上海市文物保护建筑勘察及修缮建议——以执信西斋为例

■ 顾雪峰 GU Xuefeng

0 引言

文物建筑作为我国众多灿烂文化遗产中宝贵的一部分，在文化传承和发扬过程中具有重要价值。然而，随着时光的流逝和社会的发展，文物建筑受自然和人为等因素作用，安全性和美观性已逐渐退化，甚至濒临丧失。文物建筑的保护修复已成为我国在推进城市化建设过程中的一项重要工作[1]。由于文物建筑始建年代不一、结构形式多样，且大多经历过历史修缮，因此其前期勘察对后期修缮工作的顺利推进显得尤为必要。本文结合案例分析，总结现场勘察工作重点及修缮建议，以期为同类项目的开展提供参考。

1 案例概况

勘察案例为位于上海市徐汇区华山路1954 号上海交通大学校区内的上海市文物保护建筑——执信西斋（图1）。该建筑始建于1930 年，建筑面积约4 362 m2，主要用作学生宿舍。

图1 执信西斋全景

1.1 历史沿革

上海交通大学是近代中国历史最为悠久的大学之一，其前身为南洋公学，创建于1896 年。20 世纪20 年代后期，南洋大学更名为国立交通大学（下称“交大”），并在孙中山先生的“实业计划”号召下，进入高速发展阶段。

1929 年春，交大开启“建设十年计划”，并将学生宿舍建造列为重点项目。1930 年3 月28 日，在校园西侧空地上，由著名建筑师范文照先生设计的新宿舍落地建成，取名为“西新宿舍”；后为纪念朱执信先生，改名为“执信西斋”。

1932 年1 月28 日，淞 沪 会 战在上海爆发。执信西斋被临时用作伤兵医院，救治受伤的抗日将士。1937年，交大徐家汇校区被日本宪兵队占领，执信西斋成为驻扎地。日军大肆毁坏学校的图书、仪器与设备等，致使昔日美丽的宿舍变得满目疮痍。

抗战胜利后，战时在重庆建立的交大分校开始回迁上海，交大学子们又重新住进执信西斋，并一直沿用至今。

1.2 文物建筑特色

执信西斋建筑属于折衷主义风格，其整体平面布局近似“U”形（图2），围成一个朝南的三合院，房屋结构形式对称统一。

图2 执信西斋区域平面图

1.2.1 建筑立面

建筑整体庄重简洁、朴素大方。其外立面采用假清水砖墙面，红砖外批砖粉面层、白灰勾缝。房屋立面开窗对称规整，建筑手法古朴自然，窗框由红砖出挑砌筑（图3）；檐口及门窗等装饰线脚采用红砖自身颜色，利用砖的不同砌法（窗框部位为竖向排砖，突出立面窗框并形成独特的立面特色），产生浑然一体且富有韵律感、立体感的装饰效果；檐口下部利用扇形砖块进行砌齿，整体突出墙面10～20 mm（图4），形成连续均一的砖砌装饰。

图3 执信西斋外立面图

图4 执信西斋檐口下部齿形花饰

1.2.2 屋面与山墙

建筑屋面借鉴中国传统建筑的双坡屋顶造型（图5），屋脊线条玲珑有致；屋顶坡度多为30°，立体感强烈。双坡挑檐的形式使建筑主体与屋顶坡面完美衔接。

图5 主楼双坡屋顶

山墙处设置有半圆形木质百叶窗（图6），不仅具备通风功能，还能起到点缀外立面，增强墙面色彩感与图案布局协调性的作用。

图6 山墙处的半圆形木质百叶窗

1.3 结构概况

在原设计中，该建筑为中部3层、两翼2 层的砖木结构房屋，东西长约85.1 m、南北宽约54.9 m，建筑面积约4 362 m2。建筑一层层高为3.70 m，二层屋檐建筑标高为7.68 m，屋脊建筑标高为11.65 m（所有标高均为相对一层室内地坪标高）。

建筑墙体多采用红砖及混合砂浆砌筑，其中：外墙面做法由内向外依次为防水界面剂、砖粉面层和白色涂料（勾勒砖缝）；内墙面则采用砂浆找平和白色涂料（卫生间区域瓷砖贴面）。建筑二、三层房间内多为泥墁条吊顶，地面铺装木地板；走廊多为轻质扣板吊顶，地面铺设地砖；另外，卫生间、淋浴间、盥洗室等区域地面亦铺设地砖。门窗洞口多为矩形，尺寸主要有3 种规格，即：1 500 mm×1 600 mm、1 500 mm×2 100 mm、1 100 mm×2 100 mm。

