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上海叶家花园保护修缮研究与实践

2020-06-25

住宅科技 2020年6期
关键词:叶家构筑物桥面

1 叶家花园现状概况

1.1 叶家花园概况

叶家花园位于上海市政民路507号(上海市肺科医院内),为浙江巨贾叶澄衷之子叶贻铨建造。花园建于1923 年,占地77.636 亩(约51 757.33 m2),最初主要为赛马赌客提供休息场所,后捐赠给国立上海医学院,并建成为“澄衷肺病疗养院”。抗日战争期间一度被日本人占领,直至1945 年抗战胜利才复收归国立上海医学院。1950 年,原澄衷肺病疗养院划归上海市卫生局,并于1959年改为上海市第一结核病防治院,即现上海市肺科医院,其中,叶家花园为医院的重要组分部分。2011 年2月21 日,叶家花园公布为杨浦区文物保护单位。

叶家花园为中西合璧的民国园林,葫芦形的地域结构,“一池三岛”的规制及园中大多亭厅的样式为“中式”,而“延爽馆”“玻璃阁”“秋千平台”则为“西式”[1]。花园布局别具一格,卧龙岗与伏虎岭横卧在花园南北两侧,环抱着园中的湖泊池塘,构成一个整体,湖泊与池塘环抱着中间的三座岛屿,岛与岛、岛与环路之间,均以亭桥相连,全园共有六座桥、六座凉亭。花园中心为延爽馆,占地268 m2,坐北朝南,两层砖木结构,另有两座假山、一座门楼、一座瞭望台和一座办公楼,园中种植水杉、雪松、龙柏、樱花、红枫、香樟等植株有近百年历史,与园中建筑布局相得益彰,使其享有上海第三私家花园的美称(图1、2)。

1.2 叶家花园修缮前现状

叶家花园建成至今已超过90年,虽几经战乱,树木、山、水、亭、台、景物部分依旧保存完好[2],但部分建构筑物因自然老化、外界因素等影响已经损坏。

图1 叶家花园总体风貌鸟瞰图

图2 叶家花园建构筑物分布示意图

1.2.1 桥

园内六座桥的损坏情况基本相同,经检测[3],六座桥中有四座桥需要结构加固,其余两座桥需要中修或大修。分析桥的损坏形式及原因主要有以下几个方面。

(1)钢筋混凝土锈胀开裂损坏严重。园内桥均为钢筋混凝土梁式桥,因临水环境与年久失修,桥底板面、梁肋部位钢筋锈蚀严重,混凝土保护层大面积开裂脱落(图3),部分构件甚至存在结构性安全隐患,如3 号桥(羲象桥)边梁承载能力已不能满足规范要求[4]。另外,桥台近水面、栏杆、装饰柱等钢筋混凝土构件也存在钢筋锈蚀开裂情况。

(2)水磨石装饰面层表面开裂受潮损坏较普遍。栏板扶手、装饰柱面层主要为水磨石做法,维护不足使其表面产生开裂、受潮等损坏,局部因鸟粪等渗入材料较深造成明显污迹,对桥表观风貌影响较大。

图4 晴涛桥桥面开裂

(3)桥面与道路连接处开裂。因桥面与桥台沉降差异,引起桥面产生沿桥横向的通长裂缝,裂缝宽度较大(图4),晴涛桥桥面存在通长裂缝,裂缝宽度达10 mm。

(4)既有桥面和道路修缮痕迹明显。根据调研发现,部分构件因历史修缮工艺、材料应用等原因,导致新旧部分存在明显差异,影响整体风貌。

1.2.2 凉亭

除12 号金锁亭为砖混结构凉亭外,其余五座凉亭均为混凝土框架结构。根据调研发现,凉亭主要因年久失修导致建筑装饰损坏,无明显结构性损坏。损坏现象主要包括屋面瓦破损、渗漏水,饰面油漆脱落、粉刷开裂,木构件腐朽,混凝土锈胀开裂及特色装饰如宝顶、脊兽、画饰等损坏(图5)。

