△大宸設(shè)計(jì)|韶關(guān)南華寺藏經(jīng)閣維修
中國(guó)古建筑主要由木、石、磚、瓦構(gòu)成,其中瓦材宜更換,石材強(qiáng)度與耐久性較好,而磚砌體易產(chǎn)生酥堿、松散、鼓閃,木構(gòu)件則多見(jiàn)糟朽、蟲(chóng)蛀、開(kāi)裂、歪閃等損壞。下面介紹幾種通常用于磚石砌體和木構(gòu)件的加固措施和方法。
△大宸設(shè)計(jì)|桂林仿唐建筑逍遙樓
一、砌體的加固措施
(1)拆砌
當(dāng)墻體堿蝕、酥松、空鼓、歪閃較嚴(yán)重,及明顯裂縫,靠剔鑿、挖補(bǔ)、摘砌無(wú)法維修時(shí),應(yīng)拆除重砌。拆砌危舊墻體應(yīng)盡量按原型制、原材料、原工藝、原做法,使其外形、色彩、尺度與原有墻體協(xié)調(diào)一致。對(duì)受力關(guān)鍵部位,在不影響外觀的前提下,必要時(shí)可采取新材料新技術(shù),或增加圈梁等改進(jìn)措施。
(2)灌漿加固
當(dāng)墻體開(kāi)裂、松散、空鼓嚴(yán)重,采取拆砌工期長(zhǎng)不方便,以及對(duì)歷史風(fēng)貌保存不利時(shí),可采取壓力(以低壓力為宜)灌漿的技術(shù)予以加固。灌漿材料一般采用水泥漿,或水泥、細(xì)砂、白灰膏混合料,以及環(huán)氧樹(shù)脂等結(jié)構(gòu)膠。
對(duì)空鼓墻體的加固應(yīng)在墻上鉆600mm間距梅花狀斜孔,灌漿前應(yīng)用高壓氣體將磚縫中的灰塵、雜物去除,墻體應(yīng)通過(guò)注入清水潤(rùn)濕,加強(qiáng)灰漿與磚的結(jié)合。對(duì)于墻體裂縫的加固,一般在清縫后采取相對(duì)較稀的微膨脹漿液,順著縫隙慢慢注入,讓其滲透進(jìn)去,同時(shí)應(yīng)及時(shí)清洗掉漏出墻面的漿液,以免污損墻面外觀,達(dá)到強(qiáng)度后對(duì)墻體表面修整打磨處理。
因地基原因造成墻體開(kāi)裂的應(yīng)先處理地基基礎(chǔ),再對(duì)墻體進(jìn)行修繕。
(3)扶壁柱法加固
當(dāng)墻體穩(wěn)定性與強(qiáng)度不夠時(shí),可采用混凝土扶壁柱法予以加固。該法一般用于在墻內(nèi)側(cè)處理(見(jiàn)圖1),不破壞外墻原貌。前后檐墻外內(nèi)或內(nèi)外墻無(wú)咬砌時(shí),宜采用打摽方法加固(見(jiàn)圖2)與增設(shè)扶壁柱加固相結(jié)合。
△混凝土扶壁柱法加固墻磚(圖1)
△打摽方法(圖2)
(4)鋼筋網(wǎng)水泥砂漿加固
對(duì)于內(nèi)部的墻或原本有粉灰的墻體的加固可采取鋼筋網(wǎng)水泥砂漿加固,即將要加固的墻體兩側(cè)鑿除粉灰或刷洗清理干凈,然后噴射砂漿或細(xì)石混凝土(見(jiàn)圖3)。此方法能較大幅度地提高磚墻的承載力,抗側(cè)移剛度及墻體的延性。
△鋼筋網(wǎng)水泥砂漿加磚墻(圖3)
二、木結(jié)構(gòu)的加固措施
(1)打牮撥正
該方法是在不拆落木構(gòu)架的情況下,使傾斜、扭轉(zhuǎn)、拔榫的構(gòu)件復(fù)位,再進(jìn)行整體加固(見(jiàn)圖4)。一般能揭去瓦面卸載的宜卸載,并應(yīng)松開(kāi)榫卯處的木鍥、卡口,有鐵件的,將鐵件松開(kāi);在打牮撥正過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況分次調(diào)整,每次調(diào)整量不宜過(guò)大。撥正過(guò)程中如有異常應(yīng)立即停止,查明原因、清除故障后,方可繼續(xù)施工。構(gòu)架的整體牮正應(yīng)同時(shí)做好殘損構(gòu)件的修復(fù)和拔榫構(gòu)件的歸位。
(2)外包鋼加固
當(dāng)大木構(gòu)架部分構(gòu)件拔榫時(shí),可采用外包扁鋼加固歸位后的節(jié)點(diǎn)(見(jiàn)圖5)。扁鋼宜做成丁字形。對(duì)劈裂、糟朽較嚴(yán)重的構(gòu)件(一般縫寬大于30mm)采用普通嵌補(bǔ)或剔補(bǔ)維護(hù)已不夠,需再用木條以耐水膠嵌補(bǔ)后,在損毀段加設(shè)2~3個(gè)扁鋼箍或鐵絲箍加固(見(jiàn)圖6)。對(duì)梁端糟朽或折斷較嚴(yán)重而不便更換的構(gòu)件可采用夾接角鋼或扁鋼予以加固。
(3)木材夾接、托接方法加固梁
