蘇冠興，孫勇，常軍富，相睿

（1.江蘇省蘇科建設技術發(fā)展有限公司，南京 210008；2.江蘇省建筑科學研究院有限公司，南京 210008；3.東南大學建筑設計院有限公司，南京 210096）

1 引言

20世紀初，混凝土結構的房屋由西方傳入我國，20世紀20年代開始，大量的近現(xiàn)代建筑在我國涌現(xiàn)，這些房屋普遍采用混凝結構，并且與我國傳統(tǒng)房屋建造技術相結合，形成了中西合璧的建筑風格。這些建筑代表了一定歷史階段我國建筑的特色，見證了一些重要歷史事件，是我國歷史文化遺產(chǎn)的重要內容。其價值越來越得到認可，并且很多被各級政府公布為文物保護單位的。

這些近現(xiàn)代歷史建筑大多已使用近百年，在各個歷史時期為適應當時的使用要求，大多都進行過改造、裝修和外立面整修。由于技術水平限制，不可避免對文物建筑本身造成了損壞?；炷两Y構一般使用年限為50年，這些歷史文物建筑大多超過了設計使用年限；混凝土構件出現(xiàn)鋼筋銹脹、碳化、保護層脫落、混凝土強度過低等問題。為滿足后續(xù)使用要求并保證文物建筑的結構安全，需要對其進行檢測鑒定，查找房屋存在的安全隱患，并進行修繕加固。

文物建筑的修繕加固應選擇合理的加固方法，處理好文物建筑保護與結構加固的關系，解決好二者之間的矛盾。本文重點分析各種加固方法對文物保護的影響，分析其優(yōu)劣。以金陵女子大學舊址為例，介紹修繕加固中方案選擇的重點與難點，采用合適的加固方法最大限度地減少對文物的影響，提出了可拆卸的加固方法，為以后文物建筑加固提供借鑒。

2 文物建筑保護原則

文物保護應遵循不改變原狀、真實性、完整性、最低限度干預、保護文化傳統(tǒng)、使用恰當?shù)谋Ｗo技術、防災減災[1]的保護原則，這是《中國文物古跡保護準則》提出的。但是在實踐中保護技術和加固方法與這些原則存在著各種矛盾，有時候不可調和，甚至存在著為了保護和滿足使用要求破壞文物，改變文物原狀的現(xiàn)象。

不改變原狀是文物古跡保護的要義，要求真實、完整地保護文物古跡在歷史過程中形成的價值及其體現(xiàn)各種價值的狀態(tài)，包括保存現(xiàn)狀和恢復原狀兩方面的內容。但是文物古跡的加固需鏟除表面粉刷層，破壞了其裝飾層，對地基基礎進行開挖、屋面構件進行更換，這些或多或少改變了文物原狀，造成了原有價值的喪失。

文物古跡的保護原則是對立統(tǒng)一的。使用恰當?shù)谋Ｗo技術是實現(xiàn)其他原則的基礎，文物的加固應該慎重選擇合理的技術措施。應采用對文物古跡長期保存無害，不得妨礙再次對文物古跡進行保護，在可能的情況下應當是可逆的措施。同時，對文物古跡要加強監(jiān)測，進行預防性保護是保證最低限度干預的重要措施，及時發(fā)現(xiàn)并消除存在的安全隱患。

3 文物保護技術與加固方法

文物建筑存在安全隱患，結構構件不適于繼續(xù)承載時，通常采用的加固方法主要有增大截面法、置換混凝土法、外包型鋼法、粘貼鋼板法、粘貼纖維復合材法、預張緊鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿面層法和繞絲加固法[2]。采用這些方法加固時大多需要植筋或者植入化學錨栓。這些方法加固文物建筑存在的優(yōu)缺點，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1）有效提高構件的安全性。

2）提高結構的抗震性能。

3）延長文物建筑的后續(xù)使用年限。文物建筑大多已達到使用年限。特別是近現(xiàn)代混凝土結構建筑，普遍存在混凝土老化，鋼筋銹蝕現(xiàn)象，混凝土碳化嚴重。加固后可以延長后續(xù)使用年限。

4）破壞構件，影響建筑外貌。采用常規(guī)加固方法需要鑿除構件表面粉刷層，并且進行打磨。加固時在結構表面外包混凝土、外貼鋼板和碳纖維布等措施增大了構件尺寸，嚴重改變了結構外觀，影響建筑外貌。

