吳 躍
上海建工五建集團(tuán)有限公司 上海 200063
從時(shí)間維度來(lái)說(shuō),通常建成3年以上的建筑都屬于既有建筑。其中,建成30年以上的具有一定歷史、科學(xué)價(jià)值的,能反映城市歷史風(fēng)貌和地方特色的建(構(gòu))筑物視為歷史建筑。如今,既有建筑改造的工程越來(lái)越多,小到舒適性改建、大到整體修繕,每個(gè)改造過(guò)程都不是從無(wú)到有,每個(gè)項(xiàng)目都有其獨(dú)一無(wú)二的問(wèn)題亟待解決。這決定了既有建筑改造的施工方法、工藝、工序也是相當(dāng)復(fù)雜。
上海近代建筑發(fā)展大致可以分為3個(gè)階段,第1個(gè)階段是上海開(kāi)埠之日起至甲午戰(zhàn)爭(zhēng)的1895年,這一時(shí)期興建都是2層和3層建筑,磚石結(jié)構(gòu),形式采用歐洲古典式、文藝復(fù)興式。第2階段是從1895年到1919年,出現(xiàn)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和5層以上的建筑,在形式上基本保持第1階段的形式,同時(shí)出現(xiàn)了一種向近代建筑形式過(guò)渡的折中式。第3階段是從20世紀(jì)20年代至30年代,歐美各國(guó)的近代建筑開(kāi)始大量傳到中國(guó),結(jié)構(gòu)發(fā)展到鋼筋混凝土框架和鋼框架結(jié)構(gòu),新的近代形式取代了仿古典主義和折中式,出現(xiàn)了十幾層至二十幾層的高層建筑,19世紀(jì)末至20世紀(jì)20年代初,是上海迅速發(fā)展為近代城市的階段,尤其是上海外灘50多幢風(fēng)格迥異的高層建筑群,就被人們稱為“萬(wàn)國(guó)建筑博覽會(huì)”[1]。
根據(jù)既有建筑改造施工要求,尤其是多層舊房的修繕工程、文物保護(hù)范圍的建筑整體改造工程,一般都會(huì)涉及加固、改造、修繕。適當(dāng)采用新技術(shù)、新材料、新工藝,滿足使用功能調(diào)整的需求,也是對(duì)歷史風(fēng)貌的保護(hù)與傳承[2]。本次既有建筑改造主要包括以下內(nèi)容:對(duì)原坡屋面、平屋面的改造;對(duì)外立面的保護(hù)性修繕,如清水墻、水刷石、彩色石屑砂漿;對(duì)歷史物件的復(fù)原,如水磨石地面、木門(mén)、鋼窗。
3.1.1 清水磚墻
清水磚墻一般認(rèn)為是在建筑外磚墻砌成后,只需要進(jìn)行勾縫處理,無(wú)須任何外墻面裝飾,是很多上海近代老房的外部特征之一。如今常見(jiàn)的問(wèn)題主要是泛堿、開(kāi)裂、風(fēng)化等。
根據(jù)以前在上海修繕項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),通過(guò)采用同種材料、相同工藝將殘損、破壞的地方修復(fù),并維持“修舊如舊”的整體面貌。
3.1.2 水刷石
水刷石是通過(guò)在水泥中添加不同粒徑、不同成分、不同顏色的石子混合抹到墻面,在水泥固化之前用水沖洗,是一種曾經(jīng)在上海被普遍使用的材料。
一般的修繕會(huì)對(duì)墻面所用材料、施工工藝特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查,在采用中性清洗劑清洗外墻表面涂料和污垢后,進(jìn)行裂縫、空鼓和損壞處的修補(bǔ),而后采用憎水劑保護(hù)。修繕中,既要重視材料配比、施工工藝與傳統(tǒng)做法一致,也要注意新舊材料的區(qū)分,兼顧真實(shí)性與可識(shí)別性的平衡。
