謝杰 江西省建筑技術(shù)促進(jìn)中心

1 前言

近些年我國城市化進(jìn)程在不斷加快，城市的發(fā)展不僅帶來了經(jīng)濟(jì)繁榮，也帶來了文物建筑生存空間的擠壓。有很多文物建筑在城市化發(fā)展的過程中被拆除、損毀，造成的文物、文化損失不可被忽視。需要被保護(hù)的文物建筑遍布整個(gè)中國歷史，近現(xiàn)代特殊歷史時(shí)期的各種遺跡、舊址、故居不僅有著特殊的歷史文化價(jià)值，還有著成為紅色教育資源的價(jià)值，保護(hù)近現(xiàn)代紅色建筑非常有必要。檢測和鑒定是保護(hù)文物建筑的重要方式，能夠讓文物保護(hù)工作人員了解文物建筑的現(xiàn)狀，了解文物建筑需要哪些幫助，在更大的損傷前做好加固和保護(hù)動(dòng)作。檢測鑒定相當(dāng)于對(duì)文物建筑做“體檢”，記錄下的檢測鑒定結(jié)果和建筑三維模型就是“體檢報(bào)告”[1]。

2 文物建筑的保護(hù)意義

無論古代還是近現(xiàn)代建成的建筑，都屬于帶有一定歷史意義、承載歷史記憶的文物，其中有特殊歷史經(jīng)歷或帶有特殊歷史文化符號(hào)的建筑屬于文物的一種。文物建筑的檢測鑒定是保護(hù)文物的必要環(huán)節(jié)之一，能夠幫助文物保護(hù)單位了解文物建筑的安全現(xiàn)狀，了解文物建筑當(dāng)下是否需要修補(bǔ)、支撐等保護(hù)動(dòng)作，避免保護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致文物建筑損壞甚至坍塌。畢竟，文物建筑的存在伴隨著一段段過往歷史，若文物建筑自然損壞或人為損壞，其中的歷史痕跡也隨之流逝，隨后建設(shè)起的仿建筑即便外表看來與文物建筑再相似，其中的歷史痕跡也不會(huì)再回來。比如我國在新民主主義革命、抗日戰(zhàn)爭、解放戰(zhàn)爭等時(shí)期的紅色文物建筑，雖然從年代上來看不算遙遠(yuǎn)，但其本身作為遺跡，作為一段歷史的見證，帶有不可取代、不可再生的特征[1]。對(duì)于不可再生的文物建筑，保護(hù)是體現(xiàn)其歷史價(jià)值的基礎(chǔ)，檢測鑒定是保護(hù)的重要環(huán)節(jié)。除了保護(hù)文物建筑所帶有的歷史細(xì)節(jié)外，檢測鑒定還是保護(hù)文物建筑文化符號(hào)的必要環(huán)節(jié)，能夠幫助文物保護(hù)單位了解并提前標(biāo)記文物建筑中所包含的文化符號(hào)，如色彩、風(fēng)格、圖案、裝飾細(xì)節(jié)等，在必要的修補(bǔ)操作過程中盡量避免破壞這些文化符號(hào)，保護(hù)文物建筑的文化價(jià)值。

3 檢測鑒定在文物建筑保護(hù)中的價(jià)值

根據(jù)國家《文物法》規(guī)定，對(duì)于“不可移動(dòng)的文物”即文物建筑的保護(hù)必須要遵循“不改變文物原狀”的原則[2]，想要落實(shí)這一原則必須先了解文物建筑原本的形制、結(jié)構(gòu)、特征、材料，能夠利用舊東西就利用舊東西，最大程度上保持文物建筑的原始狀態(tài)和歷史特征，切實(shí)做到對(duì)文物建筑的歷史價(jià)值、文化價(jià)值保護(hù)。檢測、鑒定就是文物保護(hù)工作人員了解文物建筑原本形制、結(jié)構(gòu)、特征、材料的手段，通過檢測鑒定獲取文物建筑的基礎(chǔ)參數(shù)后，在進(jìn)行必要的保護(hù)、修復(fù)時(shí)可盡最大可能實(shí)現(xiàn)“修舊如舊”。檢測鑒定還能夠幫助文物保護(hù)工作人員了解文物建筑在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)之前，所遭受的損傷和時(shí)間留下的痕跡，這些損傷和痕跡有其歷史價(jià)值，應(yīng)當(dāng)被保留，但時(shí)間點(diǎn)之后時(shí)間或人為帶來的損傷和痕跡不具備歷史價(jià)值，是文物建筑保護(hù)過程中需要被修復(fù)的部分。只有徹底、全面的檢測鑒定才能夠?yàn)槲奈锝ㄖ粝峦暾摹绑w檢報(bào)告”，為后續(xù)的文物建筑保護(hù)和修繕提供基礎(chǔ)，在保持文物建筑歷史價(jià)值的同時(shí)，長時(shí)間保證文物建筑的健康。

