修復(fù)和加固中國(guó)古代建筑結(jié)構(gòu)

中國(guó)古代建筑主要由木材、石材、磚、瓷磚組成，其中瓷磚應(yīng)更換，石材強(qiáng)度和耐久性較好，磚砌體易產(chǎn)生脆堿、松散、閃光，木構(gòu)件多見槽腐爛、蛀蟲、開裂、彎曲閃光等損壞。以下是磚砌體和木構(gòu)件中常用的幾種加固措施和方法。

一、砌體加固措施

(1)拆砌

當(dāng)墻體堿腐蝕、松動(dòng)、空鼓、彎曲閃光嚴(yán)重、裂縫明顯時(shí)，不能通過鑿子、挖掘和拆除進(jìn)行維護(hù)時(shí)，應(yīng)拆除重建筑。拆除危險(xiǎn)墻體應(yīng)盡可能按照原型、原材料、原工藝、原實(shí)踐，使其外觀、顏色、規(guī)模與原墻體協(xié)調(diào)。對(duì)于關(guān)鍵受力部位，必要時(shí)可采取新材料、新技術(shù)或增加圓梁等改進(jìn)措施。

(2)灌漿加固

當(dāng)墻體開裂、松散、空鼓嚴(yán)重，拆除工期長(zhǎng)、不方便，不利于歷史風(fēng)格的保存時(shí)，可采用壓力（低壓）灌漿技術(shù)進(jìn)行加固。灌漿材料一般采用水泥漿，或水泥、細(xì)砂、白灰膏混合物、環(huán)氧樹脂等結(jié)構(gòu)膠。

加固空鼓墻應(yīng)在墻上鉆600mm間距梅花斜孔。灌漿前，用高壓氣體清除磚縫中的灰塵和雜物。墻體應(yīng)通過注水加強(qiáng)砂漿與磚的結(jié)合。對(duì)于墻體裂縫的加固，一般采用相對(duì)較薄的微膨脹漿，沿縫隙慢慢注入，使其滲透，同時(shí)應(yīng)及時(shí)清理墻體漿液，以免損壞墻體外觀，達(dá)到墻體表面修復(fù)拋光處理后的強(qiáng)度。

因地基原因造成墻體開裂的，應(yīng)先處理地基，再修復(fù)墻體。

(3)扶壁柱法加固

當(dāng)墻體穩(wěn)定性和強(qiáng)度不足時(shí)，可采用混凝土支撐墻柱法進(jìn)行加固。該方法一般用于墻內(nèi)處理（見圖1），不損壞外墻的原始外觀。當(dāng)前后檐墻外或內(nèi)外墻無(wú)咬合時(shí)，應(yīng)采用沖壓法加固（見圖2）與增加扶墻柱加固相結(jié)合。

(4)鋼筋網(wǎng)水泥砂漿加固

對(duì)于內(nèi)墻或原有粉塵的加固，可采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿加固，即將加固的墻兩側(cè)鑿除粉塵或清洗，然后噴灑砂漿或細(xì)石混凝土（見圖3）。該方法可以大大提高磚墻的耐久性、抗剛度和墻體的延性。

二、木結(jié)構(gòu)加固措施

(1)打正

該方法是將傾斜、扭轉(zhuǎn)、拔榫的構(gòu)件復(fù)位，然后進(jìn)行整體加固(見圖4)，而不拆除木結(jié)構(gòu)。一般情況下，可拆卸瓦面卸載的應(yīng)卸載，榫卯處應(yīng)松開木持和夾口。如果有鐵件，應(yīng)松開鐵件；在矯正過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分級(jí)調(diào)整，每次調(diào)整量不宜過大。撥正過程中如有異常，應(yīng)立即停止，查明原因，清除故障后方可繼續(xù)施工。整體結(jié)構(gòu)應(yīng)修復(fù)損壞的構(gòu)件，并將榫構(gòu)件歸位。

(2)外包鋼加固

大木框架部分構(gòu)件拔榫時(shí)，可采用外包扁鋼加固到位后的節(jié)點(diǎn)(見圖5)。扁鋼應(yīng)做成丁字形。劈裂、腐爛嚴(yán)重的構(gòu)件(一般縫寬大于30)mm)普通的嵌補(bǔ)或剔補(bǔ)維護(hù)是不夠的，需要用木條用耐水膠嵌補(bǔ)，在損壞段加2~3個(gè)扁鋼箍或鐵絲箍加固(見圖6)。夾角鋼或扁鋼可用于加固梁端腐爛或斷裂嚴(yán)重且不方便更換的構(gòu)件。

