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摘要:善果巷35号和月台坝24号是重庆十八梯传统风貌区内的历史建筑,其兴建于上世纪五十年代,具有悠久的历史,是传承城市文化脉络的重要载体,也是不可再生的物质文化遗产。由于年代久远,历史建筑的结构安全性能往往难以经得住考验,目前保留下来的两栋优秀历史建筑现状也不太乐观,容易因结构形式不合理、虫害、腐蚀、老化等引发安全事故。为了最大程度的保留历史建筑的风貌特色,反映重庆发展的历史脉络,如何对历史建筑进行保护性的修缮加固以满足安全使用是目前面临的一大难题。
关键词:优秀历史建筑;修缮加固;文化遗产;善果巷35号;月台坝24号
随着城市的高速发展,各地的特色建筑逐渐消逝而趋于现代化,而往往历史建筑的建筑风格和营造方式体现着地方特色,具有悠久的历史文化和艺术价值。近年来,政府也在呼吁大家对历史建筑进行保护,并发布了优秀历史建筑名录,将保护历史建筑的理念传至民众心中。通过对优秀历史建筑的保护和合理利用,扩大其影响力和知晓面,动员全社会的力量共同保护乡愁记忆,相信未来的城市将不会是“千城一面”,而是保留着传承城市文化命脉的多元化特色建筑。
1历史建筑概况和修缮加固的总体思路
1.1历史建筑概况
善果巷35号和月台坝24号是重庆十八梯传统风貌区的优秀历史建筑物,均为五层砖混结构房屋,是十八梯保存较为完整的开埠时期风格建筑,为旧时重庆四合院民居院落。其外立面十分老旧,已超过其使用年限,但周围场地相对平整,地质情况良好,可以对其进行修缮后继续使用。
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图1 历史建筑现状
Fig.1 Current status of historical buildings
1.2修缮加固总体思路
保留原始建筑外部砖墙,采用型钢格构柱和型钢腰梁对外墙进行支撑加固后,自上而下拆除建筑物内部的屋盖、内隔墙和楼板,重新在建筑内部修建框架结构,新建的内部结构通过钢筋混凝土面层和销键与原外部砖墙进行拉结。
(1)建筑物内垃圾、建渣清运:人工对建筑物内垃圾、建渣清理并运输至场地外废弃物集中处理点。
(2)原始建筑外墙外部支撑与内侧单面钢筋混凝土面层加固施工,自下而上搭设外部支撑架体,同时自下而上在楼板搭设满堂临时支撑架体,内外架体通过门洞洞口进行刚性连接,从而形成整体的支撑架体系统。
(2)分块、分段拆除现有屋盖体系,同时外墙顶部设置钢筋混凝土压顶,角部设置钢支撑;
(3)分块、分段拆除顶层内隔墙(窗台洞下口50cm),同时在窗口洞下口设置一道水平贯通的内部钢支撑;
(4)拆除楼板及下一层隔墙,并设置一道内部钢支撑(同上部设置);
(5)新建建筑基础、结构按照自下而上修建,并与外部保留墙体进行拉结;
(6)上部结构施工一层柱前,逐层拆除水平型钢水平腰梁(保留型钢支撑),施工完该层梁板并完成与墙体拉结后,拆除该层楼板以下的型钢支撑。
2重难点分析及对策
2.1重难点一:原建筑为砖混结构体系,内部结构构件的拆除施存在一定的风险,施工不当、施工顺序错误、加固不到位等均易发生安全事故
对策:(1)拆除施工前对外墙进行可靠支撑与加固,拆除时采用静力切除法、液压钳破碎法等静态方法自上而下的顺序进行拆除;
(2)内部结构拆改,拆除顺序按照先隔墙后梁板,从上自下的先后顺序进行拆除,型钢支撑体系和拆除同时进行;
2.2重难点二:外架对建筑外墙起支撑作用,外支撑架的自身稳定性难以保证
对策:外支撑架采用三排落地架,从一个角向周边延伸交圈搭设,在设置第一排连墙件前每5m设一道斜撑,与地面的夹角成45°,斜撑下部设置基础通过预埋件连接。
2.3重难点三:内部格构柱钢支撑与外墙的连接较困难