建筑采用墙下刚性大放脚砖基础（条形基础），基座下铺厚度为300 mm 的三合土垫层；竖向构件采用红砖及混合砂浆砌筑的砖墙承重。二、三层房间内楼板结构采用木搁栅+木楼板形式，走廊、卫生间、淋浴间及盥洗室区域则采用现浇混凝土板，局部楼梯间及南立面入口雨篷区域采用混凝土梁及厚100 mm 的现浇混凝土板。

屋盖结构形式主要为：木屋架+木檩条+木望板+机制平瓦。其中，木屋架主要有两种尺寸形式（图7），且均为三角形木屋架。木屋架杆件间主要通过榫头连接，仅有部分关键节点采用钢片紧固件对穿螺栓连接。

图7 两种三角形木屋架尺寸形式

1.4 维修加固情况

该建筑曾于2007 年进行过一次大修加固，并改为砖混与砖木混合结构，具体情况如下。

（1）在建筑一、二层各房间横墙端部靠近内纵墙处新增了T 形混凝土墙肢，并与原有墙体采用穿墙钢筋连接，垂直向间距为500 mm（图8）；靠外纵墙区域新增混凝土构造柱，并与原有墙体间采用化学螺栓连接，垂直向间距为500 mm（图9）。新增的混凝土墙肢、混凝土构造柱纵横向均采用混凝土梁相连，其中：纵向连梁设于楼地面位置，横向连梁设于楼地面位置及楼层半高位置；新增钢梁则位于二层混凝土板底。

图8 一层新增混凝土墙肢与原有墙体连接节点详图

图9 一层新增混凝土构造柱与原有墙体连接节点详图

（2）在上述新增构件区域增设40 mm 厚配筋水泥砂浆面层，对原有称重砖墙进行加固（外墙单侧加固，内墙两侧加固）。采用粘贴碳纤维布的方法，对二层走廊混凝土楼板部分区域及部分混凝土梁进行了加固（图10）。另外，在部分木屋架间增设了钢结构支撑（图11）。

图10 碳纤维布加固混凝土板

图11 钢结构支撑大样及节点详图

（3）对墙下原有条形基础采用外包混凝土进行加固，外包基础底面埋深与原基础三合土垫层埋深保持一致。对基础部分区域增设混凝土系梁，在混凝土基础处增设混凝土墙肢、混凝土构造柱，与原墙下基础加固区域相连。

（4）对原清水砖墙墙面外批砖粉面层（假清水），外刷1 mm 厚红色涂料；并对窗台、压顶及突出腰线等饰面层做流水坡度和滴水处理。

2 现场勘察

鉴于该建筑存在局部外墙潮湿渗水、砖块风化等老化损伤问题，在修缮改造前，有必要开展现场勘察和安全性能评估工作，为后续修缮工程的实施提供基础依据。

2.1 建筑结构布置复核

对建筑原结构布置和承重砖墙加固情况进行现场勘察，结果表明：房屋内外墙厚度与设计相符；承重砖墙内墙双侧和外墙单侧加固砂浆厚度基本与设计相符。

2.2 材料强度检测

（1）根据国家标准《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》（JGJ/T 136—2017）[2]，现场抽样测试该建筑承重墙体的混合砌筑砂浆强度。结果表明：砂浆强度实测平均值和最小值分别为2.0 MPa 和1.8 MPa，可评定为M2.0。

（2）根据国家标准《砌体工程现场检测技术标准》（GB/T 50315—2011）[3]，现场使用回弹法抽样测试该建筑黏土红砖强度。结果表明：黏土砖抗压强度实测平均值和最小值分别为11.0 MPa 和8.2 MPa，强度等级可评为MU10。

（3）根据国家标准《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23—2011）[4]，现场利用混凝土回弹仪抽样测试该建筑混凝土构件强度。但由于现场检测不具备取芯测试条件，故利用混凝土强度推定值进行评定。对原结构混凝土梁构件按照1 个检验批进行混凝土强度推定（原混凝土梁构件较少，共抽检3 根梁构件）；同时，对后加固区域混凝土构件亦按照1 个检验批进行混凝土强度推定（共抽检12个构件）。结果表明：原结构混凝土梁抗压强度推定值为16.3 MPa（因测试数量较少，检验批强度推定值取单构件强度最小值），按龄期修正后强度为13.4 MPa，检验批混凝土抗压强度等级达到C13；后加固区域混凝土构件抗压强度平均 值 为30.4±2.24 MPa， 推 定 值为26.7 MPa，按龄期修正后强度为25.4 MPa，检验批混凝土抗压强度等级达到C25；两者均低于原设计强度C30。值得注意的是，由于不具备取芯条件，检测结果仅用于结构验算。采用酚酞酒精溶液检测到加固区域混凝土构件表面碳化深度约7～11 mm，碳化作用相对较弱。