4 文物建筑的檢測鑒定方式方法

4.1 應(yīng)用三維測繪技術(shù)

三維測繪技術(shù)主要指通過激光掃描獲取測繪對(duì)象的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，快速獲取復(fù)雜空間、物體的完整數(shù)據(jù)，為三維模型建立創(chuàng)造數(shù)據(jù)條件。用激光掃描獲取文物建筑的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要是因?yàn)槲奈锝ㄖ旧淼氖覂?nèi)外空間較為復(fù)雜，包含大量的外層裝飾物、內(nèi)層遮擋部分，依靠傳統(tǒng)的測繪技術(shù)手段較難獲取完整的空間數(shù)據(jù)，也較難完整獲取文物建筑中各種物件的數(shù)據(jù)，比如裝飾紋理、線條等。三維測繪技術(shù)雖然絕對(duì)精度不算高，但測繪速度快、可直接生成三維模型、可充分體現(xiàn)文物建筑及內(nèi)外部物體特征，是文物建筑檢測鑒定的有效手段，且經(jīng)過2～3次對(duì)比測繪后測繪的精度也可提升，有助于獲得文物建筑完善的“體檢報(bào)告”。

4.2 建立高精度控制網(wǎng)

三維測繪技術(shù)的應(yīng)用需要建立在高精度的控制網(wǎng)基礎(chǔ)上，控制網(wǎng)的精度直接影響著三維測繪、建模的準(zhǔn)確性，文物保護(hù)工作人員需要充分正視控制網(wǎng)的建設(shè)價(jià)值和作用，遵循控制網(wǎng)建設(shè)原則。首先，控制網(wǎng)的精度必須在三維測繪建模的精度之上，才能夠保證三維測繪和建模的精確性。其次，控制網(wǎng)的布置需要尋找到各個(gè)控制點(diǎn)之間共通的通視通道，確保每個(gè)控制區(qū)域不少于2個(gè)控制點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)相互通視，保證控制網(wǎng)能夠輔助三維測繪技術(shù)設(shè)備完成文物建筑的完整數(shù)據(jù)獲取。相鄰兩個(gè)控制點(diǎn)之間的距離應(yīng)當(dāng)保持在50m左右，最遠(yuǎn)不能超過100m。第三，控制網(wǎng)可視情況進(jìn)行分級(jí)布置，對(duì)測繪精度需求不同的部分布置不同精度級(jí)別的控制網(wǎng)，提高三維測繪數(shù)據(jù)獲取的質(zhì)量。第四，在激光測繪過程中應(yīng)遵循控制網(wǎng)的精度從低到高逐級(jí)測繪，通過這樣的方式可以有效提高三維測繪成果的絕對(duì)和相對(duì)精度。

4.3 計(jì)算機(jī)三維模型建立

通過建立高精度的控制網(wǎng)和應(yīng)用激光測繪技術(shù)掃描后，文物保護(hù)工作人員需要在計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件中接入文物建筑的掃描設(shè)備，獲取文物建筑的激光測繪數(shù)據(jù)，完成三維模型的建立。首先，工作人員需要操作計(jì)算機(jī)進(jìn)行相鄰控制點(diǎn)標(biāo)靶掃描，完成后視定向，保證定向邊數(shù)據(jù)的完整。其次，工作人員需要在每個(gè)控制點(diǎn)上二次重復(fù)掃描，保證控制點(diǎn)數(shù)據(jù)獲取完整，保證數(shù)據(jù)的相對(duì)精度。第三，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件中獲取的數(shù)據(jù)尋找是否有掃描遺漏之處，若有及時(shí)補(bǔ)充掃描動(dòng)作，若沒有則可完成該部分的掃描，轉(zhuǎn)入下一部分。通過重復(fù)這樣的掃描動(dòng)作，工作人員可獲得完整的文物建筑數(shù)據(jù)，完成建模[2]。