5）對文物建筑本體造成了不可逆的損壞。常規(guī)加固方法在結構上打眼植筋或植入化學錨栓；采用粘貼碳布、增大截面、外貼鋼板等方法時需要用到結構膠、混凝土等材料，加固后是不可逆的，要恢復原尺寸時，不可避免會對結構本體產(chǎn)生損壞。使用時應慎重考慮，除非房屋破壞嚴重，并盡量控制加固范圍，減小影響。

因文物建筑的特殊性，對文物保護技術和加固方法提出了更高的要求[3]。加固前應進行方案比選，進行評估，召開專家評審會，通過后才能實施。加固應對文物古跡的影響控制在最小范圍內。加固材料和工藝應充分考慮不利于保護文物原狀的方面。所有方法應證明可行、可靠之后方可在文物主體上使用。加固施工完成后，應對加固效果和影響進行評估。

4 工程概況

金陵女子大學舊址（見圖1和圖2）于2006年被評為國家級重點文物保護單位，位于江蘇省南京市寧海路122號南京師范大學校園內，現(xiàn)作為校舍使用。金陵女子大學是我國第一所女子大學，1922年開始在寧海路校址建校。由美國建筑師亨利·墨菲與其助手中國建筑師呂彥直規(guī)劃設計。這些建筑物造型均是中國傳統(tǒng)宮殿式建筑風格，結構采用西方鋼筋混凝土結構，建筑物之間以中國古典式外廊相連接，為中西合璧的東方建筑群。

為滿足各個時期的使用要求，建筑經(jīng)過多次裝修改造，外立面及內部結構已經(jīng)逐漸老化。為了有效保護文物，減少安全隱患，2015年后，學校對這14棟文物建筑分批進行了加固和修繕。

圖1 建造時照片

圖2 現(xiàn)狀照片

5 建筑存在的主要問題和加固方法

5.1 結構現(xiàn)狀

本文主要以100號樓為例介紹房屋目前存在的問題和加固方法，分析加固方法的適用性，100號樓主體結構為地下1層、地上2層（局部3層）磚木結構，主要采用磚墻、混凝土梁、三角形豪式木屋架共同承重，樓面采用現(xiàn)澆板屋面為仿歇山式屋頂，見圖3。房屋存在的主要問題有以下幾點。

1）房屋主體為內框架結構，屋面采用木屋架，無法鉆取有效芯樣進行混凝土抗壓強度檢測，混凝土強度較低?；炷翗嫾砻娲嬖诙嗵幏涓C現(xiàn)象，混凝土剝落較為嚴重，鋼筋外露且銹脹。

2）因屋面漏水木屋架局部存在木構件糟朽情況。因時間較久，木構件裂紋現(xiàn)象嚴重，影響結構安全，見圖4。

3）二樓目前做會議廳使用，使用荷載較以前有很大提高，且房屋已使用近百年，樓板結構安全難以保證。

4）該工程底層承重墻體與地面連接處未見因基礎不均勻沉降引起的裂縫、變形和位移現(xiàn)象。依據(jù)GB 50292—2015《民用建筑可靠性鑒定標準》的有關規(guī)定，該工程地基基礎安全性評為Bu級。

5）根據(jù)檢測鑒定結果南京師范大學100號樓工程的主體結構安全性評為Csu級。

圖3 建造時房屋平面圖

5.2 加固原則

按照《中華人民共和國文物保護法》對不可移動文物進行修繕、保養(yǎng)、遷移，必須遵守“不改變文物原狀的原則”和文物工作貫徹“保護為主，搶救第一，合理利用，加強管理的方針”。面對客觀存在的問題進行客觀的處理，在修繕時遵循“整舊如舊”的理念，盡最大可能利用原有材料，保存原有構件，使用原有工藝，盡可能多地保存歷史信息，保持文物建筑的特性?！敖?jīng)過加固的結構，應當全面減除隱患，保證較長時期不再修繕”。依據(jù)以上原則本次加固僅考慮豎向荷載下的結構安全性，使結構滿足正常使用狀態(tài)下的承載力要求，在不改變文物原狀的原則下適當考慮結構的抗震性，避免過度加固。

