鞏振彬
(海南獻林建筑安裝工程有限公司,海南 海口 570208)
近年來,國內在古建筑修繕方面的理論研究日益豐富,例如2006 年北京土木建筑學會編制了《中國古建筑修繕與施工技術》一書,較為詳細的羅列了古建筑修繕的一些技術要點。但是目前來看,還沒有針對磚石結構古建筑修繕的標準規(guī)范,這就導致在修繕作業(yè)時,缺乏科學的指導,修繕效果難以得到保證。在這一背景下探究適合磚石結構古建筑的修繕規(guī)范具有重要的應用價值。
磚石結構古建筑的組成雖然并不復雜,但是要想恢復其原貌,需要對其結構設計、材料成分、施工方法有全面的了解,才能選擇相應的修繕技術,盡量還原這些古建筑的本來面貌。在我國的《文物保護法》中規(guī)定:“文物在進行修繕、保養(yǎng)和遷移時,必須遵守不改變文物原狀的原則?!币虼?,無論是編制古建筑修繕方案,還是在具體開展修繕作業(yè)時,一方面是要保證現(xiàn)有的磚石結構不受到破壞,且維持原來的形狀;另一方面因為修繕需要新加入的材料(如磚、瓦、石等),也需要盡可能的與原來的材料成分相同。在修繕后的風格上,也要爭取做到整體統(tǒng)一,最大程度上消除人工修繕的痕跡。
磚石結構古建筑的修繕是一項專業(yè)性極強的工作,同時因為這些古建筑已經受到了不同程度的損壞,因此修繕過程又十分復雜,具有很強的挑戰(zhàn)性。為了保證修繕效果,還應當體現(xiàn)出規(guī)范性和科學性。規(guī)范性就是要遵循現(xiàn)有的一些相關制度、規(guī)范,例如2017 年頒布的《古建筑修繕工程施工規(guī)范》,明確了修繕保護措施、工程驗收標準等一系列內容,在開展古建筑修繕作業(yè)時就要嚴格遵循這些規(guī)范??茖W性則是通過使用現(xiàn)代化的工具、設備、材料,以及選用經驗豐富的修繕技術人員。另外,還要細化修繕流程,包括開展古建筑的實地調查,擬定修繕方案,現(xiàn)場修繕與質量驗收等,保證修繕效果。
2.1.1 磚石
根據(jù)資料記載,我國在戰(zhàn)國時期開始使用磚。因此在現(xiàn)存的很多古建筑中,磚、石、瓦都是常見的結構材料。但是古代磚的制作工藝千差萬別,并且由于土質不同,磚的種類也十分繁多。目前國內的磚石結構建筑中,至少有20 余種磚,例如澄泥磚、停泥磚、沙滾磚。在磚的規(guī)格上也有很大的區(qū)別,這就給修繕工作增加了難度。在磚石古建筑的修繕中,一種比較理想的措施是從古建筑周邊搜集散落的磚石,將其重新砌筑。但是實際操作難度較大,因此就需要結合古建筑現(xiàn)有磚石材料,仿制同樣尺寸、同樣材質、同樣色澤的新磚,然后通過“做舊”的方式,盡量與原來的磚石材料保持一致。在燒制新磚時需要遵循《燒結普通磚》(GB T5101—2017)、《砌墻磚試驗方法》(GB/T 2542—2012)中的相關規(guī)定。
2.1.2 灰漿
在磚石結構古建筑中,灰漿是粘結上下層磚石,增加建筑結構穩(wěn)定的重要材料。古建筑中使用的灰漿種類更加多樣,原因主要有兩點:①制作灰漿的材質不統(tǒng)一,為了增加灰漿的粘結性,我國南方地區(qū)通常會加入糯米汁,而北方地區(qū)則選擇加入桐油;②各類材料的配比千差萬別,古代匠人在調配灰漿時,主要憑借個人的經驗,而沒有書面記載的統(tǒng)一標準。目前所用的灰漿,主要材料是水泥、石灰和水,按照一定比例配制而成,雖然粘結強度上有了明顯的提升,但是考慮古建筑的施工工藝。既要讓古建筑的結構更加穩(wěn)固,又要貼合原貌。在選用和制作灰漿時,也要遵循《建筑生石灰》(JC/T 479—2013)、《砌筑砂漿配合比設計規(guī)程》(JGJ T98—2011)、《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》(JGJ52-2006)等相關標準。
