黃立敏，孫 昭

(1.陜西省人民政府機關(guān)事務(wù)管理局機關(guān)新城服務(wù)中心，陜西西安 710001;2.陜西省人民政府機關(guān)事務(wù)管理局房屋修建處，陜西西安 710011)

牌樓也叫做“坊”或“牌坊”。牌樓“似門非門，非門亦門”，是我們十分熟悉的一種標志性、裝飾性、紀念性很強古代建筑。在古代，幾乎每個都市街道的出口、入口，主要街道的十字街頭，名勝景區(qū)的入口處，以及苑囿、寺觀、陵墓、離宮的前面，都以牌樓作為建筑群的標志［1］。

牌樓大致由基礎(chǔ)、立柱、額枋、匾額、檐樓等構(gòu)成，這些構(gòu)件的連接處通過卯榫銜接［2］。

有些牌樓幾經(jīng)地震作用，同時還經(jīng)歷幾百年的風(fēng)雨侵蝕，出現(xiàn)了不同程度的損壞，如:構(gòu)件斷裂破壞、整體傾斜、風(fēng)化破壞等，而以構(gòu)件斷裂破壞尤為突出。因此，對出現(xiàn)不同程度破壞的牌樓予以加固已十分必要。

1 牌樓加固的基本要求

對磚石結(jié)構(gòu)牌樓進行加固，應(yīng)滿足下列要求。

(1)加固方案不得改變原來的受力體系。

(2)對原來結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的固有缺陷，如對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性確有嚴重影響，宜采取有效措施予以消除，對所增設(shè)連接件宜設(shè)法加以隱蔽。

(3)對因斷裂而喪失承載力的橫向構(gòu)件，當(dāng)其文物價值較高而必須保留時，可采用植筋、環(huán)氧粘接等技術(shù)予以加固，也可另加支柱支撐，但另加的支柱應(yīng)能易于識別。

(4)加固所用材料的耐久性，不應(yīng)低于原有結(jié)構(gòu)材料的耐久性。

2 斷裂構(gòu)件連接加固方法

石牌樓上部結(jié)構(gòu)及構(gòu)件都是許多小石構(gòu)件組裝而成的，極易發(fā)生斷裂。固定斷裂石材可采用下列兩種方式:

(1)粘接。所謂粘結(jié)是指把同種類型或不同種類型的材料通過物體表面上的物理化學(xué)過程把兩部分構(gòu)件連接在一起的過程。粘接包括一般粘接、裂隙灌漿和表面加固。粘接技術(shù)除了具有簡便、快捷、高效等優(yōu)點之外，還可以連接一些其他連接方式無法連接的材料和構(gòu)件，如實現(xiàn)金屬與非金屬的連接等，并能在一些情況下代替焊接、鉚接、機械連接［3］。粘接技術(shù)的應(yīng)用條件選擇范圍寬，可以不改變文物的現(xiàn)狀與性質(zhì)。從小件石雕藝術(shù)品到大型的石窟寺、建筑遺址，粘接方法都有廣泛的應(yīng)用。粘接加固是加強文物建筑微結(jié)構(gòu)之間的接合，以及在損壞面和完好面之間的粘合，增加物體的機械強度。粘結(jié)的強度、抗老化程度與粘結(jié)材料的配合比，構(gòu)件斷面的凈化程度有直接關(guān)系，因此在粘結(jié)加固之前要將構(gòu)件斷面清洗干凈。此外，加固劑必須均勻滲透到巖石孔隙內(nèi)。對斷裂石質(zhì)構(gòu)件進行粘接修復(fù)，要使用與石材性能相適應(yīng)的膠粘劑，一般要求傾覆力＜粘接強度＜接頭強度＜石材內(nèi)聚力［4］。石材性能好，可以選用強度高的膠粘劑;石材的性能差，選用高強度膠粘劑會發(fā)生粘附破壞，選用低強度膠粘劑則無法達到良好的膠粘效果，此時就需要借助其他的方法來固定石材。粘接修復(fù)前，需通過實驗對石質(zhì)文物建筑和膠粘劑進行測試和對比，然后再確定膠粘劑的種類和修復(fù)的方法。