4.4 安全性鑒定流程

文物建筑的安全性鑒定主要對(duì)象為建筑物的主體結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)類型、承重體系等；結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量，包括類型、尺寸、材質(zhì)、強(qiáng)度、構(gòu)件損傷、建筑水平垂直偏差等；連接構(gòu)造穩(wěn)定性，包括梁柱連接處、梁板連接處、洞口過梁連接處等；抗震、載荷、承重等鑒定，主要目的在于判斷文物建筑現(xiàn)有狀態(tài)是否能夠抵御當(dāng)?shù)丨h(huán)境施加的影響，因此需要對(duì)標(biāo)當(dāng)?shù)貙?duì)房屋抗震等級(jí)要求等方面的標(biāo)準(zhǔn)，判斷文物建筑的安全程度，判斷建筑物是否需要進(jìn)行相應(yīng)的加固保護(hù)。完成安全性鑒定后，文物建筑的檢測鑒定才全部完成，達(dá)到為文物建筑做“體檢”的目的。文物建筑的安全性鑒定需要依靠相應(yīng)的檢測技術(shù)，比如判斷混凝土構(gòu)件強(qiáng)度的回彈法、判斷砌筑砂漿強(qiáng)度的貫入法、判斷載荷能力的流體荷載加壓法等。文物建筑的安全性鑒定需要關(guān)注主體結(jié)構(gòu)是否變形、地基沉降問題、關(guān)鍵部位是否存在裂縫、內(nèi)部構(gòu)建是否存在疲勞性損傷。

4.4.1 主體結(jié)構(gòu)變形和地基沉降檢測

文物建筑的主體結(jié)構(gòu)變形和地基沉降檢測主要通過靜力水準(zhǔn)測量方法來獲得，工作人員在需要監(jiān)測的位置布置靜力水準(zhǔn)儀，不僅可以較為準(zhǔn)確地獲得文物建筑的主體結(jié)構(gòu)變形程度，還能夠通過長期、連續(xù)的測試獲得主體結(jié)構(gòu)的變形速度，對(duì)文物建筑的“健康”進(jìn)行長期監(jiān)測。目前，市場上的靜力水準(zhǔn)儀已經(jīng)發(fā)展到可以內(nèi)置傳感器的水平，水準(zhǔn)儀獲取到的數(shù)據(jù)可以直接上傳中央計(jì)算機(jī)，輔助工作人員完成數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)管理。

4.4.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)力性檢測

動(dòng)力性檢測主要指文物建筑主體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，可以有效判斷主體結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量分布等動(dòng)態(tài)特性。工作人員可通過布置加速度拾振器的方式獲取文物建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力性指標(biāo)，采集主體結(jié)構(gòu)在承受波動(dòng)載荷影響過程中的動(dòng)力特性變化。加速度拾振器可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸器與檢測系統(tǒng)的連接，采集到的動(dòng)力特性變化參數(shù)直接上傳計(jì)算機(jī)，將主體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信號(hào)，輔助工作人員了解文物建筑結(jié)構(gòu)的狀態(tài)[3]。

4.4.3 構(gòu)件疲勞性檢測

超聲波儀器是輔助工作人員完成構(gòu)件疲勞性檢測的重要工具，尤其是針對(duì)混凝土、砌筑磚、砂漿的檢測中，超聲波可以實(shí)現(xiàn)對(duì)文物建筑相關(guān)構(gòu)件的無傷檢測，既能夠了解文物建筑的內(nèi)在“健康”，又能夠避免對(duì)文物建筑造成新的損傷。

4.4.4 肉眼可見損傷拍照記錄

文物建筑檢測鑒定過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)墻體有起鼓、風(fēng)化、開裂等現(xiàn)象時(shí)，都可以用拍照的方式記錄下建筑物的實(shí)際狀態(tài)。拍攝下的圖片資料既能夠作為文物建筑“體檢報(bào)告”的一部分，又能夠作為下一次安全檢測鑒定的對(duì)比資料，看文物建筑是否在兩次檢測的中間時(shí)段發(fā)生新的損傷。

