)文化的今天，需要把仿古建筑進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，達(dá)到傳統(tǒng)建筑藝術(shù)與現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)的完美結(jié)合，同時(shí)只有將傳統(tǒng)建筑科技不斷深化、不斷創(chuàng)新、協(xié)同生產(chǎn)、綠色施工，方能走出一條產(chǎn)業(yè)化、可持續(xù)發(fā)展的陽(yáng)光大道。