(3)木材夾接、托接方法加固梁

木梁人墻的支撐端容易腐爛、蛀蟲等損壞。如果梁上下側(cè)的損壞深度大于梁高的1/3，小于3/5，則可在計(jì)算后進(jìn)行夾接（見圖7）。木夾板的截面和材料不得低于原梁，而應(yīng)采用質(zhì)地直、無(wú)木結(jié)、髓心的氣干材料制成。當(dāng)夾接施工困難時(shí)，可通過托接加固（見圖8）。

(4)鋼拉桿加固

當(dāng)梁梁構(gòu)件的剛度或承載力不足時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)斷裂跡象或框架下弦的拉伸強(qiáng)度不足，可采用鋼拉桿加固法加固（見圖9、圖10）。加固前，應(yīng)確保木材構(gòu)件材料完好，無(wú)腐爛和蛀蟲。使用拉桿加固時(shí)應(yīng)注意適當(dāng)?shù)膹埩Α?/p>

(5)包鑲法和墩接法加固柱

當(dāng)柱腳周圍的一半或一半以上表面腐爛，深度不超過柱徑的1/5時(shí)，可采用包裝鑲嵌的方法，即根據(jù)鑿子的深度、長(zhǎng)度和柱弧度，在柱心周圍制備包裝鑲嵌材料，使其與柱外徑一樣光滑圓潤(rùn)，然后用鐵箍將包裝鑲嵌部分包裹牢固。

柱腳槽嚴(yán)重腐爛，但不超過柱高1/4時(shí)，可采用墩接法加固。常用的方法有:木墩、鋼筋混凝土墩、石墩。

木墩接是先將凹槽部分去掉，然后根據(jù)其余部分選擇墩接的榫卯樣式，如巴掌榫、抄手榫等(見圖11)。

(6)更換柱和輔柱

更換柱，俗稱偷梁換柱，是指在不落架、不拆除與柱相關(guān)的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)部分的前提下，用千斤頂或玉柱支撐梁梁，更換新柱。更換構(gòu)件必須在條件允許的情況下進(jìn)行。并非所有構(gòu)件都不能落架更換。一般只有屋檐柱、舊屋檐柱等與其他構(gòu)件穿插較少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的構(gòu)件才能更換。

(7)新化學(xué)加固

采用新的化學(xué)灌漿加固工藝，也可以在不更換的情況下加固槽腐爛和蟲蛀超過三分之一的部件，不落架大修。

(8)碳纖維布（CFRP）加固結(jié)構(gòu)膠

碳纖維廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固中，其重量輕、強(qiáng)度高、塑性好、耐腐蝕、耐久性好、施工性能優(yōu)異、適用性好。基于這些性能，它實(shí)際上是不規(guī)則截面?zhèn)鹘y(tǒng)木構(gòu)件加固的首選材料。

由于纖維布非常薄，鋼筋木構(gòu)件不影響外觀，幾乎不增加附加重量，可以取代傳統(tǒng)鋼筋法中的鐵箍，不僅強(qiáng)度高得多，而且施工非常方便，不需要防腐處理，而且可以保護(hù)木材不受腐蝕。

如果用碳纖維布包裹化學(xué)灌漿填充木構(gòu)件，其承載力可以大大提高。在木構(gòu)件小裂縫的填充和填充中，結(jié)構(gòu)膠、木屑等現(xiàn)代材料比傳統(tǒng)的維護(hù)方法簡(jiǎn)單、快捷、有效。

(9)更換新構(gòu)件

當(dāng)木材構(gòu)件嚴(yán)重腐爛、蛀蟲、燒損或開裂，不能修復(fù)和加固時(shí)，可以考慮更換新構(gòu)件（通常是拆卸和更換）。當(dāng)原部件承載力不足，撓度超過標(biāo)準(zhǔn)限值，無(wú)法修復(fù)和加固時(shí)，應(yīng)更換。

文物的價(jià)值在于它的存在。只有保存文物，才能體現(xiàn)其歷史、藝術(shù)和科學(xué)的價(jià)值。因此，古建筑修復(fù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是加損壞嚴(yán)重的古建筑，延長(zhǎng)其使用壽命。古建筑承載著中國(guó)悠久的傳統(tǒng)文化，因此保護(hù)古建筑具有很高的現(xiàn)實(shí)意義。