3.1.3 彩色石屑砂漿
彩色石屑砂漿是一種人造外墻裝飾材料,其特點(diǎn)在于外觀效果色彩多樣,經(jīng)久耐用。施工工藝是把水泥、彩色石屑、水進(jìn)行拌和,涂抹在建筑外墻體表面,待砂漿半凝固后用清水沖洗處理,使彩色石屑半露而形成裝飾面。
3.2.1 鋼窗
鋼窗修繕一般以原窗修理為主,其修繕?lè)椒ㄝ^多。遇損壞嚴(yán)重的鋼窗,可采用對(duì)損壞嚴(yán)重的鋼窗拆拼的方法修復(fù),也可嘗試采用新鋼材進(jìn)行修補(bǔ)。另外,針對(duì)無(wú)法修復(fù)的鋼窗,通常在拆除后,將非主立面部位的鋼窗調(diào)換到主立面,對(duì)非主立面鋼窗無(wú)法修復(fù)的,拆除后按原有鋼窗樣式進(jìn)行仿制,是目前常見(jiàn)的修繕?lè)椒ㄖ弧?/p>
3.2.2 木門(mén)
木門(mén)修繕倡導(dǎo)“真實(shí)性”和“不改變?cè)瓲睢?,?yīng)先對(duì)木門(mén)進(jìn)行全面的查看,尤其注意是否有白蟻侵蝕。對(duì)保存較好的木門(mén),按原樣進(jìn)行修繕;對(duì)修復(fù)難度較大的木門(mén),按照原樣式同材料定制、更換。
水磨石地面是一種以水泥為主要原材料的復(fù)合型地面材料,可隨意拼接,花色、顏色均可自定義配制,被廣泛地運(yùn)用到各種建筑物中。水磨石地面在長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)出現(xiàn)一些通病,比如:污垢、局部破損等劣化問(wèn)題。一般采取裂縫修補(bǔ)、機(jī)械磨光、補(bǔ)色處理、涂保護(hù)劑等技術(shù)措施進(jìn)行修繕。
坡屋面的修繕主要內(nèi)容是木屋架的修繕,并新做防水層、隔熱層。木屋架的損壞主要包括木柱柱根腐爛,柱身劈裂、折斷,檁條彎垂、腐朽,木構(gòu)架傾斜、拔榫等情況。其原因主要是屋面荷載較大、保護(hù)不善等導(dǎo)致。
一般對(duì)于腐爛嚴(yán)重的梁、柱木頭,在進(jìn)行更換時(shí),采用與原始材料相同的材料,按與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況加工后進(jìn)行安裝。木構(gòu)件有開(kāi)裂現(xiàn)象的,根據(jù)構(gòu)件加固部位的不同特點(diǎn),定制加工U形鐵箍進(jìn)行加固。
4.1.1 項(xiàng)目概況
徐匯中學(xué)位于上海市徐匯區(qū)虹橋路68號(hào),其前身為“徐匯公學(xué)”,1931年更名為徐匯中學(xué)。崇思樓是徐匯公學(xué)于1918年建成的,為4層磚木結(jié)構(gòu),東西向總長(zhǎng)約66.14 m,南北向總長(zhǎng)約25.14 m,總建筑面積約5 770 m2。該建筑外墻采用清水青、紅磚相間嵌砌而成,屋頂為木屋架坡屋頂“孟莎頂”。徐匯中學(xué)于1994年被列為上海市優(yōu)秀歷史建筑,2004年被列為上海市徐匯區(qū)文物保護(hù)單位(圖1)。
圖1 徐匯中學(xué)崇思樓
4.1.2 孟莎頂?shù)膹?fù)原
本工藝主要是針對(duì)崇思樓木結(jié)構(gòu)屋頂“孟莎頂”。
在20世紀(jì) 80 年代大修時(shí),對(duì)孟莎頂進(jìn)行了系統(tǒng)性的結(jié)構(gòu)改造。本次施工根據(jù)歷史資料對(duì)孟莎頂進(jìn)行復(fù)原施工,由于之前對(duì)木屋架的修繕時(shí),多處增設(shè)了鋼屋架,多處木屋架的支撐被截?cái)?,局部木屋架加設(shè)角鋼或木桿以降低屋面坡度等。這些措施改變了孟莎頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)特征,也影響了最終效果,是本次修繕的重點(diǎn)(圖2)。