（4）根据上海市工程建设规范《既有建筑物结构检测与评定标准》（DG/TJ 08-804—2005）[5]，基于表面硬度法，采用里氏硬度计推算该建筑加固区域钢梁的抗拉强度。结果表明：后加固区域钢梁推算抗拉强度为433～438 MPa，实测钢材强度符合Q235 级钢的设计强度要求。

（5）对建筑原结构及后加固区域混凝土梁、柱、墙构件的钢筋配置进行现场抽样检测。凿开部分构件角部混凝土保护层，采用游标卡尺测量钢筋直径，并采用钢筋探测仪检测纵筋根数与箍筋间距。结果表明：后加固区域混凝土梁、柱、墙配筋情况基本符合设计要求。

2.3 房屋使用及损伤状况调查

现场通过目视、无人机观测及红外热成像等方式，对该建筑物特色部位（主要为房屋外立面、入口门厅、双坡屋面等）、承重构件、设备设施等损伤及使用状况进行调查。该建筑现有损伤主要表现为：走道局部现浇板钢筋锈断，木屋架螺栓节点普遍锈蚀，木楼面局部存在白蚁蛀蚀情况；外墙面普遍潮湿，涂料或粉刷层普遍起鼓脱落、局部砖块轻微酥碱风化；室内其他老化损伤等。

2.4 房屋倾斜和相对高差测量

根据行业标准《建筑变形测量规范》（JGJ 8—2016）[6]，现场按照投点法，采用全站仪检测该建筑角点棱线的倾斜状况，测量结果包含施工误差、测量误差及累计变形（表1）。此外，为了表征该建筑相对不均匀沉降情况，现场采用水准仪测量其勒脚线的相对高差，测量结果包含施工误差和测量误差（表2）。角点倾斜和勒脚线相对高差测量示意图见图12。

表1 角点倾斜测量结果

表2 房屋勒脚线相对高差测量结果

图12 角点倾斜（左）和勒脚线相对高差（右）测量示意图

该建筑主要表现为向北倾斜（南北方向），而东西方向倾斜不明显；角点棱线的倾斜率在0.16%～12.00%范围内，其中，主楼角部棱线向北 倾 斜 率（6.37%～12.00%） 及西翼楼南侧角部棱线向西倾斜率（7.06%～10.83%）普遍较大。主楼入口门廊向北平均倾斜率为2.09%，东西方向倾斜不明显，门廊角部棱线的倾斜率处于0.23%～4.11%范围内。

根据相对高差测量结果，房屋勒脚线平面大致呈南高北低趋势，且翼楼高、主楼低（折算主楼平均向北倾斜率为5.90%，与倾斜测量规律大体一致）。房屋表现出393 mm 的最大相对高差，存在显著不均匀沉降问题（主楼沉降问题相对严重）。

3 结构承载力验算

根据国家标准《木结构设计标准》（GB 50005—2017）[7]和《 砌体结构设计规范》（GB 50003—2011）[8]，对该建筑结构进行承载力验算。根据现场检测结果，采用建筑结构空间有限元分析与设计软件（PKPM），对房屋在正常使用情况下（不考虑地震作用）的结构承载力进行验算。注意在砖墙验算时，考虑墙体加固对承载力的贡献。另外，木构件验算时，暂不考虑蚁蛀病害对承载力的影响。

（1）采用砌体结构模型，对建筑整体进行承载力验算。验算过程中，材料强度按照实测结果取值，即：老结构红砖强度MU10、砂浆强度M2.0，后加固结构混凝土强度C25；松木作为该建筑屋架等木构件的主要原料，强度等级为TC13B（顺纹抗压、抗弯、抗剪、抗拉强度分别为10、13、1.4、7.0 MPa，考虑到木构件已使用近90 年，计算时使用0.8 强度折减系数）。承载力验算过程中的荷载取值信息见表3。结果显示：承重砖墙受压抗力与荷载效应比值总体处于1.21～13.67 范围内，受压承载力总体上能够满足现行规范要求（比值＞1）；原结构混凝土部分梁截面尺寸偏小且为转换构件，计算时承载力不足；二、三层楼盖木搁栅的抗剪承载力与荷载效应比值基本＞6.59，且抗弯承载力与荷载效应比值最小为1.82，二者均符合现行规范要求；屋面木檩条的抗剪承载力与荷载效应比值约为3.39，且抗弯承载力与荷载效应比值约为1.09，总体上符合现行规范要求。