(2)借助輔助構(gòu)件、利用機械作用力將分離的石質(zhì)固定在一起的機械固定法。一般可采用植筋加固和碳纖維布加固。

植筋加固技術(shù)是一項針對混凝土結(jié)構(gòu)、磚石結(jié)構(gòu)的簡捷、有效連接與錨固技術(shù);可植入普通鋼筋，也可植入螺紋鋼筋，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于建筑物的加固改造工程，它是對工程中沒有預(yù)埋鋼筋的一種有效補救措施。植筋加固可將斷裂構(gòu)件的各個部位連接成一個整體，增強其整體穩(wěn)定性。這種方法多用于被粘接部分厚重的石材的修復(fù)，尤其是結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的情形。文物建筑的保護中還使用了護壁、擋墻、噴錨、錨固等技術(shù)。目前最常用的加固方法就是對石材進行植筋，使其連成一個整體，增強其結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補的研究始于20 世紀80年代美、日等發(fā)達國家，我國的這項技術(shù)起步很晚。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有建筑中有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時設(shè)計荷載標準低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求，亟需進行維修、加固。目前常用的加固方法有很多，如:加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。

3 注意事項

(1)斷裂石構(gòu)件加固材料要采用當(dāng)?shù)嘏c原構(gòu)件石材相似或者相當(dāng)?shù)氖?，根?jù)原構(gòu)件所遺留下來的信息進行選材加工，要盡可能做到修舊如舊，再用粘接材料進行粘接。

(2)加固構(gòu)件前，將所有的原構(gòu)件的裂縫、傾斜、樹木根系清除，待缺失構(gòu)件補齊等工作做完之后，對構(gòu)件重新組裝，在結(jié)構(gòu)上要對其進行加固。

(3)像連接斷裂石材這類補全修復(fù)要在充分調(diào)查歷史資料的基礎(chǔ)上進行。在形式上不能有超出原狀的立意和創(chuàng)新。

(4)石質(zhì)文物建筑的補全材料，要求能夠滿足石質(zhì)文物建筑的穩(wěn)定條件，并且具有相對的穩(wěn)定性和耐久性，對原始材料無損害。

4 工程實例

西岳廟坐落在華山以北5 km 的華陰市城郊岳廟鎮(zhèn)，與西岳華山遙相呼應(yīng)。西岳廟總占地面積121800 m2，是陜西省現(xiàn)存比較完整的且是最大的古建筑群，1988年被列入全國重點文物保護單位。西岳廟內(nèi)現(xiàn)存三座石牌樓，分別是欞星門與金城門之間為“天威咫尺”，后宰門與御書樓之間為“少昊之都”，御書樓與萬壽閣之間為“蓐收之府”。三座石牌樓石質(zhì)、形制、雕刻工藝相同，同屬清朝時期建造。牌樓主要構(gòu)件之間為石質(zhì)榫卯結(jié)構(gòu)。屋頂為整石雕刻而成，主樓屋頂由六塊拼合而成，次樓均用四塊拼合而成。大額枋下橫題“少昊之都”，故名“少昊之都”。

4.1 主要病害及分析

4.1.1 自然災(zāi)害造成的破壞

“少昊之都”石牌樓，歷經(jīng)數(shù)百年的風(fēng)雨歲月，經(jīng)歷了多次地震等自然災(zāi)害的破壞，尤其是在1998年大風(fēng)中，由于牌樓側(cè)旁大樹被風(fēng)吹倒，牌樓被大樹撞擊，造成嚴重損壞，見圖1 所示。其主要破壞狀況為:

(1)屋頂局部塌落，掉落約2/5 屋面，西側(cè)樓屋面所剩無幾。

(2)主樓大額枋與小額枋均已斷裂，喪失作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承力功能。

圖1 牌樓破壞狀況

4.2 結(jié)構(gòu)承力構(gòu)件加固

4.2.1 石牌樓大額枋加固

石牌樓大額枋以CFRP 技術(shù)補強，加固材料采用Sika CarboDur S612 板材及Sikadur－30 膠粘劑。貼片前應(yīng)對構(gòu)件表面進行必要的處理，仔細清除破損、劣化部分，修補裂縫、削平凸出部位和棱角等，使碳纖維板粘貼后與構(gòu)件牢固緊密結(jié)合，充分發(fā)揮其補強作用。粘貼碳纖維片后，需自然養(yǎng)護24 h 達到初期固化，應(yīng)保證固化期間不受干擾。