圖2 孟莎頂木屋架復(fù)原
木屋架豎向柱有腐爛嚴(yán)重的現(xiàn)象,原有的榫頭與榫頭連接存在拔榫現(xiàn)象。故對(duì)腐爛構(gòu)件采用同木種作為材料,原尺寸加工替換。針對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)拔榫現(xiàn)象,根據(jù)需要加固的構(gòu)件形狀,采取重新制作榫頭構(gòu)件或者專門(mén)加工U形鋼箍進(jìn)行加固的方式(圖3、圖4)。
圖3 制作中的榫頭
圖4 新加工的U形鋼箍
木屋架構(gòu)件有開(kāi)裂現(xiàn)象,之前雖有加固但部分木支撐被截?cái)?,破壞原有結(jié)構(gòu)。故根據(jù)加固部位的形狀、尺寸,在屋架下加等長(zhǎng)、等高的同木種木方,用專門(mén)加工的U形鋼箍進(jìn)行加固。
孟莎頂整修期間應(yīng)對(duì)原有瓦片進(jìn)行妥善保護(hù)以作為復(fù)原使用。對(duì)破損和缺失的瓦塊,采用與原始瓦塊各方面要求均一致的舊瓦或按照舊工藝燒制的新瓦進(jìn)行替換。
4.1.3 外立面清水墻的修繕
本工藝主要針對(duì)清水磚墻的破損、裂縫、風(fēng)化、泛堿以及粉化。
上海有著炎熱的夏季,以氣溫高、濕度高、雨量大為特點(diǎn),再加上多年風(fēng)吹雨淋,磚墻表面有泛堿和生物附著現(xiàn)象,磚縫勾縫出現(xiàn)破損,部分外層磚體出現(xiàn)松動(dòng)、開(kāi)裂。修繕應(yīng)嚴(yán)格按照原有的建筑特性、施工工藝進(jìn)行。
為確保改造后的最終效果,采用內(nèi)墻拆除后的舊磚,替換缺損、風(fēng)化十分嚴(yán)重的外墻磚,砌筑時(shí)統(tǒng)一使用石灰砂漿作為黏結(jié)劑。針對(duì)風(fēng)化嚴(yán)重的舊磚表層鑿除后,采用內(nèi)墻拆除后的舊磚切割成一定厚度的磚片,用石灰作為黏結(jié)劑粘貼。
對(duì)于損壞輕微的磚塊、磚縫,在表面進(jìn)行清水沖洗、打磨等方法后,采用KES增強(qiáng)劑進(jìn)行強(qiáng)度增加。對(duì)于損壞嚴(yán)重的磚塊,采用磚粉等對(duì)缺損的磚進(jìn)行修補(bǔ),恢復(fù)其本來(lái)的顏色。根據(jù)以前在上海修繕項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),對(duì)墻面貫穿開(kāi)裂處采用壓力灌漿后,使用碧林BP10修復(fù)磚粉對(duì)有裂縫的磚體進(jìn)行修補(bǔ)后,用同品牌的勾縫材料進(jìn)行勾縫處理,最后在面層刷涂保護(hù)劑(圖5、圖6)。
圖5 磚墻勾縫
圖6 磚墻修繕效果
4.2.1 項(xiàng)目概況
上海市第三女子中學(xué)位于上海市長(zhǎng)寧區(qū)江蘇路155號(hào),其五四樓建于1935年,建筑平面為倒“T”字形,4層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),外立面為彩色石屑砂漿飾面,雙坡硬山瓦屋頂,屋面開(kāi)有中間3個(gè)、兩邊4個(gè)三坡老虎鋼窗。
進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn),現(xiàn)場(chǎng)歷史遺留部分破損較多,外立面彩色石屑砂漿已完全改變?cè)?,部分鋼窗已變形等,水磨石地面、木門(mén)有不同程度的破損,為了保證施工能如期竣工,針對(duì)修復(fù)方案進(jìn)行了分類(修復(fù)、復(fù)制、保留)并在施工中同步實(shí)施。
