張小波
【摘要】由于大部分的古建筑經(jīng)歷的時(shí)代久遠(yuǎn),加之長(zhǎng)期受到自然環(huán)境的侵蝕,加之地下水位的不斷下降和周邊建筑物的開(kāi)挖建設(shè)等因素,導(dǎo)致古建筑出現(xiàn)了不同程度的傾斜和開(kāi)裂現(xiàn)象。為了有效保護(hù)古建筑文化遺產(chǎn),必須采取一定的措施對(duì)古建筑磚木結(jié)構(gòu)的傾斜問(wèn)題進(jìn)行有效修復(fù)。基于此,筆者重點(diǎn)論述了古建筑磚木結(jié)構(gòu)傾斜修復(fù)施工工藝。
【關(guān)鍵詞】古建筑;磚木結(jié)構(gòu);傾斜修復(fù);施工工藝
一、古建筑磚木結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜沉降現(xiàn)象的主要原因
(一)土層地質(zhì)情況和水文地質(zhì)變化
土體中孔隙的存在使土體具有可壓縮性,是導(dǎo)致建筑物沉降的內(nèi)在原因。土的不均勻性通常表現(xiàn)在有多種不同的組成和特性的土類,并以透鏡體或局部的不規(guī)則地層出現(xiàn)。在這種情況下,古建筑地基的不均勻沉降很大,且是難免的。
地下水作為巖土體的組成部分,直接影響巖土體的性狀和行為,同時(shí)地下水的賦存狀態(tài)與滲流特性對(duì)古建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)承載能力、變形性狀、穩(wěn)定性與耐久性都起著不可忽視的作用。多數(shù)古建筑基礎(chǔ)下水文地質(zhì)條件復(fù)雜,因受地貌、地質(zhì)、構(gòu)造及巖性等因素的制約,地下水的貯存條件差異較大,同時(shí)由于大氣降水的變化,以及古建筑基礎(chǔ)向地表水滲透和蒸發(fā)排泄條件不同,使得地下水位或滯水位不斷發(fā)生變化,基礎(chǔ)各方向地基土含水量出現(xiàn)差異,使古建筑體壓縮產(chǎn)生不等的沉降量。
(二)周圍建筑及開(kāi)挖
周圍建筑相鄰基礎(chǔ)(荷載)的影響,地基中附加應(yīng)力的向外擴(kuò)散,使得相鄰建筑物的沉降相互影響,造成不均勻沉降。古建筑周圍的地基開(kāi)挖,會(huì)使土層的側(cè)壓力釋放,產(chǎn)生不均勻沉降。當(dāng)建筑物建成以后,地基周圍的土層都承受著一定的側(cè)壓力,以達(dá)到地基的受力平衡。當(dāng)基礎(chǔ)周圍進(jìn)行開(kāi)挖時(shí),土層厚度減少,那么原來(lái)地基土的側(cè)壓力就會(huì)擴(kuò)散,使的基礎(chǔ)產(chǎn)生一定的傾斜。如果再修建新的建筑,那么相當(dāng)在原來(lái)建筑周圍的地基土加大荷載,進(jìn)一步加大了土層側(cè)壓力的擴(kuò)散,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生不均勻的側(cè)壓力,改變?cè)瓉?lái)的應(yīng)力平衡,原建筑隨之會(huì)產(chǎn)生不均勻的傾斜。
(三)人工回填和自然回填
人工回填土中帶有大磚塊、大石塊、大硬土塊?;靥钔林袙稁K狀物,妨礙土顆粒間相互擠緊,達(dá)不到整體密實(shí)效果;另一方面塊狀物支墊碾輪,產(chǎn)生疊砌現(xiàn)象,使塊狀物周圍留下空隙,日后易于發(fā)生沉陷。有機(jī)物的腐爛,會(huì)形成土體的空洞。超過(guò)壓實(shí)最佳含水量的過(guò)濕土,達(dá)不到要求的密實(shí)度,都會(huì)造成基礎(chǔ)不均勻沉陷,還有帶泥水回填的土層其含水量處于飽和狀態(tài),不可能夯實(shí),當(dāng)?shù)叵滤幌陆担柡退聺B后,將造成填土下陷,危及古建筑基礎(chǔ)的安全。