5 近現(xiàn)代紅色文物建筑的檢測鑒定案例

以“朱德軍官教育團(tuán)舊址”為例，這是一座具有紅色歷史的文物建筑，現(xiàn)位于南昌市八一大道376號(hào)，原為清朝末年陸軍講武堂的一角。該文物建筑整體為磚木結(jié)構(gòu)，整體以墻體作為承重，墻體為青磚材質(zhì)，建筑廊道處使用杉木為木柱，以花崗巖為柱礎(chǔ)，屋脊使用“水泥砂+青磚施工”，屋面覆蓋小青瓦，地面采用水泥為材質(zhì)，門窗皆為木質(zhì)?，F(xiàn)場檢測鑒定時(shí)發(fā)現(xiàn)，文物建筑的木構(gòu)件露出部分皆使用油漆涂抹，青磚墻體表面涂抹白灰粉。

現(xiàn)場檢測鑒定時(shí)發(fā)現(xiàn)有多處損傷，其中單獨(dú)損傷如北棟北面木結(jié)構(gòu)有明顯白蟻造成的損傷、中棟西北角地面有明顯的地基沉降裂紋；普遍損傷包括磚墻粉刷層起鼓、磚風(fēng)化脫落、墻體門窗處有多處粉刷開裂等[4]。在水準(zhǔn)儀、動(dòng)力特性、超聲波等檢測過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)該文物建筑的整體情況較為良好，墻體、木柱以及連接節(jié)點(diǎn)基本無缺陷，門窗也基本無異常情況，整體傾斜率、沉降程度在安全限值之內(nèi)，且抗震性能等方面符合現(xiàn)行的安全規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，暫時(shí)無需人為加固保護(hù)。但在文物建筑的材料性能上來看，確實(shí)存在起鼓、風(fēng)化等現(xiàn)象，說明在時(shí)間的侵蝕和風(fēng)吹雨打影響下，暴露在外部的磚木、粉刷材料性能有所下降。

在針對(duì)文物建筑外圍地基、地下水、地下管道的檢測評(píng)估中發(fā)現(xiàn)，除了中棟西北角有局部自然沉降外（圖1），建筑物其他部位未見因地基沉降導(dǎo)致的開裂。而且在對(duì)地基進(jìn)行檢測過程中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過百余年的上層建筑持續(xù)載荷壓力，建筑物所在位置的地基已經(jīng)基本完成密實(shí)，地基土體基本穩(wěn)定，在無地震災(zāi)害和人為地下鋪設(shè)管道影響的情況下，文物建筑的安全性較高。

但該文物建筑在檢測過程中發(fā)現(xiàn)較為嚴(yán)重的白蟻影響（圖2），主要集中在文物建筑北棟，工作人員建議后續(xù)保護(hù)過程中對(duì)被蛀空的木結(jié)構(gòu)進(jìn)行更換，對(duì)其他木結(jié)構(gòu)重新做防腐處理，尤其要使用針對(duì)白蟻的防護(hù)措施。中棟西北角地基沉降部位建議處理，做地基加固，避免其進(jìn)一步沉降影響文物建筑的整體穩(wěn)定性[5]。文物建筑的墻體存在較為普遍的起鼓、風(fēng)化、粉刷層開裂現(xiàn)象，建議整體做粉刷層剔除，然后重新做水泥砂漿的粉刷，為了提高其粉刷層的穩(wěn)定性可在粉刷層內(nèi)加鋼絲網(wǎng)。由于文物建筑存在地基沉降的局部現(xiàn)象，建議長期布置靜力水準(zhǔn)儀等檢測設(shè)備。

6 結(jié)束語

綜上所述，文物建筑具有不可再生的歷史價(jià)值和文化價(jià)值，保護(hù)文物建筑是文物保護(hù)的必要組成部分。檢測鑒定是對(duì)文物建筑做保護(hù)動(dòng)作的前提和基礎(chǔ)，能夠讓工作人員了解文物建筑的現(xiàn)狀，了解文物建筑需要哪些部分的保護(hù)和加持。常用的檢測鑒定主要包括對(duì)文物建筑主體的掃描建模，對(duì)主體結(jié)構(gòu)變形的鑒定，對(duì)內(nèi)部構(gòu)建健康程度的無傷檢測，對(duì)肉眼可見部分損傷的圖片記錄。本文以朱德軍官教育團(tuán)舊址為例，簡述該文物建筑在安全性檢測鑒定中發(fā)現(xiàn)的情況以及后續(xù)做出的保護(hù)動(dòng)作，呈現(xiàn)檢測鑒定動(dòng)作的必要性和價(jià)值。