格构柱与外墙通过型钢腰梁连接,腰梁水平支撑设置在每一层外墙窗台标高-0.5m处,墙体内外两侧同一高度上对称设置。腰梁水平支撑采用20a槽钢,型钢与墙体的间隙应采用木楔塞紧,内外两侧的腰梁水平支撑采用4根M12的螺栓进行连接,螺栓应设置于竖向灰缝处,螺栓沿型钢梁长度方向上的边距间距不应大于1m。
3施工工艺流程及操作要点
3.1工艺流程
搭设外支撑架——外墙面层加固——拆除室内构件——格构柱与型钢腰梁施工——内部新增主体结构与原外墙的连接——格构柱的拆除
3.2操作要点
3.2.1搭设外支撑架
由于历史建筑的外墙比较薄弱,在建筑物内部进行施工前需对外墙做好支撑,使用钢管脚手架对外墙起支撑作用,建筑外轮廓采用三排落地式钢管防护支撑架体,外支撑架自身通过斜撑保证其稳定性。防护架参数:立杆纵距1.0m,立杆横距1.0m,步距为1.5m,内排立杆距墙一般距离为0.2米。
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图2 外支撑架平面示意图
Fig.2 Plane diagram of outer support frame
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图3 外支撑架立面示意图
Fig.3 Schematic diagram of external support frame elevation
3.2.2外墙面层加固
(1)除去砌体墙面的疏松层、污垢物以及灰尘:采用人工凿毛方法,用铁锤、凿子人力对墙面剔打,严禁采用大锤猛敲猛打,采用小锤打凿,避免破坏墙体,去除厚度约4~5mm;人工凿毛后,用压缩空气除去松散的材料和尘土,再使用高压水冲洗施工面。当原墙面碱蚀严重时,应先清除松散部分并用1:3水泥砂浆抹面,已松动的勾缝砂浆应剔除。
(2)待孔内干燥后即可安设锚筋,锚筋可采用φ8@600的短筋,锚入墙体深度不应小于120mm,成梅花状交错排列,锚筋采用专用植筋胶锚入墙体灰缝内。
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图4 外墙加固层分布筋
Fig.4 External wall reinforcement layer distribution ribs
(3)钢筋混凝土面层厚度为8cm,混凝土采用C30细石混凝土,采用单侧支模方式浇筑,保证其混凝土浇筑过程中振捣密实,混凝土浇筑应分层浇筑,每层浇筑厚度不得大于500mm。
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图5 外墙加固层
Fig.5 External wall reinforcement layer
3.2.3拆除室内构件
(1)室内结构构件拆除自上而下拆除,先拆除屋盖体系,再拆除楼层墙体和楼板,先拆除隔墙后拆除下一层楼板的原则进行。室内结构构件的拆除应按照分块、分段进行拆除,每拆除一块立即进行室内型钢支撑体系的加固。
(2)原始建筑外墙应保留,拆除屋面以及顶层内隔墙窗台标高-0.5m以上的内隔墙时应设置一道型钢支撑,拆除顶层内部隔墙、楼板、下一层窗台标高-0.5m以上内隔墙时应设置一道型钢支撑,从上往下每拆一层设置一道型钢支撑。型钢支撑由墙体型钢腰梁水平支撑和斜撑组成,腰梁水平支撑和斜撑均采用20a槽钢。
(3)拆除按照先拆除隔墙后拆除楼板的原则进行拆除施工,先拆除普通100mm厚的普通内隔墙,后拆除240mm的隔墙,隔墙按照从上而下拆除。
(4)由于原建筑楼板类型为预制楼板,因此拆除过程中应遵循先拆除楼板,后拆除预制梁的原则进行拆除,预制梁拆除按照先拆除搁置在隔墙上预制梁后拆除搁置在外墙上的预制梁的原则拆除。
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图6 内部构件拆除与型钢腰梁同步施工
