古建砖木结构倾斜产生的原因及修复施工工艺

【关键词】古建筑；砖木结构；倾斜修复；施工工艺 

　　一、古建筑砖木结构出现倾斜沉降现象的主要原因 

　　（一）土层地质情况和水文地质变化 

　　土体中孔隙的存在使土体具有可压缩性，是导致建筑物沉降的内在原因。土的不均匀性通常表现在有多种不同的组成和特性的土类，并以透镜体或局部的不规则地层出现。在这种情况下，古建筑地基的不均匀沉降很大，且是难免的。 

　　地下水作为岩土体的组成部分，直接影响岩土体的性状和行为，同时地下水的赋存状态与渗流特性对古建筑结构基础承载能力、变形性状、稳定性与耐久性都起着不可忽视的作用。多数古建筑基础下水文地质条件复杂，因受地貌、地质、构造及岩性等因素的制约，地下水的贮存条件差异较大，同时由于大气降水的变化，以及古建筑基础向地表水渗透和蒸发排泄条件不同，使得地下水位或滞水位不断发生变化，基础各方向地基土含水量出现差异，使古建筑体压缩产生不等的沉降量。 

　　（二）周围建筑及开挖 

　　周围建筑相邻基础（荷载）的影响，地基中附加应力的向外扩散，使得相邻建筑物的沉降相互影响，造成不均匀沉降。古建筑周围的地基开挖，会使土层的侧压力释放，产生不均匀沉降。当建筑物建成以后，地基周围的土层都承受着一定的侧压力，以达到地基的受力平衡。当基础周围进行开挖时，土层厚度减少，那么原来地基土的侧压力就会扩散，使的基础产生一定的倾斜。如果再修建新的建筑，那么相当在原来建筑周围的地基土加大荷载，进一步加大了土层侧压力的扩散，同时也会产生不均匀的侧压力，改变原来的应力平衡，原建筑随之会产生不均匀的倾斜。 

　　（三）人工回填和自然回填 

　　人工回填土中带有大砖块、大石块、大硬土块。回填土中挟带块状物，妨碍土颗粒间相互挤紧，达不到整体密实效果；另一方面块状物支垫碾轮，产生叠砌现象，使块状物周围留下空隙，日后易于发生沉陷。有机物的腐烂，会形成土体的空洞。超过压实最佳含水量的过湿土，达不到要求的密实度，都会造成基础不均匀沉陷，还有带泥水回填的土层其含水量处于饱和状态，不可能夯实，当地下水位下降，饱和水下渗后，将造成填土下陷，危及古建筑基础的安全。 

　　自然回填也是古建筑基础倾斜沉降的一个因素。随着长期的沙尘与灰尘的积累，会出现积土的增多，相对原来的基础标高增高，就形成了相对下沉趋势。此外加之日积月累的雨水或者水流的冲刷，也会导致基础土层厚度发生变化，从而影响到土层应力的变化，进而导致古建筑基础发生不同程度的倾斜。 

　　二、砖木结构古建筑修缮原则 

　　（一）安全为主的原则 

　　砖木结构文物建筑都有百年以上的历史，留存于世的砖木结构文物建筑均有不同程度的风化或槽朽，如果以完全恢复原状为原则不但会花费大量的财力物力，还可能降低了建筑的文物价值。应以建筑是否安全作为修缮的原则之一。 

　　（二）不破坏文物价值的原则 

　　文物建筑的修缮应“修旧如旧”已成为法则，这个法则包含着：能粘补加固的尽量粘补加固；能小修的不大修。文物建筑的构件本身就有文物价值，将原有构件任意改换新件，虽然会很“新”但可能使很有价值的文物变成了假古董。只要能保证安全，不影响使用，残旧的建筑或许更有观赏价值。 

　　（三）建筑风格统一的原则 

　　经修缮的部位应尽量与原有建筑风格一致，维持原有的平面布局、造型和艺术风格等。如果在以前的维修过程中，人为因素破坏了原有风格，在重修时应参照最初的风格予以恢复。 

　　（四）尽量利用旧料原则 

　　利用旧料可以节省大量资金。从建筑材料的角度看，有时还能保留原有建筑的时代特征。在修缮时，人们或许对于旧石料舍不得轻易丢掉。而对于旧砖瓦往往重视不够。其实旧砖瓦是大有用处的。在修缮过程中选用完好的旧料适当使用，既可降低造价也可保持建筑原有风貌。 

