■ 姚曉璐 Yao Xiaolu
上海市某文物建筑修繕前勘察
■ 姚曉璐 Yao Xiaolu
文章以上海市某文物建筑為例,介紹其歷史沿革、建筑結構概況,并根據現場勘察檢測,對房屋進行結構安全性和抗震性能評估,為房屋修繕提供技術依據。
文物保護建筑;檢測;結構安全性;抗震性能;評估
上海市某文物建筑建于上世紀20年代,為2層磚木結構(部分樓面為混凝土樓面)。由于年久失修,業主單位擬對該房屋進行全面修繕。為切實保護好文物建筑,對該文物保護建筑進行全面勘察,以明確房屋的建筑、結構現狀,為房屋修繕提供技術依據。
1.1 保護級別
該房屋于2014年4月被公布為上海市文物保護單位,屬于近現代重要史記及代表性建筑中的工業建筑及附屬物。
根據《文物保護法》第21條和《文物保護工程管理辦法》第3條的規定及現場勘察結果,保護原則應為:建筑主要立面、主要結構體系、主要空間格局和有價值的建筑構件不得改變。
1.2 重點保護部位
作為上海市文物建筑,建筑主要立面、結構體系、平面布局和有特色的內部裝飾均應重點保護。
根據現場勘查結果,該房屋重點保護部位主要包括室外各建筑立面、干掛石墻面、特色窗眉、窗臺、特色地壟、清水磚墻、特色混凝土腰線、原始門窗等,以及室內細木地板及木質踢腳線、掛鏡線、特色天花飾線、原始木門、特色窗、特色壁爐、原始木質衣柜、原始木樓梯、原始彩色缸磚、原始門窗五金件等(圖1、2)。
2.1 建造歷史
該房屋為民生碼頭附屬建筑,民生碼頭的前身為瑞記洋油棧碼頭,始建于清光緒三十四年(1908年),由英國航行于亞歐之間最大的輪船公司——英國藍煙囪輪船公司委托太古洋行建造,故亦稱為“英商藍煙囪碼頭”或“太古碼頭”。
現今的民生碼頭主要經歷了4個建設時期,即:第一次建設時期(1908年~1920年)、第二次建設時期(1920年~1924年)、第三次建設時期(1974年5月~1976年)和第四次建設時期(1991年5月~1996年9月)。根據《上海地圖》及相關歷史照片,該房屋是在民生路碼頭第二次建設時期建造的。
2.2 使用歷史
由于相關歷史資料缺失,故根據《上海地圖》(1928年,上海工部局印)及相關歷史照片推測,該房屋位于原亞細亞火油公司油棧內,當時應該是作為亞細亞火油公司油棧住宅、辦公樓使用。
1953年以后,由于碼頭的倉庫、資產和工作人員全部由上海區港務管理局統一經營管理,因此判斷該時期房屋由上海港務管理局作為住宅、辦公樓使用。
3.1 建筑風格
該房屋屬于英式別墅風格,整個建筑外立面采用干粘石裝飾,外觀古樸、典雅,并不追求光鮮亮麗。房屋簡潔的建筑線條、凝重的建筑色彩和獨特的風格充分詮釋了英式建筑的莊重、古樸。
房屋平面形式近似“U”形,分為東西兩個對稱單元,秉承了英國古典主義對稱與和諧的原則。南北向根據使用功能,分為南翼主體空間及北翼后勤區,因此,南翼的細節裝飾更為考究。南翼屋頂采用經典的紅瓦四坡屋頂,房屋外立面整體的灰色基調與紅瓦坡屋頂的顏色搭配,賦予了建筑動態的韻律與美感。南立面突出的陽臺強調了南側入口門廊和主立面,同時也豐富了主立面的層次。坡屋頂上突出的大煙囪,體現出建筑飾性與實用性的完美結合。
房屋周邊樹木茂盛,郁郁蔥蔥的喬木映襯著色彩鮮明的灰墻、紅瓦,使建筑顯得優雅、莊重,更加烘托了建筑濃郁的歷史氛圍。室內原始門窗、木樓梯、壁爐等裝飾精美且部分保存完好,是建筑歷史價值的重要體現。建筑室內墻面及平頂裝修主要以粉刷為主,平頂陰角加以天花飾線裝飾,風格簡潔。
3.2 建筑概況及平面布置

圖1 建筑南立面

圖2 室內衣柜、壁爐、掛鏡線等