Fig.6 Internal component removal and simultaneous construction of section steel waist beam
3.2.4格构柱与型钢腰梁施工
(1)室内型钢支撑体系安装紧跟着室内隔墙的拆除工作进行,避免一次性拆除跨度过大导致外墙失去稳定性。腰梁水平支撑设置在每一层外墙窗台标高-0.5m处,墙体内外两侧同一高度上对称设置。腰梁水平支撑采用20a槽钢,型钢与墙体的间隙应采用木楔塞紧,内外两侧的腰梁水平支撑采用4根M12的螺栓进行连接,螺栓应设置于竖向灰缝处,螺栓沿型钢梁长度方向上的边距间距不应大于1m。
(2)斜撑设置在外墙角部,斜撑两端与每一层型钢腰梁水平支撑和格构柱相连接,斜撑安装与腰梁水平支撑同步进行。斜撑采用20a槽钢,斜撑槽钢翼缘板与腰梁水平支撑槽钢翼缘板之间进行对接拼接,需采用150×50×10mm钢板单面围焊,焊缝高度6mm。斜撑槽钢腹板与腰梁水平支撑槽钢腹板之间采用双面围焊,焊缝高度6mm。
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图7 格构柱及腰梁布置
Fig.7 Lattice column and waist beam layout
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图8 斜撑与格构柱连接
Fig.8 The diagonal brace is connected to the lattice column
图9 斜撑与腰梁水平支撑连接
Fig.9 Inclined support and waist beam horizontal support connection
3.2.5内部新增主体结构与原外墙的连接
采用销键法将新增框架结构与原砌体外墙连接,在原砖位置剔除200*120mm的键槽,保证其水平和竖向的边距800mm;
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图10 框架结构与原砖墙连接节点
Fig.10 Connection node between frame structure and original brick wall
3.2.6型钢支撑体系拆除
每开始施工一层柱前,拆除水平型钢腰梁(保留型钢支撑),施工完改成该层梁板并完成与墙体的拉结后,拆除该层楼板以下的型钢支撑。
4质量控制措施
4.1墙体加固层植筋质量控制
(1)植筋孔内粉尘应用吹风机清理干净,孔径应比钢筋扩大约2mm,孔深不低于12cm,植筋胶的质量应符合要求;
(2)植筋孔应分布在原砖墙的灰缝内,按照60cm的间距梅花形布置,以免对原有砖墙进行破坏。
4.2外墙加固层混凝土成型质量控制
(1)室内加固层混凝土浇筑前模板加固应符合要求,内支撑架的搭设满足要求,以防止加固不到位而造成的爆模等问题出现;
(2)由于外墙加固层厚度只有8cm,为保证其成型质量,应采用细石混凝土进行浇筑,采用附着式振捣器对模板进行振捣。
4.3新增结构与原砖墙连接质量控制
新增结构与原外砖墙通过销键进行连接,销键的设置间距及其内部钢筋应符合图纸要求。
参考文献:
[1]GB 50728-2011,工程结构加固材料安全性鉴定技术规范[S].中华人民共和国住房和城乡建设部:中国建筑工业出版社,2012.
[2]GB 50203-2015,砌体结构工程施工质量验收规范[S].中华人民共和国住房和城乡建设部:中国建筑工业出版社,2012.
[3]GB 50204-2015,混凝土结构工程施工质量验收规范[S].中华人民共和国住房和城乡建设部:中国建筑工业出版社,2015.
[4]JGJ147-2016,建筑拆除工程安全技术规范[S].中华人民共和国建设部:中国建筑工业出版社,2017.