1.2.3 廊架

廊架主要为钢筋混凝土框架结构,跨度约4.5~4.6 m,虽是非文物保护建筑,但与紫藤植物连成一体,体量大,是花园重要景观之一。根据调研,廊架主要存在钢筋混凝土梁、柱锈胀开裂、露筋(图6)。

图5 修复前四恭亭外观

图6 修复前紫藤架外观

1.2.4 其他

(1)门楼。门楼为二层砖混结构,竖向采用240 mm 厚小青砖墙体、480 mm×480 mm 小青砖柱承重,无圈梁和构造柱。屋面为钢筋混凝土平屋面,楼面主要采用木格栅承重,局部为钢筋混凝土板。经检测,门楼整体倾斜率不大,承重墙承载力满足规范要求,楼面木格栅抗弯强度不满足现行规范要求。建筑装饰方面损坏主要包括墙体渗漏霉变、粉刷起皮脱落、钢筋混凝土梁、柱锈胀开裂、木窗框腐朽及外墙水刷石面层空鼓等损坏。

(2)瞭望台。瞭望台整体保存较完整,主要存在立面脏污、粉饰起皮脱落、栏杆扶手锈蚀等。

2 保护修缮总体思路

2.1 修缮目标

在深入勘察与分析的基础上,通过修缮最大限度地恢复文物保护单位的原有风貌,通过修缮加固提高各建构筑物的安全性能,延长文物建筑使用寿命和保障安全使用。

2.2 修缮原则

2.2.1 原真性原则

重视建构筑物的历史信息和历史风貌特征,单体建构筑物修缮最大限度保持其原空间布局、原形制、结构、材料等。

2.2.2 安全有效原则

作为开放性花园,修缮实施必须以人为本,通过保护修缮解决安全隐患,维持建构筑物结构安全。

2.2.3 最小干预原则

优先采用原材质、原规格、原工艺、原色彩修补,能修不换,尽可能多地保留原物,新材料选用时宜进行小样试验。

3 保护修缮设计与实施

在坚持修缮原则的基础上,根据修缮对象的构造特征和损坏特征,因地制宜选用适当的修缮方法。根据叶家花园修缮工程实际情况,共设计了四类修缮方式。

3.1 修缮

主要指对建构筑物损坏部位进行清洗、修补、整治,使其恢复原形态,一般采用非落架大修方式。如局部混凝土锈胀开裂,采用剔除新作保护层或注浆修补;木构架打牮拨正[5];门、窗、天花、栏杆等小木作修缮[6];特色装饰如宝顶、脊兽等损坏,采用相同或相近材料进行修补或定制;以及粉刷、水磨石、铁艺部件修补等。在修缮过程中,严格遵守保护修缮原则,修旧如旧,并注重新材料的适用性。

叶家花园内桥的栏杆扶手、装饰柱主要为水磨石工艺,均为重点保护内容,从现场勘察及施工过程凿除损坏的表层发现,部分历史修缮存在较明显瑕疵,如新旧结合处开裂、与原状不符等,对其修缮复原是此次保护修缮的重点内容之一。通过原材料检验、小样试验比对遴选,确定水磨石饰面修缮材料为:基层采用1∶3 配比纸筋灰黄沙,面层采用1∶1.5~1∶2配比白水泥+白色米粒石,对于新旧交接部位做拼色处理,确保新旧结合处连接和顺、色泽相近(图7)。

图7 装饰柱水磨石修缮

3.2 加固

根据检测结果,桥底板面、梁均存在大面积钢筋锈蚀露筋、保护层混凝土开裂剥落现象,存在结构性安全隐患,需要进行结构加固。

3.2.1 桥底板面加固

桥底板面钢筋普遍锈蚀严重,在凿除原保护层混凝土和清洗钢筋后,根据钢筋锈蚀情况选用重新铺设钢筋或保留原钢筋、再对钢筋进行阻锈处置后,最后重新浇筑保护层混凝土。

3.2.2 桥底承重梁加固

每座桥均有三根钢筋混凝土梁承重,考虑边梁与栏杆为一体,与中间梁稍有差异,故分别设计进行加固。梁箍筋锈蚀严重,在不增加梁截面宽度的情况下,在梁侧面开槽新增箍筋;梁底设置新纵筋,梁高增加至70 mm,其中,中梁顶部设置架立筋,边梁则新增箍筋在桥面板底部打孔封闭(图8、9)。另外,考虑钢筋直径、桥的梁端支座尺寸,水平植筋长度不能满足规范要求,设计采用钢筋弯折锚固的新方法。