自然回填也是古建筑基礎(chǔ)傾斜沉降的一個(gè)因素。隨著長(zhǎng)期的沙塵與灰塵的積累,會(huì)出現(xiàn)積土的增多,相對(duì)原來(lái)的基礎(chǔ)標(biāo)高增高,就形成了相對(duì)下沉趨勢(shì)。此外加之日積月累的雨水或者水流的沖刷,也會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)土層厚度發(fā)生變化,從而影響到土層應(yīng)力的變化,進(jìn)而導(dǎo)致古建筑基礎(chǔ)發(fā)生不同程度的傾斜。
二、磚木結(jié)構(gòu)古建筑修繕原則
(一)安全為主的原則
磚木結(jié)構(gòu)文物建筑都有百年以上的歷史,留存于世的磚木結(jié)構(gòu)文物建筑均有不同程度的風(fēng)化或槽朽,如果以完全恢復(fù)原狀為原則不但會(huì)花費(fèi)大量的財(cái)力物力,還可能降低了建筑的文物價(jià)值。應(yīng)以建筑是否安全作為修繕的原則之一。
(二)不破壞文物價(jià)值的原則
文物建筑的修繕應(yīng)“修舊如舊”已成為法則,這個(gè)法則包含著:能粘補(bǔ)加固的盡量粘補(bǔ)加固;能小修的不大修。文物建筑的構(gòu)件本身就有文物價(jià)值,將原有構(gòu)件任意改換新件,雖然會(huì)很“新”但可能使很有價(jià)值的文物變成了假古董。只要能保證安全,不影響使用,殘舊的建筑或許更有觀賞價(jià)值。
(三)建筑風(fēng)格統(tǒng)一的原則
經(jīng)修繕的部位應(yīng)盡量與原有建筑風(fēng)格一致,維持原有的平面布局、造型和藝術(shù)風(fēng)格等。如果在以前的維修過(guò)程中,人為因素破壞了原有風(fēng)格,在重修時(shí)應(yīng)參照最初的風(fēng)格予以恢復(fù)。
(四)盡量利用舊料原則
利用舊料可以節(jié)省大量資金。從建筑材料的角度看,有時(shí)還能保留原有建筑的時(shí)代特征。在修繕時(shí),人們或許對(duì)于舊石料舍不得輕易丟掉。而對(duì)于舊磚瓦往往重視不夠。其實(shí)舊磚瓦是大有用處的。在修繕過(guò)程中選用完好的舊料適當(dāng)使用,既可降低造價(jià)也可保持建筑原有風(fēng)貌。
三、古建磚木結(jié)構(gòu)傾斜修復(fù)施工工藝
(一)工藝原理及適用范圍
通過(guò)支架頂撐五架梁(大梁),卸掉檐椽(屋面)荷載,拆掉山墻。設(shè)支點(diǎn)用
千斤頂逐根微量漸進(jìn)地修正金柱的偏移,逐步一根一根恢復(fù)到原位,固定好。然后修舊如舊,按照原古建筑風(fēng)格重新將檐椽瓦鋪好,墻體砌起。經(jīng)過(guò)油漆彩繪之后達(dá)到古建筑原有的整體藝術(shù)效果。本工藝適用于各類古建筑磚木結(jié)構(gòu)傾斜、開(kāi)裂的修復(fù)。例如山西省政協(xié)西園的傅公祠就是用本工藝施工流程進(jìn)行的修復(fù)的。
(二)工藝流程
古建筑變形測(cè)量、平面彈線、支架托五架梁、拆除檐椽(屋面)、拆除山墻、
扶正金柱、找平梁架、砌墻體、檐椽瓦瓦、清理修補(bǔ)落架。
(三)操作要點(diǎn)
1.古建筑變形測(cè)量
