某近現代磚木結構優秀歷史建筑檢測鑒定與加固

王兵，張興偉，劉勝波，舒云健

(重慶市建筑科學研究院有限公司，重慶 400016)

0 引言

近幾年隨著城市化進程的快速推進與文化保護要求的不斷提高，大量具有歷史意義和保留價值的歷史建筑需要改造和修繕。磚木結構是歷史建筑常采用的一種結構形式，在歷史建筑中應用較廣。然而該類建筑修建年代較久遠，根據當時的條件和要求修建，抗震構造措施通常不符合現行相關規范要求，同時部分建筑歷史演變復雜，缺乏必要的保護與修繕，存在安全隱患，有必要對其進行結構安全性鑒定與結構加固。 本文以某行政辦公樓為例，詳細闡述了磚木結構歷史建筑的檢測鑒定方法及內容，并介紹了針對性的加固、修繕方法，可在類似工程項目中推廣應用。

1 工程概況

某行政辦公樓（圖1）為三層磚木結構房屋，原為川東人民行政公署辦公樓，修建于1951 年，距今已有近70 年歷史。 建筑平面近似呈矩形，總長度約57.8m，總寬度約16.7m，建筑面積約3300m2。四周為帶壁柱的磚墻，內部有四道橫墻承重；兩側為方形磚柱，中間大廳范圍內為12 根圓形磚柱（圖2），樓屋面采用木樓面、 三角形木屋架。

圖1 建筑外立面

圖2 磚圓柱

盡管川東行署區在重慶北碚主政時間不長，但在經濟、醫療、教育等方面都有初步的規劃，具有一定影響，也曾接待過我國高級領導人鄧小平、朱德、賀龍等老一輩無產階級革命家，對研究西南地區建國后歷史具有重要意義。 項目建筑現為重慶市優秀近現代建筑，市級文物建筑，具有較高的歷史文化價值。

2 檢測情況及結果

2.1 地基基礎

該房屋坐落在緩坡上，周圍地勢相對比較平緩，無臨空面，地基為較完整的砂巖。 現場未發現由于地基、基礎沉降而引起的地面下沉、開裂、墻體開裂傾斜等異常情況，表明地基基礎使用正常。

2.2 建筑測繪和結構概況

該房屋無歷史檔案資料，結構情況不詳。 因此，本次檢測時對結構情況進行了測繪（圖3），測繪過程中對承重墻體、磚柱截面尺寸及強度進行了檢測，為后續承載力驗算提供了依據。

圖3 結構布置簡圖

2.3 上部承重結構檢測

2.3.1 墻體及磚柱

墻體采用青磚與混合砂漿砌筑， 混合砂漿灰縫厚度不均勻，部分灰縫不飽滿、不密實；部分墻體在安裝線箱時在墻體上開洞口、開線槽，損傷了原有墻體；磚柱砌筑質量較好，灰縫厚度均勻、飽滿密實。

2.3.2 木樓蓋

（1） 木樓蓋結構從上至下依次為：木面板、承重木格柵、承重木梁。 個別木梁有蟲蛀痕跡、個別承重木格柵穿線管局部破損，未發現其他構件存在腐朽、蟲蛀、變形、翹曲等缺陷。

（2） 對木梁、承重木格柵截面尺寸和間距進行了抽測，木梁直徑d=240～350mm， 承重木格柵截面尺寸b×h=（30～80）×（85～140）mm，間距在180～300mm 之間。

2.3.3 木屋架及屋面

（1） 屋面為雙坡三角形木屋架，屋架擱置于磚柱及磚墻上，支撐系統設置較完整；但屋面排水溝滲漏部位部分節點木材蟲蛀現象嚴重；另外個別桿件也存在順紋開裂較大、鐵件銹蝕等問題。

（2） 該工程屋面為機制青瓦屋面，部分屋面滲漏現象較嚴重。

2.3.4 門、窗洞口過梁

門、窗洞口上部有弧形磚拱，也有磚砌平拱，部分有木過梁，部分無木過梁。 現場發現部分木過梁掉落，部分木過梁下的磚墻體有局部削弱現象，部分門窗過梁端部的墻體出現豎向裂縫。

2.3.5 其他構造

該房屋在二層頂（4）、（9）、（12）、（17）軸線橫墻上及三層設置圈梁，部分圈梁箍筋外露，有銹蝕現象。

2.4 結構抗震性分析

（1） 房屋實際高寬比不大于2.2，質量和剛度沿高度分布基本均勻， 樓層質心和計算剛心位置基本重合。 磚的強度等級為MU10，磚柱砂漿強度滿足M10，但墻體砂漿強度小于M2.5。

（2）樓蓋為木結構柔性樓蓋，剛度差，對磚柱的側向約束較小，屋蓋為木屋架機制瓦屋蓋，重量較大，不利于抗震。

（3）房屋未設置構造柱，僅在二層部分橫墻及三層設置圈梁，構造柱和圈梁設置不符合要求。

綜上，該建筑部分項目不符合抗震性能要求，應適當采取抗震加強措施。

2.5 檢測、鑒定結論

（1） 該建筑保存相對完整，經綜合分析， 房屋結構可滿足安全使用要求。 但由于部分墻體被削弱并出現非受力裂縫， 木樓蓋個別木梁和承重木格柵損傷， 部分木屋架節點被蟲蛀、腐朽，導致部分結構構件存在安全隱患， 需及時采取措施進行處理。