4.2.2 水磨石地坪修繕
1~3層走廊地面為水磨石地面,保存較好,存在一定的裂縫和少量的破損(圖7),樓梯水磨石踏面陽(yáng)角處有部分損壞情況,但現(xiàn)場(chǎng)所有裂縫均未空鼓,不影響正常使用。
圖7 水磨石地坪磨損
若進(jìn)行逐條修補(bǔ),則勢(shì)必因材質(zhì)、修補(bǔ)方式等原因造成明顯色差。不予修補(bǔ)只是在美觀方面存在一定缺陷,更加能夠顯現(xiàn)建筑物本身的歷史沉淀。通過(guò)施工方案匯報(bào)、專家協(xié)商后,決定此類功能性建筑在不影響使用功能的情況下,不進(jìn)行實(shí)體修復(fù),僅對(duì)表面進(jìn)行打磨、拋光等翻新處理,以下是我們采用的幾種主要修復(fù)技術(shù)。
1)裂縫修補(bǔ)、磨光。依據(jù)裂縫的自然走向,將調(diào)合好的水磨石原料進(jìn)行嵌縫。確認(rèn)所有裂縫都已經(jīng)處理完畢且新嵌入的水磨石已經(jīng)凝結(jié)牢固后,采用多種細(xì)度模數(shù)油石按工藝逐層打磨,著重在后期修補(bǔ)的裂縫處仔細(xì)打磨。
2)補(bǔ)色處理。對(duì)石材修復(fù)過(guò)的部位、新加的色差大的石材等,用天然無(wú)機(jī)顏料進(jìn)行潤(rùn)色,以達(dá)到自然的效果。地坪清理完畢且無(wú)灰塵后,均勻涂刷石材保護(hù)劑。
4.2.3 鋼窗的修復(fù)
鋼窗從建成之初保留至今,現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)存在開(kāi)啟不順暢、變形、配件缺失、玻璃損毀等情況??紤]到本建筑的歷史特點(diǎn),鋼窗應(yīng)予以保留,并且保護(hù)建筑的屬性并不存在節(jié)能規(guī)范方面的限制,鋼窗采取現(xiàn)場(chǎng)矯正原樣保留的措施,主要措施如下:
工藝流程為:全數(shù)檢查→現(xiàn)場(chǎng)情況分類→窗框表面脫漆→表面除銹→鋼窗矯正→涂刷防銹漆→涂刷面漆→鋼窗矯正→潑水試驗(yàn)。
1)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有的窗框進(jìn)行脫漆處理,去漆至材料表面露出鋼材,再檢查鋼窗銹蝕情況,對(duì)鋼窗表面出現(xiàn)銹蝕的,使用手動(dòng)器具對(duì)表面進(jìn)行除銹,將銹處處理至鋼材原顏色。
2)對(duì)于面漆涂完的鋼窗進(jìn)行密閉檢查,如果出現(xiàn)無(wú)法正常閉合或者無(wú)法緊閉的現(xiàn)象,則應(yīng)對(duì)鋼窗再次進(jìn)行矯正處理;最后一道工序是對(duì)窗戶進(jìn)行潑水試驗(yàn),若出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象,則需要再次進(jìn)行矯正處理,直至不出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象。
3)本建筑外窗五金件大多為原物,修繕后確保原件、原位安裝,部分缺失的五金件按照相同部位原五金件進(jìn)行仿制,并做好資料記錄。
4.2.4 外立面彩色石屑砂漿
五四樓外墻經(jīng)過(guò)多次大修后,現(xiàn)狀外墻面是一層拉毛涂料,無(wú)法展現(xiàn)建筑原有的風(fēng)貌。本次修繕是對(duì)老墻面進(jìn)行逐層剝離后,恢復(fù)其彩色石屑砂漿飾面層。