施工前,用激光經(jīng)緯儀觀測(cè)古建筑各大角的豎向位移情況,繪制平面圖做
好記錄;用水準(zhǔn)儀觀測(cè)古建筑各大角柱的沉降情況,標(biāo)注到平面圖上。
2.平面彈線
根據(jù)古建實(shí)體,引測(cè)十字中線控制樁、外墻軸線控制樁、主建筑外轉(zhuǎn)角45°
控制樁。用激光經(jīng)緯儀將十字中線、外墻軸線投測(cè)在外控龍門樁上,放出各軸線位置,用45°角控制線進(jìn)行校核,準(zhǔn)確無(wú)誤。
3.支架托梁
根據(jù)荷載驗(yàn)算的結(jié)果由架子工用 48鋼管在五架梁下搭設(shè)腳手架將五架梁
拖住,腳手架受力即可,不宜過(guò)多頂起。
4.拆除檐椽(屋面)
在拆除前首先進(jìn)行現(xiàn)狀記錄和照相、攝像,把原來(lái)的造型和結(jié)構(gòu)保存好,保
證修復(fù)完后和原造型一樣。拆除時(shí)將構(gòu)件編碼登記,輕取輕放,精心施工。將所有的構(gòu)件按編號(hào)存放。避免擾動(dòng)損傷地面的定位控制樁。
5.拆除山墻
拆除墻體要輕拆輕放,盡量保護(hù)好拆下來(lái)的砌塊。
6.扶正金柱、找平梁架
開(kāi)始前,根據(jù)荷載計(jì)算的結(jié)果,在建筑變形大的一側(cè)設(shè)置地錨搭設(shè)支撐架,
作為水平向千斤頂反力支撐面。豎向千斤頂以堅(jiān)實(shí)的地面為支撐。在扶正和找平梁架的過(guò)程中要緩慢進(jìn)行不宜過(guò)快,根據(jù)實(shí)際情況每次修復(fù)宜控制在1cm-3cm之內(nèi),保證木結(jié)構(gòu)相連結(jié)的榫頭完好。扶正施工中,根據(jù)變形測(cè)量的結(jié)果,每次從變形最大的那一道梁架開(kāi)始,先用豎向千斤頂將沉降的金柱項(xiàng)起1cm-3cm,用木楔臨時(shí)時(shí)固定。再用水平向千斤頂扶正金柱1cm-3cm,木楔臨時(shí)固定。仍從當(dāng)前最大的那一道梁架進(jìn)行修正,循環(huán)往復(fù),直到金柱、梁架修復(fù)到原位。用激光經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀進(jìn)行檢查、校正,復(fù)核無(wú)誤后進(jìn)行最終固定。對(duì)于蛀蝕嚴(yán)重及損壞的柱子要進(jìn)行更換。固定好后,再修復(fù)屋面的一些小構(gòu)件。
7.砌山墻墻體
根據(jù)設(shè)計(jì)方案施工完基礎(chǔ)后,按古建筑原砌筑方式砌好墻體。仍保持其原
有風(fēng)貌。
8.檐椽(屋面)瓦瓦
檐椽的椽子、望板鋪釘好后,開(kāi)始苫背,先抹護(hù)板灰,再鋪防水卷材,接
著再鋪灰背泥,隨后抹青灰泥。開(kāi)始瓦瓦,瓦板瓦時(shí)是壓六露四,再瓦筒瓦,一隴一隴的瓦,瓦完后,再調(diào)脊,屋面完工后,噴刷油性防水涂料。
總之,由于古建筑的建設(shè)年代較早,加之自然環(huán)境的侵蝕以及地下水位的變化等因素,導(dǎo)致磚木結(jié)構(gòu)的古建筑出現(xiàn)了不同程度的傾斜現(xiàn)象。我們應(yīng)針對(duì)古建筑的具體使用功能以及地理位置等,選擇合適的修復(fù)方法。本文提出的古建筑傾斜修復(fù)工藝適用于各類古建筑磚木結(jié)構(gòu)傾斜、開(kāi)裂的修復(fù),因此可以廣泛進(jìn)行推廣使用。
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