上海某優秀歷史建筑檢測鑒定與加固修復

0 引言

優秀歷史建筑對于國家和城市來說是一筆寶貴的財富，具有重要的歷史意義、文化價值和藝術價值。但隨著時間流逝，不少建筑都存在著老化損壞和破損的現象。因此，為使其能夠繼續使用，需要對房屋質量進行全面的檢測鑒定，并在此基礎上對其進行合理的加固修復。

本文以上海市某優秀歷史建筑為例，介紹其相關檢測鑒定與加固修復情況，為類似的歷史建筑檢測鑒定與加固修復提供參考。

1 工程概況

1.1 建筑概況

該建筑是一幢建于1913年的巴洛克式老式洋房大樓，屬于上海市優秀歷史建筑。其建筑風格為西方古典主義風格，立面用對稱處理手法，橫三段的處理十分明顯[1]（圖1）。建筑平面呈“L”形，東西向長34.87m， 南北向長45.37m，原為3層，后在使用期間加建至4層，總建筑面積約為4 353m2；加層改建后的房屋主要用作辦公用途。房屋總建筑高度為17.7m，其中，大樓底層層高為3.3m，2～4層層高均為4.8m；在4層屋面上，設有多處臨時搭建的簡易用房。

1.2 結構概況

房屋原3層部分為磚木結構，采用磚墻、鋼梁、木擱柵、鋼屋架等共同承重；增建的第4層則為磚墻、混凝土柱及混凝土梁板等共同承重的磚混結構，且在增建改造過程中，將房屋原屋面改造為現澆混凝土樓面（即現4層樓面）。房屋現有屋面上搭建的簡易用房多采用磚混結構。

房屋1～3層承重磚墻均采用青磚和石灰黏土砂漿砌筑，磚墻厚度主要為370mm 或490mm，少數磚墻厚610mm，1層和2層局部設有突出墻面的扶壁柱。1～3層縱橫向磚墻間距在2 750～25 500mm之間不等。房屋2、3層樓面主要采用鋼梁、木擱柵承重的樓蓋，局部采用鋼梁、現澆混凝土板承重的樓蓋。屋面采用鋼屋架承重，屋面結構為木檁條、木望板及紅色缸瓦。

房屋4層為使用期間的增建部分，增建過程中，采用鋼筋混凝土梁板對原屋面（即現4層樓面）進行了改造。4層各承重磚墻采用紅色黏土磚和混合砂漿砌筑，墻厚為240mm，局部設墻面的扶壁柱，縱橫墻間距在2 700～12 600mm 之間。4層樓面采用現澆鋼筋混凝土梁板承重，現澆板厚80mm；屋面結構布置與樓面基本相同，采用現澆鋼筋混凝土梁板承重，屋面現澆板厚150mm。

房屋采用墻下磚砌大放腳條形基礎（圖2），基礎埋深1 250mm、寬1 450mm，下設250mm 厚三合土墊層+木樁，木樁直徑及長度不詳。

2 原有結構的檢測與鑒定

2.1 房屋主要結構材料強度的檢測

根據房屋結構特點和現場檢測條件，①將房屋結構整體按1～4層分為4個檢測單元，采用貫入法檢測砂漿強度，并采用回彈法檢測黏土磚強度；②將1～3層整體作為一個檢測單元，采用彎曲試驗檢測木材強度；③將增建的4層整體作為一個檢測單元，采用鉆芯法檢測混凝土強度。

圖1 房屋南立面

圖2 基礎示意圖

根據現場檢測結果，房屋1～4層砂漿強度等級分別評定為M3.5、M1.3、M1.5和M1.3，磚強度等級分別評定為MU10、MU5、MU10和MU10，木材強度等級評定為TC17級，后期加層改建部分混凝土強度綜合評定為28.2MPa。

2.2 房屋變形情況的檢測

（1）采用SOKKIA C40型高精度水準儀，測量房屋相對不均勻沉降趨勢（含施工誤差）。檢測結果表明，房屋南北向整體表現為南端沉降大、北端沉降小，平均相對傾斜為4.11‰左右。其中，房屋北端東西向表現為東端沉降大、西端沉降小，平均相對傾斜為0.68‰左右；南端東西向表現為西端沉降大、東端沉降小，平均相對傾斜為4.20‰左右。各方向相對傾斜值均低于上海市工程建設規范《優秀歷史建筑保護修繕技術規程》（DGJ 08—108—2014）的限值要求（10‰）。

（2）采用中緯ZTS600型電子全站儀，對房屋的整體傾斜情況進行檢測。結果表明：房屋1～3層整體表現為向西、向南傾斜，最大傾斜率分別為3.29‰和9.41‰，南北向傾斜方向與相對不均勻沉降趨勢基本一致；4層整體傾斜規律不明顯，各方向傾斜率在0.22‰～7.11‰之間。各方向傾斜值均低于上海市工程建設規范《優秀歷史建筑保護修繕技術規程》的限值要求（10‰）。

2.3 房屋完損狀況的檢測

根據現場檢測條件，對房屋損傷狀況進行檢測，主要包括重點保護部位和其他部位的完損狀況檢測。檢測結果表明，房屋外墻面有較多開裂、破損、過梁銹蝕及搭建痕跡（圖3、4），4層為后期加層部位，屋面存在較多臨時搭建用房，內部特色裝修也有破損、腐朽現象，內部部分墻面開裂、破損，室內外部分地坪出現不同程度的開裂等，整體建筑風貌及結構損壞較為嚴重。

