某近现代砖木结构优秀历史建筑检测鉴定与加固

王兵，张兴伟，刘胜波，舒云健

(重庆市建筑科学研究院有限公司，重庆 400016)

0 引言

近几年随着城市化进程的快速推进与文化保护要求的不断提高，大量具有历史意义和保留价值的历史建筑需要改造和修缮。砖木结构是历史建筑常采用的一种结构形式，在历史建筑中应用较广。然而该类建筑修建年代较久远，根据当时的条件和要求修建，抗震构造措施通常不符合现行相关规范要求，同时部分建筑历史演变复杂，缺乏必要的保护与修缮，存在安全隐患，有必要对其进行结构安全性鉴定与结构加固。 本文以某行政办公楼为例，详细阐述了砖木结构历史建筑的检测鉴定方法及内容，并介绍了针对性的加固、修缮方法，可在类似工程项目中推广应用。

1 工程概况

某行政办公楼（图1）为三层砖木结构房屋，原为川东人民行政公署办公楼，修建于1951 年，距今已有近70 年历史。 建筑平面近似呈矩形，总长度约57.8m，总宽度约16.7m，建筑面积约3300m2。四周为带壁柱的砖墙，内部有四道横墙承重；两侧为方形砖柱，中间大厅范围内为12 根圆形砖柱（图2），楼屋面采用木楼面、 三角形木屋架。

图1 建筑外立面

图2 砖圆柱

尽管川东行署区在重庆北碚主政时间不长，但在经济、医疗、教育等方面都有初步的规划，具有一定影响，也曾接待过我国高级领导人邓小平、朱德、贺龙等老一辈无产阶级革命家，对研究西南地区建国后历史具有重要意义。 项目建筑现为重庆市优秀近现代建筑，市级文物建筑，具有较高的历史文化价值。

2 检测情况及结果

2.1 地基基础

该房屋坐落在缓坡上，周围地势相对比较平缓，无临空面，地基为较完整的砂岩。 现场未发现由于地基、基础沉降而引起的地面下沉、开裂、墙体开裂倾斜等异常情况，表明地基基础使用正常。

2.2 建筑测绘和结构概况

该房屋无历史档案资料，结构情况不详。 因此，本次检测时对结构情况进行了测绘（图3），测绘过程中对承重墙体、砖柱截面尺寸及强度进行了检测，为后续承载力验算提供了依据。

图3 结构布置简图

2.3 上部承重结构检测

2.3.1 墙体及砖柱

墙体采用青砖与混合砂浆砌筑， 混合砂浆灰缝厚度不均匀，部分灰缝不饱满、不密实；部分墙体在安装线箱时在墙体上开洞口、开线槽，损伤了原有墙体；砖柱砌筑质量较好，灰缝厚度均匀、饱满密实。

2.3.2 木楼盖

（1） 木楼盖结构从上至下依次为：木面板、承重木格栅、承重木梁。 个别木梁有虫蛀痕迹、个别承重木格栅穿线管局部破损，未发现其他构件存在腐朽、虫蛀、变形、翘曲等缺陷。

（2） 对木梁、承重木格栅截面尺寸和间距进行了抽测，木梁直径d=240～350mm， 承重木格栅截面尺寸b×h=（30～80）×（85～140）mm，间距在180～300mm 之间。

2.3.3 木屋架及屋面

（1） 屋面为双坡三角形木屋架，屋架搁置于砖柱及砖墙上，支撑系统设置较完整；但屋面排水沟渗漏部位部分节点木材虫蛀现象严重；另外个别杆件也存在顺纹开裂较大、铁件锈蚀等问题。

（2） 该工程屋面为机制青瓦屋面，部分屋面渗漏现象较严重。

2.3.4 门、窗洞口过梁

门、窗洞口上部有弧形砖拱，也有砖砌平拱，部分有木过梁，部分无木过梁。 现场发现部分木过梁掉落，部分木过梁下的砖墙体有局部削弱现象，部分门窗过梁端部的墙体出现竖向裂缝。

2.3.5 其他构造

该房屋在二层顶（4）、（9）、（12）、（17）轴线横墙上及三层设置圈梁，部分圈梁箍筋外露，有锈蚀现象。

2.4 结构抗震性分析

（1） 房屋实际高宽比不大于2.2，质量和刚度沿高度分布基本均匀， 楼层质心和计算刚心位置基本重合。 砖的强度等级为MU10，砖柱砂浆强度满足M10，但墙体砂浆强度小于M2.5。

（2）楼盖为木结构柔性楼盖，刚度差，对砖柱的侧向约束较小，屋盖为木屋架机制瓦屋盖，重量较大，不利于抗震。

（3）房屋未设置构造柱，仅在二层部分横墙及三层设置圈梁，构造柱和圈梁设置不符合要求。

综上，该建筑部分项目不符合抗震性能要求，应适当采取抗震加强措施。

2.5 检测、鉴定结论

（1） 该建筑保存相对完整，经综合分析， 房屋结构可满足安全使用要求。 但由于部分墙体被削弱并出现非受力裂缝， 木楼盖个别木梁和承重木格栅损伤， 部分木屋架节点被虫蛀、腐朽，导致部分结构构件存在安全隐患， 需及时采取措施进行处理。

