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金氏宗祠古建筑木柱墩接技术实践

2020-02-28朱卫东上海市园林工程有限公司上海200083

绿色建筑 2020年1期
关键词:金氏木柱柱脚

朱卫东(上海市园林工程有限公司, 上海 200083)

中国传统文化博大精深,古建筑文化更是其中浓墨重彩的一笔。古建筑的建筑材料主要是砖和木,木质材料有其局限性,时间久了会产生一定的损坏,因此如何科学有效地对古建筑进行保护好修缮显得尤为重要。古建筑中,柱子是承受上部荷载的主要构件,木柱因潮湿、通风不良、虫蛀等原因更容易糟朽损坏。木柱子的糟朽大多发生在柱子根部,现阶段行业内木柱腐朽修缮大多采用端头半榫加铁箍环抱的方法,此类方法铁箍容易锈蚀,影响木柱外观的整体性,不符合古建筑“修旧如旧”的原则。本文通过对金氏宗祠保护修缮项目中木柱墩接的工程研究并实践运用木柱榫接加木梢固定的施工工法,有效地解决木柱脚糟朽等问题,且最大限度维持了木柱外观的整体性。

1 项目概况

金氏宗祠位于上海市闵行区马桥镇同心村境内,始建于清同治年间(1862 年~ 1874 年),由民国外交官金庆章主持建筑了金氏宗祠的局部建筑,民国 7 年(1918 年)进行了扩建,2016 年被公布为文物保护点。总占地面积 887 m2,修缮后建筑面积约 494 m2。金氏宗祠坐北朝南,为三进合院式布局,砖木混合结构。主体建筑均为传统木结构体系山墙、围墙均为青砖实砌,门厅除东边此间内一品为抬梁穿斗混合式结构外,其余均为穿斗式。第二进正厅为七檩前后廊式硬山做法,穿斗式结构,隔墙为小青砖砌筑。第三进厅堂为九檩硬山做法,抬梁穿斗混合式结构,隔墙为木质。由南自北依次为门厅,第二进正厅,第三进厅堂,过门厅明间西侧附有连廊通至第二进正厅,现存建筑屋面为单层硬山小青瓦屋面,为马桥地区为数不多的清代民间宗祠类建筑。金氏宗祠具有较高的历史价值、艺术价值、科学价值、社会价值等价值。

2 金氏宗祠修缮前问题现状

1934 年,俞塘民众教育馆增设了荷巷桥分馆,馆舍借用了金氏宗祠的房屋。20 世纪 50 年代,成为马桥镇粮管所仓库,80 年代被私人买下,后隔成出租给了外来人员。根据现场勘察,金氏宗祠建筑平面格局基本保留。由于后期出租给外来人口居住,建筑进行了部分改建扩建,主要出现以下问题:① 屋面居住出现渗水现象,檐口破损,瓦当滴水缺失;② 原有木构件老化、槽朽、劈裂显著;③ 现状门窗均为后期更改;④ 西侧半亭和东侧走廊缺失;⑤ 居住室内增设隔墙。

3 修缮目标和原则

金氏宗祠不仅体现了金庆章先生为金氏族人做出贡献的历史痕迹和历史信息,也是明清以来上海民间传统宗祠的典型实例,具有较高的历史价值。金氏宗祠布局方面为典型的清代民间宗祠风格,装饰方面设有多种精细的木雕构件,无论在建筑空间艺术上还是装饰艺术及施工技艺上都体现了较高的艺术价值。金氏宗祠保护修缮及附属环境整治工程的修缮目标为保护文物建筑,使文物建筑得到合理利用并充分发挥文物建筑的历史文化价值。修缮原则为坚持以不改变文物现在为准则,以保护为目标,项目设计遵循合理利用,完整性,真实性,可识别性,最小干预与可逆性原则,达到“修旧如旧”的效果。另外,需要用发展的眼光来看待和保护古代建筑,既要恢复古建筑木柱的结构承载能力,同时也要考虑到古建筑修缮后的用途及外观的美观性。

4 修缮难点剖析

4.1 原木柱腐朽严重

由于东、南两面环河,加之建造时间久远、整体标高较低等众多原因造成金氏宗祠的原木柱等构件槽朽,劈裂严重,尤其是木柱柱脚部分。

4.2 墩接节点的连接

不同年代的新木柱与旧木柱墩接,相互之间怎样咬合、固定也是一个重要的难点。

4.3 木柱墩接后修旧如旧处理

金氏宗祠为晚清建筑,至今经历了上百年的洗礼,建筑整体破旧不堪。对于墩接后的木构件从选材到墩接,再到传统铁箍墩接法墩接后的表面做旧及铁箍的防锈处理,均是巨大的挑战。