4.2.2 石牌樓小額枋加固

小額枋以HRB 400－20 配以Sikadur－30 粘結(jié)加固膠予以補強加固。其工藝流程見圖2。

圖2 植筋加固工藝流程

(1)鉆孔。根據(jù)設(shè)計好的圖紙，在小額枋的相應(yīng)位置鉆孔，鉆孔直徑比鋼筋直徑大5 mm 左右。

(2)清理灰塵。清理灰塵是植筋中最重要的一個環(huán)節(jié)，因為孔鉆完后內(nèi)部會有很多灰塵、碎渣，這將直接影響植筋的質(zhì)量。因此，將孔內(nèi)雜物清理干凈是保證植筋質(zhì)量的前提。其方法是:用防脫毛毛刷伸至孔底把灰塵、碎渣帶出，再用壓縮空氣吹出孔內(nèi)浮塵，吹完后再用脫脂棉蘸上酒精擦洗空內(nèi)壁，以保證孔的清潔。鉆孔清洗完后要求相關(guān)單位驗收，驗收合格后方可注膠。

(3)注膠。將Sikadur－30 粘結(jié)加固膠裝入套筒，安置在專用的手動注射器上進行注膠。為了使鋼筋植入后孔內(nèi)膠液飽滿，又不能使膠液外流，孔內(nèi)膠液達80%即可，孔內(nèi)注滿膠后應(yīng)立即植筋。

(4)植筋。U 形鋼筋平段的長度250 mm，斷裂位置居水平段長度的中央;豎直段長度100 mm，植入石材的深度80 mm。植筋孔直徑30 mm，植筋孔位于小額枋厚度中央豎直向上。U 形鋼筋水平段與石材之間以硬木襯墊。

(5)固化。鋼筋植入后在Sikadur－30 粘結(jié)加固膠完全固化前不能振動鋼筋，Sikadur－30 粘結(jié)加固膠在常溫下就可完成固化，按說明書上指定的固化時間待其固化完成后便可進入下一道施工工序。

4.2.3 注意事項

(1)Sikadur－30 粘結(jié)加固膠完全固化后為無毒材料，但未固化前，個別組分對眼睛、皮膚有刺激性，而且固化后也不容易清除，所以施工人員要注意適當(dāng)?shù)膭趧颖Ｗo，如配備工作服、手套等。人體直接接觸后應(yīng)立即清水沖洗干凈。

(2)注意天氣變化，植筋開始前要查看天氣預(yù)報，要確保在植筋施工期間天氣狀況良好，不能在陰雨天氣施工。

5 結(jié)束語

磚石牌樓作為現(xiàn)存不多的古建筑，不僅對研究我國古代建筑技術(shù)的發(fā)展具有極其重要的意義，而且對于研究我國的歷史、文化、藝術(shù)均具有無法替代的價值。由此保護與修復(fù)牌樓是一項艱巨的任務(wù)?！吧訇恢肌笔茦堑募庸瘫Ｗo取得了極好的效果，盡可能恢復(fù)了石牌樓原來的風(fēng)貌，并為以后的磚石牌樓的加固與保護積累了寶貴的經(jīng)驗。

本方案特點:采用高新技術(shù)，對文物損傷較小;CFRP 強度高、重量輕、體積小，加固效果可靠，具有較好的可逆性。

［1］韓昌凱.中華牌樓［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008

［2］石錦彪.石牌樓的設(shè)計與制作［J］.古建園林技術(shù)，2007(2):7－10

［3］楊曉鄔.文物修復(fù)中的加固技術(shù)［J］.四川文物，2006(5)

［4］張秉堅.古建筑與石質(zhì)文物的保護處理技術(shù)［J］.石材，2002(8)

［5］田鵬剛，陳平，趙冬，等.西岳廟“少昊之都”石牌樓加固與修復(fù)工程［J］.工業(yè)建筑，2006(1)

［6］唐家俊，趙冬，陳平.淺談五梁橋的加固與保護［J］.山西建筑，2007(6)