图8 桥面中梁和边梁加固设计

图9 桥混凝土梁增大截面加固

3.2.3 桥台基础加固

考虑桥承重梁截面增大以及桥台、桥面差异沉降大,造成桥面开裂,对桥台基础进行了加固。设计采用双液微扰动加固注浆技术,注浆遵循“多点、均匀、少量、多次”的原则[7],降低注浆加固对上部结构及周边环境的影响,并对上部结构和临近土体、建构筑物进行沉降变形监测。

3.3 拆除复原

根据历史资料查阅与现场考证,发现与文物原状不符的或者严重损害文物历史风貌的,予以拆除。修缮前抗战亭两侧有坐凳,现场勘察和修缮施工过程中发现,地面花砖整铺精美,保存良好,坐凳直接砌于花砖上,且坐凳为九五红砖与水泥砂浆砌筑而成,经考证其为后期加建。因此,人工拆除坐凳,铲除花砖上的水泥浆渍,并采用草酸清洗后上蜡保护(图10)。

3.4 局部拆除新做

对于损坏严重难以正常维修的构件,可根据实际需求进行拆除重建,但一般用于非重点保护部位或次要构件。根据规定,廊架为非保护建筑,但与紫藤植物构成花园重要景观,故整体采用传统修缮方式,如凿除锈胀混凝土和钢筋除锈、阻锈后新做混凝土保护层,或开裂处注浆修缮,并采用渗透迁移型钢筋阻锈剂(MCI)[8]进行防锈处理,对于损坏特别严重的则采用局部截断后新做混凝土梁柱。其中,为保护紫藤植物不受损害,修缮过程中先采用钢管顶升紫藤植物,再进行修缮(图11)。

4 关于园林式文物保护单位保护修缮的思考

4.1 加强保护修缮全流程管理

文物建筑保护修缮最主要目的是在不改变文物原状的原则下恢复原有风貌,提高建构筑物的安全性、耐久性。修缮实施应从实施前、实施中和实施后全流程管理,其中,实施前(前期准备阶段),包括历史资料查阅、实地勘察、方案设计、专家论证;实施中(修缮施工阶段),包括材料选用、工艺效果对比、小样试验等;实施后(竣工完成以及后期维护阶段),主要包括竣工验收、资料归档、运维管理计划编制等。同时,建设、设计、施工、管理、材料供应等相关参与方均应全过程共同参与和协同支持。

4.2 注重园林文物建筑日常维护保养

文物建筑保护与可持续利用应严格贯彻“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”的方针,在进行针对性修缮的同时,更应该加强日常维护保养,包括日常性、周期性及专项巡视检查与维护,减少自然侵蚀和人为损伤,及时发现安全隐患并处置,以缓减文物建筑衰败。另外,叶家花园作为文物保护单位,维护保养时应以整个园林为对象进行整体保护。

4.3 探索新技术、新材料在文物建筑保护修缮中的应用

文物建筑保护应遵守不改变文物原状原则和最小干预原则,在优先采用原材料、传承发扬原工艺的基础上,应进一步探索应用新技术、新材料,助力文物建筑保护。如采用无损检测技术观测构件内部损坏状况,综合应用三维激光扫描、摄影测量、无人机等技术精细、准确采集信息,结合3D打印技术制造精细化模型等。

5 结语

文物建筑修缮必须遵守不改变文物原状的基本原则,前期历史信息搜集与考证、现场勘察是保护修缮的基础,修缮方案设计是支撑,修缮施工技术是保障,文物建筑修缮应加强全过程管理。通过保护修缮恢复与提升文物建筑历史风貌的同时,必须以安全有效为必备条件,同时根据修缮对象的特征,适当优化设计和选用适用的修缮方法,因地制宜地实施。另外,对于叶家花园此类园林式文物保护单位,宜从保护建筑单体、景观、空间布局等各方面进行整体保护设计,并加强日常维护保养管理。

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