房屋為2層磚木混合結構,平面布置規則、對稱,東西兩個完全對稱的住宅單位圍合著一個院子。房屋東西向總長28.34m、南北向總寬23.12m,檐口高6.6m,一層、二層層高均為3.30m。另外,北翼作為后勤區,在標高上比南翼低1m左右。
房屋立面外墻主材料為干掛石,立面結構形式規則。建筑南立面為主立面,中央的涼廊將立面自然分割為虛實相應的三個部分;北立面和內庭內立面為入口立面,由于有3個樓梯間和大部分后勤用房,故立面相對封閉,但立面上錯動的窗戶令建筑生動且頗有英式維多利亞莊園建筑的風格;東、西立面完全對稱,由于內部很多居室在東西向開窗,讓東西立面并不感覺像側立面,反倒因為坡屋頂和平屋頂的結合而顯得生動,且尺度宜人。
房屋每個單元南區均為類似客廳、臥室等居室,南側中央的居室還帶有一個大陽臺,具有良好的視野和景觀。房屋南側中部設入口;北側中部木樓梯為主樓梯,東西兩側后勤區域分別設置各自的服務樓梯。房屋走道及臥室等房間均采用混凝土樓面、細木地板。北區的院子被圍墻分隔為3份,中央的院子直抵建筑入口的樓梯間,為兩戶共享,服務于建筑南翼的主體空間。東西兩廂的院子則分屬兩個單元,大約為過去的后勤通道空間(圖3)。屋面采用南翼木結構四坡頂和北翼現澆混凝土平屋頂結合的形式,坡屋頂為木屋架上鋪木檁條、木望板、平瓦屋面。
3.3 結構概況

根據現場檢測結果,該房屋豎向主要由磚墻承重。采用磚放腳基礎,基礎磚放腳3個臺階,其下設置500mm厚三合土墊層。
承重磚墻采用黏土紅磚、石灰砂漿砌筑,墻厚主要為一磚墻和一磚半墻。采用現澆鋼筋混凝土樓面,板底配筋主要為ф8@51、ф8@305。
屋面采用木屋架承重,主木屋架高3 500mm,下 弦 截 面 尺 寸120mm×250mm, 上 弦 截 面尺 寸120mm×200mm, 中 部 豎 桿 截 面 尺 寸120mm×125mm,橫腹梁截面尺寸120mm×200mm,腹桿均為120mm×120mm。
4.1 建筑、結構圖紙測繪
房屋原建筑、結構設計圖紙資料缺失,由我院技術人員對該房屋建筑、結構圖紙進行測繪。現場采用5m鋼卷尺和激光測距儀對被勘察房屋的平立面布置、主要平面尺寸及層高進行測繪,并繪制被勘察房屋的建筑測繪圖紙;根據現場可檢測條件,對被勘察房屋結構形式、結構平面布置、軸線尺寸及主要承重構件尺寸等分別進行測繪,并繪制了被勘察房屋的結構測繪圖紙。
4.2 建筑結構完損現狀勘查
為明確房屋完損狀況,對該房屋重點保護部位、一般部位、設施設備等進行現場完損勘察。結果顯示:①其重點保護部位主要存在外立面檐口梁鐵脹、檐口板破損、雨篷破損、木樓梯平臺板破損、細木地板腐朽破損、木質踢腳線與墻面脫開、掛鏡線與墻面脫開、墻面粉刷受潮且有滲水痕跡、鋼窗銹蝕、天花飾線及平頂受潮甚至滲水、木吊頂破損等損壞;②一般部位主要存在廚房及保姆間墻面大面積滲水、平頂受潮生霉、粉刷起皮、平頂鐵脹、瓷磚脫落等損壞;③設施設備主要存在屋頂雨水管破損,管內生草堵塞等損壞現象。
4.3 建筑變形勘查
(1)為了解房屋目前傾斜情況,現場采用全站儀和300mm鋼直尺,根據《建筑變形測量規范》(JGJ 8—2007)等,采用投點測量法,對該房屋有測量條件的外墻棱線進行了現場垂直度測量。根據外墻棱線傾斜測量結果:被勘察房屋無明顯整體傾斜規律,其中向南方向的最大傾斜率為5.9‰,向北方向的最大傾斜率為0.6‰,向東方向的最大傾斜率為1.6‰,向西方向的最大傾斜率為4.9‰,各測點的傾斜率均小于《危險房屋鑒定標準》(JGJ 125—99 2004版)規定的10‰限值。
