西北某古名居建筑鉴定与保护性加固技术_郭亚峰.pdf

中国科技信息 2023 年第 3 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2023-94-三星推荐工程概况某古名居位于西北某市，建于“民国”十八年（1929年）。本建筑为二层生土-木屋架结构，建筑面积 681.25m2，建筑高度 6.609m，一层层高 2.4m，二层层高 2.23.209m，原建筑无设计图纸，且未专门采取抗震设防措施。地基是杂填土和比较坚硬的卵石、岩石地基，柱下采用浅埋独立基础，主要为面积介于 0.090.25m2，埋深介于 0.3-0.4m 的块石，无地圈梁。现场照片如图 1 所示。工程地质条件根据钻孔揭露、野外原位测试结合土工试验资料，该场地自上而下由杂填土、圆砾层和泥岩层构成。地下水对毛石基础无腐蚀性，发生地震次生灾害的可能性较小，属非湿陷性场地。鉴定目的与范围受建设单位的委托，对该古名居进行安全性评定。目的是通过查阅历史资料及现场踏勘等方式对建筑物的基本情况和安全隐患进行全面排查，提出建筑物的安全排查结论和工程维修加固建议。检查、分析及鉴定结果地基基础依据岩土工程勘察报告可知，杂填土层分布于整个场地，层厚为 0.61.10m。平均厚度为 0.77m，力学性质差。但本建筑基础采用面积介于 0.090.25m2，埋深介于0.3-0.4m 的块石独立基础，承载条件较好，此外上部结构为二层生土-木结构，质量较轻，因此地基承载力满足承重条件。具体地层详图见图 2。据现场检测，该古名居基础承载条件较好，除个别基础行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度西北某古名居建筑鉴定与保护性加固技术郭亚峰郭亚峰（1990），甘肃平凉，甘肃农业大学水利水电工程学院，硕士，讲师，主要从事结构工程、岩土工程研究。图 1 二层生土-木结构我国近代历史上涌现出一批优秀的古建筑，体现了高超的建筑艺术，同时由于一些历史名人的居住经历，又赋予了丰富的人文社会价值。因此绝大多数古名居被列为不同等级的文物建筑。但是随着时间的推移部分古名居由于缺少及时修缮而逐渐变成危楼。为了进行文物抢修和最大化发挥其人文社会价值，部分地方对一些古名居进行鉴定与加固，并以此为核心开发文化旅游项目，又赋予了古名居公共建筑属性。考虑到古名居的建筑性、文物性和公共性，古名居加固必须采取不同于其他一般民用建筑的特殊方法进行加固。本文针对某生土-木结构古名居，参照国家现行规范进行了安全鉴定，并给出了加固方案，为类似古名居加固提供借鉴。-95-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2023中国科技信息 2023 年第 3 期三星推荐丢失外，现存基础未发现腐蚀现象，结构良好。根据民用建筑可靠性鉴定标准（GB50292-2015）第6.2.4条规定，基础安全性等级评定为 Au级。古名居未发生明显沉降，但上部结构墙体出现细微裂缝，如图 3 所示。依据地基基础安全性鉴定结论，并根据民用建筑可靠性鉴定标准（GB50292-2015）相关规定，基础正常使用性等级评定为 Au级。主体结构生土-木屋架结构中，梁、板、柱是主要组成构件，也是主要受力、传力构件。因此，梁、板、柱的可靠性对整体结构的安全性是至关重要的。根据现场检测和咨询建设方后续使用计划，鉴定加固时楼面活荷载取 3.0kN/m2、屋面活荷载取 0.5kN/m2。通过进入房屋内部查看，梁、板局部出现裂缝与腐朽，如图 4 所示。柱构件绝大部分保存完好，个别柱构件发生腐朽。一层墙体结构外部出现墙皮脱落，内部墙体出现裂缝，梁、板承重结构（木屋架结构）的安全性等级评定为 Cu级；古名居整体结构中：轴线，间发生大面积垮塌，损坏构件已被清理；轴线间局部墙体破坏严重，出现空洞；轴线，间房屋出现大面积垮塌，粱与部分构件裸露在外，损坏部分已被清理；二层木结构轴线，处房屋木板腐朽垮塌，损坏严重；民用建筑可靠性鉴定标准（GB50292-2015）相关规定，该部分破损结构安全性等级评定为 Du级，如图 5-7 所示。