（2） 該房屋修建年代較久遠，按照當時條件和要求修建，部分抗震構造措施不符合現行相關規范要求。 由于其為近現代優秀歷史建筑， 外立面不能改變， 且委托單位還需使用一定年限，因此，應適當加強該建筑抗震構造措施。

3 房屋加固及修繕

3.1 加固處理原則及施工順序

（1） 根據檢測鑒定結果，基于遵守不改變房屋既有結構和風貌的原則，盡最大可能利用原有材料，保留原有構件，使用原有工藝，保存建筑更多的歷史信息，依據相關標準[1-3]對其進行加固修繕。

（2） 施工過程中應做到精細施工、保護為主，以先放樣、后加固施工為原則。

（3） 根據工藝要求結合現場實際情況，施工順序應遵循以下流程：①建筑室內卸載，搭設臨時支撐；②磚柱加固；③墻體裂縫封閉及墻體加固；④木樓蓋缺陷處理，門窗過梁處理；⑤增設樓蓋的水平支撐；⑥屋架維修處理；⑦屋面治理；⑧對木構件進行白螞蟻防治處理；⑨對墻體進行粉刷、裝修。

3.2 針對抗震問題的加固

3.2.1 墻體加固

由于墻體砌筑質量較差，砌筑砂漿強度小于M2.5，且開槽、開孔較多而普遍，嚴重削弱了墻體整體性和承載力，房屋整體抗震性能較弱。 同樣，因歷史保護建筑外立面不能改變，對外墻采用墻體內側鋼筋網抹壓40mm 厚細石混凝土的方式加固，對內墻則采用兩側鋼筋網抹壓40mm 厚細石混凝土的方式加固。 加固后墻體抗力與效應之比由0.66～1.86 提升至1.64～4.66，樓層綜合抗震能力指數由1.05 提高至1.72， 墻體承載能力及抗震能力顯著提高。

3.2.2 磚柱加固

獨立磚柱結構整體性差， 側向剛度及抵抗變形的能力較差，不利于抵抗地震作用，因此方柱采用外包鋼方式加固，圓形柱采用外粘鋼板加固，以增加磚柱抵抗變形的能力及承載能力[4]。同時在樓層磚柱間增設水平側向支撐增強房屋側向剛度及整體性，加固大樣見圖4、圖5。

圖4 磚柱外包鋼加固

圖5 水平側向支撐大樣

3.3 門窗過梁加固

新增槽鋼更換受損腐朽木過梁（圖6）；對無木過梁（磚砌平）的出現開裂現象的洞口采用角鋼進行加固處理。 需要注意的是更換加固前應對過梁進行臨時支撐，更換加固后對洞口上的裂縫采用壓力灌108 膠水泥漿進行封閉，靜置1～2 天后，才能拆除臨時支撐。

圖6 門窗洞口加固大樣

3.4 木樓蓋加固

對木樓蓋的木材首先進行防蟲蛀處理，再對被蟲蛀的木梁采用置換型鋼梁進行加固處理，對受損的木格柵采取補強處理措施（圖7）。需要指出的是，腐朽木梁加固應與磚柱外包鋼加固綜合考慮，確保連接的可靠性。

圖7 原木梁型鋼加固大樣

3.5 木屋架加固

木屋架基本可滿足安全使用要求，主要的處理方式為缺陷處理、白螞蟻治理、桿件的加固及鐵件的除銹處理。 對木桿件開裂部位的裂縫用木條嵌補后用耐水性膠粘劑粘牢，再用?4@10mm 細鐵絲綁扎加固，長度向裂縫兩端各延伸500mm；對腐朽的木檁條進行更換；對節點蟲蛀和腐朽的木構件進行清理后采用型鋼進行加固，屋架節點加固大樣見圖8。

圖8 屋架節點加固大樣

3.6 屋面及其他損傷處理

（1） 屋面：局部屋面及四周排水溝有滲漏現象，導致在其下部位的木構件有腐朽現象。 經綜合考慮，對屋面木屋架加固修繕后，對滲漏部位進行更換，對屋面四周排水溝進行治理，嚴禁滲漏。

（2） 墻體裂縫：在墻體進行鋼筋網水泥砂漿面層加固前，對墻體裂縫采用壓力灌水泥漿的方法進行封閉，對受損部位墻體局部進行置換[5]。

（3） 圈梁：對受損圈梁剔除松散混凝土，再對箍筋進行除銹處理，最后用修復砂漿進行修復處理。

4 結語

磚木結構歷史建筑承載著地域和歷史文化，能夠反映一定時期的歷史風貌和地方特色，具有較大的保護價值，其修繕與加固是一個系統工作，須以保護其歷史價值為原則，重點查明結構目前的安全隱患及抗震性能， 并應考慮加固施工順序及節點連接的精細化設計，使得歷史建筑的歷史信息盡可能得到還原。 本文以重慶某磚木結構歷史建筑為例， 研究了這類建筑保護與修繕中檢測鑒定和抗震加固的要點，可供同類工程參考。