（2） 该房屋修建年代较久远，按照当时条件和要求修建，部分抗震构造措施不符合现行相关规范要求。 由于其为近现代优秀历史建筑， 外立面不能改变， 且委托单位还需使用一定年限，因此，应适当加强该建筑抗震构造措施。

3 房屋加固及修缮

3.1 加固处理原则及施工顺序

（1） 根据检测鉴定结果，基于遵守不改变房屋既有结构和风貌的原则，尽最大可能利用原有材料，保留原有构件，使用原有工艺，保存建筑更多的历史信息，依据相关标准[1-3]对其进行加固修缮。

（2） 施工过程中应做到精细施工、保护为主，以先放样、后加固施工为原则。

（3） 根据工艺要求结合现场实际情况，施工顺序应遵循以下流程：①建筑室内卸载，搭设临时支撑；②砖柱加固；③墙体裂缝封闭及墙体加固；④木楼盖缺陷处理，门窗过梁处理；⑤增设楼盖的水平支撑；⑥屋架维修处理；⑦屋面治理；⑧对木构件进行白蚂蚁防治处理；⑨对墙体进行粉刷、装修。

3.2 针对抗震问题的加固

3.2.1 墙体加固

由于墙体砌筑质量较差，砌筑砂浆强度小于M2.5，且开槽、开孔较多而普遍，严重削弱了墙体整体性和承载力，房屋整体抗震性能较弱。 同样，因历史保护建筑外立面不能改变，对外墙采用墙体内侧钢筋网抹压40mm 厚细石混凝土的方式加固，对内墙则采用两侧钢筋网抹压40mm 厚细石混凝土的方式加固。 加固后墙体抗力与效应之比由0.66～1.86 提升至1.64～4.66，楼层综合抗震能力指数由1.05 提高至1.72， 墙体承载能力及抗震能力显著提高。

3.2.2 砖柱加固

独立砖柱结构整体性差， 侧向刚度及抵抗变形的能力较差，不利于抵抗地震作用，因此方柱采用外包钢方式加固，圆形柱采用外粘钢板加固，以增加砖柱抵抗变形的能力及承载能力[4]。同时在楼层砖柱间增设水平侧向支撑增强房屋侧向刚度及整体性，加固大样见图4、图5。

图4 砖柱外包钢加固

图5 水平侧向支撑大样

3.3 门窗过梁加固

新增槽钢更换受损腐朽木过梁（图6）；对无木过梁（砖砌平）的出现开裂现象的洞口采用角钢进行加固处理。 需要注意的是更换加固前应对过梁进行临时支撑，更换加固后对洞口上的裂缝采用压力灌108 胶水泥浆进行封闭，静置1～2 天后，才能拆除临时支撑。

图6 门窗洞口加固大样

3.4 木楼盖加固

对木楼盖的木材首先进行防虫蛀处理，再对被虫蛀的木梁采用置换型钢梁进行加固处理，对受损的木格栅采取补强处理措施（图7）。需要指出的是，腐朽木梁加固应与砖柱外包钢加固综合考虑，确保连接的可靠性。

图7 原木梁型钢加固大样

3.5 木屋架加固

木屋架基本可满足安全使用要求，主要的处理方式为缺陷处理、白蚂蚁治理、杆件的加固及铁件的除锈处理。 对木杆件开裂部位的裂缝用木条嵌补后用耐水性胶粘剂粘牢，再用Ø4@10mm 细铁丝绑扎加固，长度向裂缝两端各延伸500mm；对腐朽的木檩条进行更换；对节点虫蛀和腐朽的木构件进行清理后采用型钢进行加固，屋架节点加固大样见图8。

图8 屋架节点加固大样

3.6 屋面及其他损伤处理

（1） 屋面：局部屋面及四周排水沟有渗漏现象，导致在其下部位的木构件有腐朽现象。 经综合考虑，对屋面木屋架加固修缮后，对渗漏部位进行更换，对屋面四周排水沟进行治理，严禁渗漏。

（2） 墙体裂缝：在墙体进行钢筋网水泥砂浆面层加固前，对墙体裂缝采用压力灌水泥浆的方法进行封闭，对受损部位墙体局部进行置换[5]。

（3） 圈梁：对受损圈梁剔除松散混凝土，再对箍筋进行除锈处理，最后用修复砂浆进行修复处理。

4 结语

砖木结构历史建筑承载着地域和历史文化，能够反映一定时期的历史风貌和地方特色，具有较大的保护价值，其修缮与加固是一个系统工作，须以保护其历史价值为原则，重点查明结构目前的安全隐患及抗震性能， 并应考虑加固施工顺序及节点连接的精细化设计，使得历史建筑的历史信息尽可能得到还原。 本文以重庆某砖木结构历史建筑为例， 研究了这类建筑保护与修缮中检测鉴定和抗震加固的要点，可供同类工程参考。