依据上部承重结构的安全性鉴定结论，并根据民用建筑可靠性鉴定标准（GB50292-2015）规定，该古名居不满足继续正常使用的要求。上部承重结构正常使用性等级评定为 Cu级。建筑地基基础不均匀沉降与墙体倾斜利用宾得 R-325NT 全站仪、水准仪、50m 钢尺、5m米尺设备及工具对本建筑物的倾斜量和沉降量进行了实地检测，检测照片如图 8 所示。检测结果表明基础不均匀沉降小，建筑外墙倾斜度为3。图 2 现状地质剖面图图 3 墙体裂缝照片图 4 梁板腐朽照片图 5 轴线/大面积垮塌照片图 6 轴线/轴线间局部墙体破坏图 7 轴线/处房屋木板腐朽中国科技信息 2023 年第 3 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2023-96-三星推荐鉴定结论根据综合检测、计算及调查结果本工程基础尺寸、强度等基本满足规范要求，侧移、基础不均匀沉降符合规范要求，地基基础评定为 Au。主体结构木屋架、梁、板柱由于年代久远，有裂缝腐朽现象，不能满足设计承载力的要求，上部主体结构评定为 Cu。根据民用建筑可靠性鉴定标准（GB50292-2015），综合地基基础、梁板构件及主体结构的鉴定结果，本工程安全等级评定为 D 级。加固建议加固原则古名居加固应遵循“修旧如旧”的基本原则，保持原建筑风貌不变，使用的建筑材料基本不变。考虑到该建筑修复后还要承担公共建筑的功能，供游客参观，所以可以适当采用保护性加固技术使其修复后的承载能力应相应提高，以满足安全需要。地基基础加固鉴于该古名居基础虽无明显不均匀沉降，但年代久远，埋深较浅，对该古建筑地基进行夯击法加固，以满足承载力与使用性要求。原有基础为柱下块石基础，无腐蚀，无破损，现存部分，可以继续使用，部分丢失应采用同种材料石材加工成同规格基础补齐。如图 9 所示。木框架加固木框架是该古名居的主要承重结构，如图10所示。因此，要对檩条和木柱逐一检查，分类处理，对于腐朽面积不超过5%的檩条采用 CFRP 纤维复合材料加固，增强其抗弯承载力，对大面积腐朽的檩条一律采用同规格经加压防腐处理后的新构件置换，置换后的木构件均应在隐蔽处注明。檩条间距仍以 800mm 为主。大部分木柱完好，可继续使用。部分受损木柱可适当包裹 CFRP 材料，对其施加径向约束，增强抗压承载力。由于该结构上部荷载较小，结构抗震性能根据近代历史建筑结构安全性评估导则（WW/T0048-2014），抗震要求可适当放宽，因此可不进行抗震加固。木楼（望）板加固木楼（望）板同样属于重要受力构件，对于腐朽严重者，全部采用 25mm 厚新板置换。腐朽、开裂较小者，为保持其原始风貌，可间隔添加采用，同时底部横梁应适当加密。门窗修复木门窗是保持其原始风貌的主要构件之一，以修复使用为原则，除了个别地方严重损毁需用新木材仿建做旧更换外，其他一律采用原始门窗修复使用。屋面瓦片屋面瓦片属于原始防水构件，需全部撤掉重新敷设，并剔除破损严重的瓦片，不足部分应从民间收集。为了增加防水效果，可在屋面瓦片和木望板之间敷设高分子防水卷材。生土外墙加固与墙面粉刷外墙属于该古名居的围护结构，对于裂缝较大或者损毁严重者，选择拆除重新夯筑，对于细小裂缝可通过墙面粉刷处理。原有建筑墙面大面积脱落，应全部铲除，清扫干净后分两层采用石灰纸浆粉刷抹面。恢复建筑原有风貌。结语该建筑已按照设计进行加固，目前效果良好。通过本次鉴定加固，得出结论如下：（1）古名居加固应遵循“修旧如旧”的基本原则，尽量保持原始风貌。（2）部分古名居加固后，建筑用途会发生变化，在保持主题风貌的前提下，结构承载力应相应加强。（3）古名居加固，必须结合鉴定结果，对各种构件采用针对性措施分类处理。图 10 木框架图（单位：mm）图 9 柱下独立基础（单位：mm）图 8 现场测量检测照片