圖4 屋架局部糟朽

5.3 加固方案

針對結構存在的問題主要采用如下方法加固處理。

1）對混凝土梁柱采用干式外包角鋼增設附屬子結構；對梁柱常規(guī)的加固方法有外貼碳纖維布、外包角鋼和增大截面。這些加固方法使用結構膠和混凝土，大量濕作業(yè)；加固后很難恢復文物建筑原貌，對文物本體破壞嚴重。經(jīng)過研究對比決定采用干式外包角鋼增設附屬子結構，這種加固方法不破壞梁柱結構，在梁柱與新增鋼架之間包裹塑料薄膜，中間空隙采用低強度砂漿填實，見圖5。結構的主要受力構件由原混凝土梁柱換成鋼架，保證了原結構的安全。并且鋼架可以拆除，可以恢復原狀。符合文物建筑加固的原則。

圖5 梁柱加固大樣圖

2）因建筑使用功能改變和現(xiàn)在樓面荷載的要求提高，原樓板承載能力已不能滿足要求。且100號樓，樓板存在大量露筋、混凝土強度低、碳化嚴重等問題，嚴重影響結構安全，有倒塌的危險，必須對樓板進行加固。但是建造時樓板采用的鋼筋、混凝土及其結構形式有其特殊性，有很高的文物價值和研究價值，必須予以保存，且要保存原貌。100號樓采用增設槽鋼支撐的方法加固，見圖6，槽鋼和梁加固用角鋼焊接形成完整的傳力體系，安全性、抗震性能完全可以得到保證。

圖6 樓板及梁加固

3）因屋面漏水木屋架局部糟朽嚴重，影響屋架承載力和結構安全，首先剔除糟朽部分木構件，并采用新木料修復原截面；修復后外抱角鋼，保證屋架受力的連續(xù)性，見圖7。加固時角鋼內不得采用灌注結構膠的方法，以免破壞木屋架原貌。

圖7 木屋架糟朽部位加固大樣圖（單位：mm）

4）木屋架使用時間較久，存在大量裂縫，不適于繼續(xù)承載，采用外抱鋼板箍的方法加固。為了建筑造型需要，房屋屋檐懸挑較長，但是因設計時對中國傳統(tǒng)建筑斗拱結構認識不足，造成屋檐變形嚴重，存在外閃現(xiàn)象，本次加固在屋面增設懸挑木構件，與屋架相連，大樣及加固后照片見圖8。

圖8 屋檐懸挑部位加固圖

5.4 加固效果

按照上述加固方案，報請了國家文物局批準，并組織了專家評審會，對加固方案給予了指導，并高度評價方案堅持了不改變原狀、最小干預原則，方案最大的亮點在于可逆性，滿足了后續(xù)使用要求。具體有以下幾點。

1）采用干式外包角鋼增設附屬子結構加固梁柱，解決了梁柱承載力不足的問題，具有可逆性；達到一定使用年限后可以拆除，對文物不造成損害，恢復原狀。

2）對樓板采用增設槽鋼支撐，有效解決了樓板鋼筋銹蝕嚴重，承載力降低的問題。

3）木屋架使用較久，有糟朽、裂縫的情況，采用外部敷設鋼板、外包鋼板箍，有效阻止了構件損壞繼續(xù)發(fā)展，保證了屋面結構的安全。

6 結語

金陵女子大學舊址在方案設計階段堅持了不破壞文物本體的原則，所用加固方法不僅保證了現(xiàn)階段使用的安全，而且方案具有可逆性，為多年后恢復原狀采用更先進的加固技術保留了可能性。經(jīng)加固修繕后，金陵女子大學舊址的文物建筑滿足了后續(xù)使用的要求，加固方法和修繕理念為校園內其他建筑及構筑物提供了借鑒。

為了文物保護的需要，對文物建筑進行加固必不可少。但是文物保護與文物建筑加固是矛盾統(tǒng)一的，為盡量減少對文物的破壞，選擇合適的加固方法尤為重要。在對文物保護時必須堅持不改變原狀、低限度干預、保護文化傳統(tǒng)、使用恰當?shù)谋Ｗo技術的保護原則。使用恰當?shù)谋Ｗo技術是實現(xiàn)其他保護原則的基礎，文物建筑保護應進行多方案的比選，選擇合適的方法。文物建筑加固時應解決好最小干預原則與保證文物安全的矛盾。