5 修缮技术实践

针对以上修缮的技术难点,明确铁箍墩接的主要技术障碍为墩接后的铁箍防锈及木柱表面做旧处理,因此修缮前期需逐一解决上述问题。木柱铁箍墩接后防锈处理具有周期性,加上金氏宗祠两面环河空气湿度大,铁箍防锈更是挑战,如生锈后期木柱维护带来巨大麻烦。外观的整体性也难得到保障,亦不符合最小干预的原则。相比而言,木柱榫接加木梢固定的方法比较符合金氏宗祠修缮的实际情况,能解除木柱槽朽存在的安全隐患恢复木柱的竖向承载力,降低了施工难度,免去了铁箍防锈的隐患还保证了木柱墩接后外观的整体性。

经过反复研讨磋商,最终确定修缮的技术步骤为:支撑加固→原柱槽朽部分切割挖槽处理→新木柱的选材及榫头制作→墩接→木梢钻孔穿插固定→木工刨刨平处理→拆除支撑。

5.1 支撑加固

先准备好千斤顶、垫板、人字梯、等工具。在柱子旁对梁下部位放好垫板,垫板需放平整,在垫板上把支架平稳架设好,在支架上放上千斤顶并调整好,在千斤顶和梁支架放上木垫块。接着,一人稳住支架,另外两人转动千斤顶,将梁逐渐顶起,顶起的高度以原有柱子不承受竖向荷载为止,这时千斤顶与支架就不能再移动了,并在四周设警示标志保护好,支撑需牢固稳定。

5.2 原柱柱脚槽朽部分切割挖槽

首先使用手工锯将原木柱的柱脚腐朽部分进行切除,切除后使用毛刷刷除木屑,木屑清理完毕后再次观察切口确认木柱腐朽部分是否完全切除,切除部分的长度记录为 H 1、原木柱的直径记录为 D 1。切除时注意要将腐朽的部分切除干净,切到完好的木段为止,木屑需清理干净,切开榫槽注意防水。

5.3 新木柱的选材及榫头制作

对于新木柱的选择,选取与原损坏木柱品种一致、直径接近、干燥程度好的木料。如果条件允许最好选好老料。

5.4 墩接

(1)根据原木柱柱脚切除长度 H 1、直径 D 1,相应锯出新木柱的长度,新木柱的长度为 H 2 = H 1 + D 1 × 1.2。

(2)在新木柱的顶部沿端部向内锯出榫,榫的高度 H 3 = D 1 × 1.2,榫的长度 H 4 = D 1 × 2/3,榫的宽度 H 4 介于 D 1 × 1/4 至 D 1 × 1/3 之间。

(3)在原木柱上凿出与榫对应墩接的榫槽作为牟。

(4)在新木料上按榫槽对应尺寸锯出榫头并用刷子清理干净木屑,对新木柱的榫头与原木柱榫槽反复进行试接以保证搭接严密,试接完成后,在榫的表面涂刷胶水,新木柱上的榫沿横向插入原木柱上的牟,将新木柱与原木柱进行墩接,施工时注意榫接面的搭接严密。

(5)待胶水干透,使用手枪钻沿着垂直榫接面的方向钻孔贯穿原木柱与新木柱,孔的直径根据木柱直径确定,孔的直径约为木柱直径的 1/10。孔沿竖向设置为 1 ~ 2 个,根据孔的直径选用同材质木料制作木销,木梢规格与孔的规格一致,在木销表面涂刷胶水后插入孔内。

(6)采用木工刨刀对木柱墩接缝进行刨平,使外观具有整体性。

5.5 拆除支撑

拆除千斤顶支撑时先消除千斤顶的向上顶力,取下上部垫板,拆除太平牮杆待千斤顶顶力解除恢复木柱竖向受力后,拆除千斤牮杆,然后移走千斤顶。注意柱两侧千斤顶顶力需同时下降,然后逐渐恢复木柱的竖向受力。

经过上述的技术修缮后,原本破旧不堪的金氏宗祠呈现了另一番景象。原有腐朽的柱脚被锯除,新木柱墩接后的木柱,既保证了柱子作为建筑主受力构件的安全,也最大限度地维持了木柱的外观整体性。这是古建筑修缮领域木柱墩接的技术创新,既遵守了古建筑修缮的“修旧如旧”的原则,还原了古建筑原有风貌,也降低了施工难度,同时解决了铁箍墩接法铁箍的防锈难题,满足了古建筑的研究和传承价值,亦满足古建筑修缮后用作公共建筑展览的功能需求。

6 结 语

古建筑是历史的见证和传统文化的重要载体,通过古建筑修复,可理解和学习丰富多彩的传统文化。在某种角度上,古建筑是某个城市“历史记忆的符号”和“城市文化发展的链条”,因为古建筑见证了城市成百上千年历史的沧桑变化,是一部“史书”。传承离开保护就会消亡,如何保护古建筑是业界人士需要深思的问题,在城市化不断推进的过程中,必须对古建筑保护进行科学合理的规划,制定行之有效的法律法规。通过制定法律法规提升对古建筑的保护力度,同时对古建筑进行保护修缮的过程中,制定的修缮方法要因地制宜,要科学合理,着眼未来。只有把古建筑科学地修缮和保护并加以合理的利用,充分实现其价值,才能促进我国古建筑以及古建筑文化的传承和发展。

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