　　三、古建砖木结构倾斜修复施工工艺 

　　（一）工艺原理及适用范围 

　　通过支架顶撑五架梁（大梁），卸掉檐椽（屋面）荷载，拆掉山墙。设支点用 

　　千斤顶逐根微量渐进地修正金柱的偏移，逐步一根一根恢复到原位，固定好。然后修旧如旧，按照原古建筑风格重新将檐椽瓦铺好，墙体砌起。经过油漆彩绘之后达到古建筑原有的整体艺术效果。本工艺适用于各类古建筑砖木结构倾斜、开裂的修复。例如山西省政协西园的傅公祠就是用本工艺施工流程进行的修复的。 

　　（二）工艺流程 

　　古建筑变形测量、平面弹线、支架托五架梁、拆除檐椽（屋面）、拆除山墙、 

　　扶正金柱、找平梁架、砌墙体、檐椽瓦瓦、清理修补落架。 

　　（三）操作要点 

　　1.古建筑变形测量 

　　施工前，用激光经纬仪观测古建筑各大角的竖向位移情况，绘制平面图做 

　　好记录；用水准仪观测古建筑各大角柱的沉降情况，标注到平面图上。 

　　2.平面弹线 

　　根据古建实体，引测十字中线控制桩、外墙轴线控制桩、主建筑外转角45° 

　　控制桩。用激光经纬仪将十字中线、外墙轴线投测在外控龙门桩上，放出各轴线位置，用45°角控制线进行校核，准确无误。 

　　3.支架托梁 

　　根据荷载验算的结果由架子工用 48钢管在五架梁下搭设脚手架将五架梁 

　　拖住，脚手架受力即可，不宜过多顶起。 

　　4.拆除檐椽（屋面） 

　　在拆除前首先进行现状记录和照相、摄像，把原来的造型和结构保存好，保 

　　证修复完后和原造型一样。拆除时将构件编码登记，轻取轻放，精心施工。将所有的构件按编号存放。避免扰动损伤地面的定位控制桩。 

　　5.拆除山墙 

　　拆除墙体要轻拆轻放，尽量保护好拆下来的砌块。 

　　6.扶正金柱、找平梁架 

　　开始前，根据荷载计算的结果，在建筑变形大的一侧设置地锚搭设支撑架， 

　　作为水平向千斤顶反力支撑面。竖向千斤顶以坚实的地面为支撑。在扶正和找平梁架的过程中要缓慢进行不宜过快，根据实际情况每次修复宜控制在1cm-3cm之内，保证木结构相连结的榫头完好。扶正施工中，根据变形测量的结果，每次从变形最大的那一道梁架开始，先用竖向千斤顶将沉降的金柱项起1cm-3cm，用木楔临时时固定。再用水平向千斤顶扶正金柱1cm-3cm，木楔临时固定。仍从当前最大的那一道梁架进行修正，循环往复，直到金柱、梁架修复到原位。用激光经纬仪、水准仪进行检查、校正，复核无误后进行最终固定。对于蛀蚀严重及损坏的柱子要进行更换。固定好后，再修复屋面的一些小构件。 

　　7.砌山墙墙体 

　　根据设计方案施工完基础后，按古建筑原砌筑方式砌好墙体。仍保持其原 

　　有风貌。 

　　8.檐椽（屋面）瓦瓦 

　　檐椽的椽子、望板铺钉好后，开始苫背，先抹护板灰，再铺防水卷材，接 

　　着再铺灰背泥，随后抹青灰泥。开始瓦瓦，瓦板瓦时是压六露四，再瓦筒瓦，一陇一陇的瓦，瓦完后，再调脊，屋面完工后，喷刷油性防水涂料。 

　　总之，由于古建筑的建设年代较早，加之自然环境的侵蚀以及地下水位的变化等因素，导致砖木结构的古建筑出现了不同程度的倾斜现象。我们应针对古建筑的具体使用功能以及地理位置等，选择合适的修复方法。本文提出的古建筑倾斜修复工艺适用于各类古建筑砖木结构倾斜、开裂的修复，因此可以广泛进行推广使用。 

　　【参考文献】 

　　[1]李燕，宣勇.古建筑修复和改建实践[J].施工技木，2008（06） 

　　[2]周乾，闫维明.古建筑木结构加固方法研究[J].工程抗震与加固改造，2009（31）