(2)為了解房屋目前原始腰線相對高差情況,現場采用WILD型水準儀和3m塔尺,根據《建筑變形測量規范》等,對被檢測房屋外立面原始腰線的相對高差進行測量。測量結果顯示:被勘察房屋南側主樓部分腰線主要呈南高北低,各測點間傾斜率均較小,因此原始腰線相對高差無異常。
對測量結果進行綜合分析,房屋傾斜率和差異沉降均較小,因此被勘察房屋整體變形較小。
4.4 材料強度檢測
(1)采用ZC4型磚回彈儀,根據《砌體工程現場檢測技術標準》(GBT 50315—2011),對房屋砌筑磚強度進行抽樣檢測。檢測結果表明,被勘察房屋砌筑磚抗壓強度推定等級為:一層MU15,二層MU10。
(2)采用SJY800B型貫入式砂漿強度檢測儀,參照《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術規程》(JGJ/T 136—2001),對有現場檢測條件的砌筑砂漿強度進行了抽樣檢測。由于規程中對石灰砂漿無專用測強曲線,本次檢測參照水泥混合砂漿強度。根據檢測結果,被勘察房屋砌筑砂漿抗壓強度推定值為:一層1.3MPa,二層1.4MPa。結合以往的工程經驗,建議將砌筑砂漿強度均評定為1.0MPa。
(3)采用Equotip bambino2里氏硬度計,參照《金屬里氏硬度試驗方法》(GB/T 17394—1998)、《既有建筑物結構檢測與評定標準》(DG/TJ 08—804—2005),對有檢測條件的鋼筋強度進行了抽樣檢測。檢測結果表明:被勘察房屋梁底受力鋼筋抗拉強度>455MPa。由于房屋建造年代久遠,結合以往的工程經驗,建議將鋼筋強度評定為現行規范的一級鋼筋。
(4)采用ZC-3型混凝土回彈儀,根據《結構混凝土抗壓強度檢測技術規程》(DGTJ 08—2020—2007),采用回彈法對被勘察房屋部分混凝土構件進行了現場抽樣檢測。被檢測房屋建于上世紀20年代,混凝土齡期已超過30 000d,參照《混凝土結構加固設計規范》(GB 50367—2013)附錄B,對檢測結果進行修正,修正系數為0.82。經修正后的混凝土抗壓強度推定值為21.3MPa。由于房屋建造年代久遠,結合以往的工程經驗,建議將混凝土強度等級評定為現行規范的C15。
(5)經現場勘察,該房屋木構件所采用的木材主要為杉木,其新材料的強度等級取TC11A。由于切取木材試樣對房屋屋面結構損傷較大,依據《既有建筑物結構檢測與評定標準》第4.9.5條及《民用建筑修繕工程查勘與設計規程》(JGJ 117—98)第6.2.3條,選用舊木材作為承重構件或舊木結構構件,在驗算時應視其材質、材種、材性和使用條件、部位、年限等情況綜合分析,強度設計值折減系數可取0.6~0.8,彈性模量折減系數可取0.6~0.9。經現場勘察,對木材材質、外觀、使用現狀、使用年限等情況進行綜合分析,建議被檢測房屋木構件強度設計值和彈性模量折減系數均取0.8,則實際材料強度取值為:抗彎8.8MPa、順紋抗壓8.0MPa、順紋抗拉6.0MPa、順紋抗剪1.12MPa。
(1)經現場勘察,該房屋砌體構件連接和砌筑方法基本正確,工作無異常;砌筑磚與砌筑砂漿黏結基本完好,所處環境正常,連接基本合理。
(2)根據現場勘察結果及上部結構承載力驗算結果,在正常使用荷載作用下,被勘察房屋墻體抗壓承載力均滿足要求,墻體高厚比均滿足要求,主要承重的木屋架承載力滿足要求。
綜合以上檢測和驗算結果,在正常使用荷載作用下,房屋墻體抗壓承載力均滿足要求,且勘察過程中未發現房屋存在明顯影響房屋正常使用的結構損壞。因此,被勘察房屋可以作為展廳、辦公樓正常安全地使用。
6.1 抗震設防基本要求