（2）采用SAP2000 对木屋架进行承载力验算，主要包括轴力、剪力及弯矩。结果显示：屋架杆件剪应力效应与抗力比值，上、下弦杆强度计算时效应与抗力最大比值，以及稳定性计算时效应与抗力最大比值均＜1.0。考虑到木屋架目前使用状况良好且无明显结构性损伤，可认为木屋架构件承载力能够满足现行规范要求。

（3）由于缺乏工程地质资料，地基基础承载力验算难以开展。验算房屋轴基底反力基本低于80 kPa，结合该建筑当前并未出现由不均匀沉降导致的结构性损伤，且改造后使用荷载与原有荷载保持同等，因此该建筑地基基础承载力总体上符合现行规范要求。

4 抗震性能分析

由于该建筑始建于1930 年，根据上海市工程建设规范《现有建筑抗震鉴定与加固规程》（DGJ 08-81—2015）[9]，按后续使用年限30 年（A类）、7 度抗震设防、丙类要求，基于结构体系、结构连接整体性和材料强度三方面，开展房屋抗震措施鉴定。

结果表明：该建筑材料强度、局部横墙间距较大处设置的混凝土墙肢，填充墙中部及木搁栅底部设置的混凝土梁，以及木屋架之间设置的钢支撑等部分抗震措施基本满足A 类建筑要求；地震作用下，房屋承重墙抗震承载力亦基本满足A 类建筑要求。因此，可认为该建筑物整体抗震性能满足现行鉴定标准对A 类建筑物的要求。

5 修缮建议

基于实际测量结果，结合考虑后续的功能使用布局，现有不足之处主要表现为：①部分梁截面尺寸偏小，且存在计算超筋现象；②局部混凝土现浇板主筋锈断，承载力不足；③现场不具备木构件全面普查腐朽及蚁蛀损伤的条件；④二层转换梁承载力不足，走道局部混凝土板锈胀严重。

根据文物及历史建筑相关保护条例，基于修旧如旧、以修为主的原则，提出以下修缮建议。

（1）文保部位修缮：房屋外立面、檐口下部花饰、特色门窗拱券等文物保护部位均存在一定的损伤，应严格按照原样式、原材质、原工艺进行修缮。

（2）墙体结构维护：恢复清水砖外墙，并对表面风化的砖块进行维修；清除外墙上生长的植物，并进行修补；对部分轴纵横墙连接处脱开的墙体及时采取维修补强措施；此外，卫生间、盥洗室及淋浴间外墙普遍存在渗漏情况，应全面排查其防水构造措施，并及时进行维修处理。

（3）木构件维护：委托专业单位进行蚁害检查和防治，在修缮过程中对木构件腐朽及蚁蛀等损坏情况进一步检修，并对蚁蛀或腐朽严重的木构件进行替换；对锈蚀的木屋架螺栓节点铁件进行除锈，并采取防腐措施。

（4）混凝土构件维修：针对部分梁截面尺寸偏小且承载力不足、局部混凝土现浇板主筋锈断等问题，应及时采取加大截面或黏钢板、板钢筋除锈加钢套管等修缮补强措施。

（5）碳纤维布处理：由于碳纤维布加固局部混凝土梁板年限较久，存在材料老化、强度不足等问题，建议后续对碳纤维布进行整体替换或采取可靠修缮处理措施。

（6）防潮问题：房屋底层墙体普遍潮湿，施工单位在进行房屋修缮施工时应先检测墙体含水率；同时，可打“防潮针”（高强压密注射防水剂）应对砖墙底部潮湿问题，条件允许时，可对防潮层进行整体替换。

（7）设备管线维护：房屋设备管线使用年限较久且存在局部老化等情况，建议在后续房屋修缮时，对设备管线等进行更换。

（8）装修注意事项：在后续装修时，新增轻质材料隔墙应保证可靠连接主体结构，严格控制楼面使用荷载，严禁屋架悬挂较重设备。

6 结语

文物建筑是历史更迭的见证者，它不仅具有极高的历史价值、艺术价值和科学价值，还具有文化价值、情感价值、使用价值等多方面价值；且随着社会的发展和人民生活水平的不断提升，这些价值愈发凸显。本文从上海市文物保护建筑——执信西斋的背景入手，在了解其历史沿革、建筑特色、结构概况及维修加固情况后，对建筑进行现场勘察、结构承载力验算和抗震性能分析，并提出修缮建议。这一系列完备的勘察程序和内容，可为后续的文物建筑保护和修缮工作提供借鉴。文物建筑的勘察需要充分认知文物本体价值、准确评估文物损害情况、仔细考虑现场工程条件，如此方可提供坚守修复理念且可落地实施的修复方案。