圖3 外墻窗邊墻面開裂

圖4 墻角破損

房屋墻面開裂、破損與房屋年久失修及不合理使用有一定關系，后期的裂縫發展與相鄰工程施工帶來的房屋沉降有關；室內外地坪開裂與相鄰工程施工帶來的影響一致，主要為相鄰工程施工導致。

2.4 房屋結構安全性驗算

不考慮地震作用，按照磚木混合結構體系，采用中國建筑科學研究院PKPM系列QITI計算軟件，對房屋結構的安全性進行計算分析。根據修繕方案，擬拆除后期加層搭建的部分，恢復房屋原有風貌，因此，按照原有3層結構進行計算分析，且房屋結構布置及幾何尺寸按經現場實測的尺寸取值，結構材料強度取實際檢測評定值，荷載按照實際調查結果取值。另外，計算時不考慮磚墻及木材損傷的影響，也不考慮房屋相對不均勻沉降和傾斜的影響。

計算結果表明，未來使用荷載作用下，房屋1～3層的窗間墻段豎向受壓承載力不足，3層少數墻段高厚度超過規范限值要求，但各層樓屋蓋結構滿足承載力的計算要求。

此外，房屋原為3層，后經不合理使用及加層改造，并受相鄰工程施工的影響，房屋外墻面出現較多開裂現象，部分內墻面也出現了開裂現象，需采取必要措施進行修復加固處理。

2.5 房屋結構抗震性能鑒定

根據國家標準《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023—2009），按照丙類建筑、上海7度抗震設防，后續使用年限為30年、A類建筑的使用要求，對房屋結構進行抗震性能鑒定。

房屋建筑年代久遠，原設計未考慮抗震設防，其房屋外觀和內在質量、抗震橫墻間距、平立面和墻體布置、黏土磚材料強度、圈梁設置及局部墻段連接構造措施等多項抗震構造措施不能滿足現行抗震鑒定標準要求。

采用抗震承載力驗算方法進行第二級鑒定。計算時，計入構造的整體和局部影響。計算結果表明，房屋各層均有部分墻段不滿足抗震抗剪承載力的計算要求。因此，房屋抗震性能綜合評定為不能滿足國家標準《建筑抗震鑒定標準》關于A類建筑、后續使用年限30年的要求。

考慮到房屋為上海市優秀歷史建筑，建議在滿足保護要求的前提下，對房屋進行必要的抗震加固處理。

3 加固修復方案

3.1 加固修復原則

考慮到房屋結構現狀及保護建筑的要求，加固修復時需遵守以下原則。

（1）在不改變原結構體系的前提下進行加固。

（2）對于房屋出現的非結構性損傷，按照修舊如舊的原則，對重點保護部位進行修繕處理。

（3）滿足正常使用荷載作用下的結構安全性。

（4）在滿足保護要求的前提下，采取必要措施，改善結構抗震性能。

3.2 基礎加固方法

考慮到相鄰施工的影響，且房屋基礎結構整體性較差，故擬對整個基礎采用靜壓錨桿樁進行整體托換加固處理。該方法是通過靜力把樁體壓入持力性能較好的土層，把樁與基礎連接，通過托換穿墻梁和托換夾墻梁將上部建筑荷載轉移到靜壓錨桿樁上，從而減少原地基土上的壓力，達到控制及減少沉降的目的。

3.3 墻體加固修復方法

（1）根據上文房屋結構安全性驗算結果，決定采用鋼筋網水泥砂漿對墻體進行加固處理，以提高墻體的豎向抗壓承載力和水平抗剪承載力。由于該建筑屬于優秀歷史建筑，建筑外立面不得改變，因此，在外墻內側進行單面加固，同時內墻采用雙面加固。

（2）對破損嚴重、灰縫空隙多的墻體采用流動性好的自流平無收縮混凝土進行灌注，有利于墻體空隙的密實[2]。

（3）此外，在滿足建筑保護要求的前提下，局部墻端增設鋼筋混凝土構造柱，并與磚墻有效拉結。

3.4 木構件加固修復方法

（1）木格柵、木檁條等木構件端部腐蝕部位，采用在腐朽木構件端部兩側夾鋼板或進行托換處理的方法進行加固處理；屋面板腐蝕部位更換對應區域木望板，并做好屋面防水措施。

（2）縱向開裂的木構件嵌縫后，采用間隔加設鋼箍或自攻螺栓的方法進行加強處理。

（3）木構件的連接節點處，采用兩側對夾十字形鋼板的方法進行加強處理，鋼板端部對穿螺栓固定，盡量避免對穿螺栓造成對原結構的影響。

4 結語

該房屋作為上海市優秀歷史建筑，具有重要的歷史意義、文化價值和藝術價值。但由于建造年代久遠，房屋結構存在一定的損傷和缺陷，并已影響到正常使用，為使這幢優秀歷史建筑能夠繼續使用，對其進行加固修復。

目前，該房屋的加固修復工作已經完成，并已投入正常使用。該房屋的檢測鑒定與加固修復為類似優秀歷史建筑加固修復提供了有益的參考。

參考文獻：

[1]鄭時齡.上海近代建筑風格[M].上海:上海教育出版社,1995.

[2]劉建平,李玉潔.磚木結構加固改造修復關鍵技術[J].工程抗震與加固改造,2011,33(4): 105-108.