該房屋抗震設防類別為丙類(標準設防類),抗震設防烈度為7度,基本地震加速度為0.10g,地震分組為第一組,場地類別為IV類。
6.2 地基和基礎抗震鑒定
根據《現有建筑抗震鑒定與加固規程》(DGJ 08—81—2015)第4.1.6條規定,7度時地基基礎現狀無嚴重靜荷載缺陷的乙類、丙類建筑可不進行地基基礎的抗震鑒定。
經現場檢測,房屋上部結構各測點的傾斜方向無明顯規律,各測點的傾斜率均未超過《危險房屋鑒定標準》規定的限值10‰,房屋上部結構未發現有因地基不均勻沉降而引起的變形開裂現象,房屋基礎現狀判定為無嚴重靜荷載缺陷,因此可不進行地基基礎的抗震鑒定。
6.3 結構抗震措施鑒定
根據《現有建筑抗震鑒定與加固規程》(DGJ 08—81—2015)第5.1節“一般規定”的相關條文,對房屋進行了評定,房屋外觀和內部質量中,木地板存在明顯受潮、腐朽情況,個別混凝土構件有明顯混凝土剝落、銹脹露筋現象,不滿足要求。故根據《現有建筑抗震鑒定與加固規程》第5.2節相關條文,對房屋結構進行了抗震措施鑒定。結果表明:房屋結構體系中房屋南翼和北翼存在錯層,同一樓層的樓板標高差>500mm,出屋面小煙囪在出入口和人流通道處未設有防倒塌措施,不符合相關要求,其余如房屋高度、層數、材料強度、整體性構造等各項措施均符合或基本符合相關要求。因此,應結合本次修繕加固對上述損壞進行修繕加固,并適當提高房屋抗震能力。
6.4 勘查結論
綜上所述,在正常使用荷載下,被勘察房屋承載力滿足要求;外立面和內部裝飾裝修存在一定損壞,應對該房屋進行修繕,并采取措施適當提高房屋的抗震能力;同時,宜重視避雷、消防、安防、防震、綠化與環境整治等問題。修繕設計和施工應遵守《中華人民共和國文物保護法》等有關法律法規,以不改變文物原狀為原則,確保文物建筑安全、正常地使用。
文物保護單位是指具有歷史、藝術、科學價值的古文化遺址、古建筑、石窟寺等,是古代科學文化信息的媒體,對于科技史和文化研究有著重要意義。現今上海存有大量的文物保護單位,為了與時俱進地對其保護并加以利用,使其充分發揮歷史、經濟價值,對歷史建筑特別是文物建筑的修繕、加固等工作尤為重要。在修繕前,詳細的勘察鑒定可為修繕設計提供技術依據,其作用在文物建筑修繕過程中是不可或缺的。但由于文物建筑不同于普通建筑,因而勘察鑒定人員應結合建造年代、建筑風格、結構類型、修繕加固歷史情況等,制定完備的勘察技術方案,保證勘察工作的順利開展,為后續的設計施工提供有效的技術支撐。
Survey of a Cultural Relic Building of Shanghai before Rehabilitation
With a cultural relic building for example, this paper introduced its historical course, condition of building structure and assessed structural safety and anti-seismic property of the house according to onsite survey so as to provide technical basis for rehabilitation.
cultural relic conserved building, inspection, structural safety, anti-seismic property, evaluation
2017-02-21)
姚曉璐,碩士,上海房屋質量檢測站助理工程師。