工藝流程:鏟除原拉毛涂料→外墻結(jié)構(gòu)維修→涂刷防水涂料→涂刷界面劑→嵌縫條安裝→粉刷彩色石屑砂漿→半凝后清除浮漿→終凝后起嵌縫條。
根據(jù)當(dāng)時(shí)掌握的歷史資料,樣板制作時(shí)因沒(méi)有彩色石屑砂漿的配比資料,故無(wú)法準(zhǔn)確確定各色石粒的拌制比例,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),我們配了幾組彩色石屑樣品(圖8)。
圖8 彩色石屑砂漿樣板
在小樣制作后與歷史照片進(jìn)行了比對(duì),選出了最接近的色彩,最終確認(rèn)了圖8中序號(hào)為6的樣式,其中以礦渣水泥作為拌和料(石屑和水泥比例為1∶1.5),制作了多塊彩色石屑砂漿樣板。
4.2.5 木門(mén)修繕
由于使用年代較久的油漆剝落,故東西立面進(jìn)門(mén)門(mén)扇腐蝕嚴(yán)重,加上后期墻體改造,部分門(mén)扇變形,此外,室內(nèi)門(mén)經(jīng)過(guò)多次上漆,與原貌不符(圖9~圖11)。
圖9 門(mén)扇變形
圖10 門(mén)扇腐蝕
室內(nèi)木門(mén)修繕前應(yīng)先進(jìn)行全面檢查,詳細(xì)記錄木門(mén)的工藝特點(diǎn)。木門(mén)表面油漆大多在后期進(jìn)行多次涂刷,需作脫漆出白,缺損、翹曲等必須修補(bǔ)處應(yīng)按照原木質(zhì)或相似木質(zhì)修復(fù)補(bǔ)齊。
凡榫卯松動(dòng)的,采用膠結(jié)修補(bǔ),若發(fā)現(xiàn)損壞嚴(yán)重的,則可采用同質(zhì)材料和相同工藝更換或接換構(gòu)件,特別嚴(yán)重的按照原樣式重新定制予以更換。木門(mén)修繕后,采用同質(zhì)油漆按傳統(tǒng)油漆工藝要求重新上漆。
4.3.1 項(xiàng)目概況
四行倉(cāng)庫(kù)(圖12)位于上海市靜安區(qū)光復(fù)路1號(hào)、21號(hào),始建于1931—1935年,結(jié)構(gòu)形式為無(wú)梁樓蓋體系,修繕后建筑層數(shù)為地上6層,建筑面積為25 550 m2。四行倉(cāng)庫(kù)是1937年淞滬會(huì)戰(zhàn)中著名的“四行倉(cāng)庫(kù)保衛(wèi)戰(zhàn)”的發(fā)生地,1985年四行倉(cāng)庫(kù)被列為抗日戰(zhàn)爭(zhēng)紀(jì)念地,1994年被列為第二批上海市優(yōu)秀歷史建筑,2014年調(diào)整為上海市文物保護(hù)單位,目前是上海唯一的戰(zhàn)爭(zhēng)遺址類愛(ài)國(guó)主義教育基地。
圖12 四行倉(cāng)庫(kù)
4.3.2 外立面清水墻的復(fù)原
四行倉(cāng)庫(kù)中大陸銀行倉(cāng)庫(kù)南北立面原本為清水磚墻面,經(jīng)過(guò)歷年多次的維修,四行倉(cāng)庫(kù)外墻被白色涂料覆蓋。外墻存在的污染主要有歷次修繕后留下的涂料、修補(bǔ)殘留物,空調(diào)水管造成的水漬,以及潮濕引起的泛堿現(xiàn)象等。
為恢復(fù)南北立面清水墻,原修復(fù)方案計(jì)劃是將原南北立面拆除后保存完整的磚塊進(jìn)行清洗并按歷史原樣重新砌筑至大陸銀行南北立面1~2層外墻的清水磚墻中(圖13),2層以上外墻采用相同尺寸的青紅磚砌筑,后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘探檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)磚塊破損程度較大,修繕?lè)桨笡Q定根據(jù)紅磚、青磚的尺寸在4家生產(chǎn)廠家供應(yīng)商中進(jìn)行比選,根據(jù)尺寸、質(zhì)量最優(yōu)原則最后確定生產(chǎn)廠家。