木梁人墻的支撐端易產(chǎn)生糟朽、蟲(chóng)蛀等損壞。如果梁上下側(cè)損壞深度大于梁高的1/3而小于3/5時(shí),可經(jīng)計(jì)算后采取夾接(見(jiàn)圖7)。木夾板的截面與材質(zhì)不應(yīng)次于原有梁,并應(yīng)選用紋理平直、無(wú)木結(jié)和髓心的氣干材制作。當(dāng)夾接施工較困難時(shí)可采取托接的方式加固(見(jiàn)圖8)。
(4)鋼拉桿加固
當(dāng)梁枋構(gòu)件的剛度或承載力不夠,如發(fā)現(xiàn)有斷裂跡象,或屋架下弦受拉強(qiáng)度不夠時(shí),可采用鋼拉桿加固法予以加強(qiáng)(見(jiàn)圖9、圖10)。加固前應(yīng)確保木構(gòu)件材質(zhì)完好無(wú)腐朽、蟲(chóng)蛀。注意在采用拉桿加固時(shí)施加的拉力應(yīng)適當(dāng)。
(5)包鑲法和墩接法加固柱
當(dāng)柱腳周?chē)囊话牖蛞话胍陨媳砻嬖阈?,而深度不超過(guò)柱徑的1/5時(shí),可采取包鑲的方法,即剔除糟朽部分后按剔鑿深度、長(zhǎng)度及柱子弧度,制備出包鑲料,包在柱心外圍,使之與柱外徑一樣平整渾圓,然后用鐵箍將包鑲部分纏箍結(jié)實(shí)。
當(dāng)柱腳槽朽嚴(yán)重,但未超過(guò)柱高1/4時(shí),可采用墩接的方法進(jìn)行加固。常見(jiàn)的方法為:木料墩接、鋼筋混凝土墩接、石料墩接。
木料墩接是先將槽朽部分剔除,再根據(jù)剩余部分選擇墩接的榫卯式樣,如“巴掌榫”“抄手榫”等(見(jiàn)圖11)。
(6)抽換柱子及輔柱
抽換柱子即通常所說(shuō)的“偷梁換柱”,是指在不落架、不拆除與柱有關(guān)的構(gòu)件和構(gòu)造部分的前提下,用千斤頂或牮桿將梁枋支頂起來(lái),換上新柱。抽換構(gòu)件必須在條件允許的情況下方可進(jìn)行。不是所有的構(gòu)件都能不落架更換,一般只有檐柱、老檐柱等與其他構(gòu)件穿插較少,構(gòu)造較簡(jiǎn)單的構(gòu)件才能進(jìn)行抽換。
(7)新的化學(xué)加固
采用新的化學(xué)濫漿加固工藝,對(duì)糟朽、蟲(chóng)蛀超過(guò)1/3的構(gòu)件也可加固而不必更換,而且可以不落架大修。
(8)碳纖維布(CFRP)與結(jié)構(gòu)膠加固
碳纖維以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、可塑性好、耐腐蝕、耐久性好以及卓越的施工性能和廣泛的適用性在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固中普遍應(yīng)用?;谶@些性能,對(duì)于不規(guī)則斷面的傳統(tǒng)木構(gòu)件的加固來(lái)說(shuō),它實(shí)為首選材料。
由于纖維布非常輕薄,加固的木構(gòu)件經(jīng)彩繪后根本不影響外觀,也幾乎沒(méi)有增加附加重量,可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)加固法中的鐵箍,不僅強(qiáng)度高得多,且施工極方便,更無(wú)需進(jìn)行防腐處理,還能保護(hù)木材不受腐蝕。
化學(xué)灌漿填充木構(gòu)件,如輔以碳纖維布環(huán)繞包裹,則能大大提高其承載力。在木構(gòu)件小裂縫的填充與嵌補(bǔ)、剔補(bǔ)中采用結(jié)構(gòu)膠和摻木屑的配套填充料等現(xiàn)代材料比傳統(tǒng)維護(hù)方法要簡(jiǎn)便、快捷且效果好。
△大宸設(shè)計(jì)|梅縣靈光寺大殿維修
(9)更換新構(gòu)件
當(dāng)木構(gòu)件嚴(yán)重腐朽、蟲(chóng)蛀、燒損或開(kāi)裂,而不能采用修補(bǔ)加固處理時(shí),可考慮更換新構(gòu)件(一般是落架拆解更換)。當(dāng)原有構(gòu)件承載力不夠,撓度超過(guò)規(guī)范限值,又無(wú)法修補(bǔ)加固時(shí),應(yīng)予以更換。
△大宸設(shè)計(jì)|肇慶披云樓
文物的價(jià)值在于它的存在,只有將文物保存下來(lái)才能體現(xiàn)出其歷史、藝術(shù)、科學(xué)的價(jià)值,因此對(duì)損毀較嚴(yán)重的古建進(jìn)行加固,延長(zhǎng)其壽命是古建修繕中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。古建筑中承載著我國(guó)悠久傳統(tǒng)文化,因此保護(hù)古建筑具有極高的現(xiàn)實(shí)意義。
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