圖13 清水磚墻效果
4.4.1 項(xiàng)目概況
本項(xiàng)目位于上海市普陀區(qū)長(zhǎng)壽路170號(hào),前身是上海國(guó)際和平婦幼保健院,房屋由門(mén)診樓、行政綜合樓及病房樓等數(shù)棟樓組成。
其中1#樓門(mén)診樓(圖14)為第二批普陀區(qū)不可移動(dòng)文物,建造于1927年,距今逾90年。1#樓門(mén)診樓采用了疊梁式磚木混合結(jié)構(gòu),經(jīng)歷多次改造和擴(kuò)建,形成目前的磚木混合結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)狀況較為復(fù)雜。
圖14 1#樓門(mén)診樓
4.4.2 外立面水刷石的修繕
1#樓建筑外墻原本為水刷石墻面,現(xiàn)今多處墻面已出現(xiàn)起殼開(kāi)裂、殘缺等現(xiàn)象。東、南立面的外墻水刷石在之前的多次維修中被涂料覆蓋,多處墻面產(chǎn)生了裂隙,出現(xiàn)水刷石面層起殼及窗臺(tái)、窗檐殘缺等情況。故在此情況下對(duì)東、南立面進(jìn)行修繕,采用了以下技術(shù)措施。
1)外墻立面清洗施工。此方案是清除浮灰后,選用專門(mén)的脫漆膏在外墻水刷石的涂料面上涂刷,約2 h后對(duì)軟化的漆膜用涂料刮刀或扁鏟進(jìn)行清除,最后用80~100 Pa的水壓沖刷殘留的漆膜及脫漆膏并清洗干凈墻面(圖15、圖16)。所有的清洗都先進(jìn)行小范圍試驗(yàn),試驗(yàn)選取外墻污染較嚴(yán)重且隱蔽部位進(jìn)行,根據(jù)試樣確定清洗劑種類、稀釋比例等,并經(jīng)專家、設(shè)計(jì)、業(yè)主確認(rèn)后再進(jìn)行大面積清洗。
2)外墻水刷石的修繕。此方案是在原外墻面用敲擊法查找空鼓部位后,墻面打眼并清除孔眼里的灰塵,在孔眼中插入注射管,深度約10mm,再用特殊膩?zhàn)訉⒆⑸涔芩闹苓M(jìn)行封護(hù),向孔眼內(nèi)先行注射KSE增強(qiáng)劑,隨后在同一孔眼低壓注射清漿進(jìn)行封孔。24 h后拔除注射管,清除膩?zhàn)雍投嘤嗌皾{,針孔部位用調(diào)配的水刷石配方修補(bǔ)(圖17)。
圖15 涂刷專用脫漆膏
圖16 水槍沖洗
圖17 對(duì)空鼓間隙清水清洗
歷史建筑是城市發(fā)展的見(jiàn)證,更是城市文明的沉淀,隨著時(shí)間的推移,具有保留價(jià)值的歷史建筑改建將逐漸增多,這類工程在施工工藝要求方面勢(shì)必具有一定的特殊性,沒(méi)有固定的標(biāo)準(zhǔn)可循。本文描述的4個(gè)實(shí)例并未涉及全部改造技術(shù)的研究與應(yīng)用,對(duì)于既有建筑改造技術(shù)的研究也不僅僅局限于木結(jié)構(gòu)、外墻、門(mén)窗、屋面等領(lǐng)域[3-5]。
既有建筑改造過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)諸多細(xì)節(jié)問(wèn)題需要進(jìn)行研討,施工單位對(duì)建筑的理解、對(duì)修繕的理念會(huì)直接影響工程成敗。無(wú)論是何種的修繕工程,修繕期間所花費(fèi)的時(shí)間和人力是無(wú)法與一般施工裝飾所相比的,正所謂慢工出細(xì)活,細(xì)節(jié)決定成敗,只有在施工中對(duì)細(xì)節(jié)部分仔細(xì)對(duì)待,才能修繕出一件精美的建筑作品。