2.1.3 灰土
在古代的房屋建筑中,灰土主要用于加固基礎;但是在城墻建筑中,灰土更多的是作為墻體填充物。在制備灰土時,除了要控制灰土的含水率外,像灰土的顏色、顆粒大小等也要考慮在內??梢詤⒄铡锻恋墓こ谭诸悩藴省罚℅B/T 50145—2007),從顆粒組成、液塑限及有機質方面進行定量要求,減少人為影響。此外,根據(jù)填土位置的不同,所用填土的具體要求也存在差異,例如在《建筑邊坡工程技術規(guī)范》(GB 50330—2013)中規(guī)定:擋墻后面的填土,應優(yōu)先選擇透水性較強的填料。當采用粘性土作填料時,宜摻入適量的碎石。不應采用淤泥、耕植土、膨脹性粘土等作為填料。
2.2.1 耐久性設計
在《建筑結構可靠性設計統(tǒng)一標準》(GB 50068—2018)明確了建筑結構和結構構件的設計使用年限,要求在此期限內不需大修即能滿足預定功能。其中,規(guī)定紀念性建筑和特別重要的建筑結構的設計使用年限為100 年。參照這些規(guī)范文件中的要求,在進行磚石結構古建筑修繕時,需要通過優(yōu)化建筑結構設計、選擇恰當?shù)男蘅槻牧?,確保修繕處理后的古建筑,在耐久性、穩(wěn)定性方面的性能可以得到明顯的提升,從而達到延長古建筑壽命的目的。
2.2.2 荷載設計
結合現(xiàn)存的一些古建筑相關資料,可以發(fā)現(xiàn)我國古代建筑的設計與施工中,沒有一套完整的荷載計算規(guī)范。這也導致許多古建筑隨著時間的推移,磚石結構的風化或是雨水浸泡等原因,無法承受上部荷載而出現(xiàn)了局部坍塌等問題。在修繕這些破損的古建筑時,需要我們利用現(xiàn)代結構力學方面的知識,以及采用計算機仿真模擬技術,精確計算磚石結構古建筑各個部位的受力情況,進行細致的荷載分析。在修繕方案中,通過優(yōu)化受力分布、提高荷載能力,保證修繕后的古建筑不會再出現(xiàn)因為受力不均或而坍塌的問題。
2.2.3 抗震設計
相比于木質結構的古建筑,磚石結構的抗震能力稍差。這也導致現(xiàn)存的磚石結構古建筑,因為抗震能力差而受到了較為嚴重的破壞。例如2008 年的汶川地震,讓都江堰、青城山這些保留了上千年的磚石結構古建筑,都受到了不同程度的損壞。因此在修繕古建筑時,除了要做好表面的復原外,提高其抗震能力也是一項重要內容。對于古建筑的抗震設計,也可以參照現(xiàn)代建筑的相關規(guī)范,例如《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011—2010)中規(guī)定:構造柱是作為所有材料結構的一種必須采取的抗震構造措施。同時,對磚的強度和砂漿強度都作了抗震最低要求。根據(jù)該規(guī)范文件,在不造成二次破壞和不影響古建筑原貌的前提下,采取必要的抗震措施。
磚石結構古建筑在材料組成、受損原因等方面存在較大差異,在開展修繕作業(yè)前,應當提前做好古建筑的現(xiàn)場調查,并做好相關信息的記錄。例如古建筑的結構、材料等,如果條件允許還可以使用現(xiàn)代科學技術(如三維掃描技術等)獲取古建筑的坐標信息,并制作三維模型,對修繕作業(yè)的開展有很好的幫助。結合現(xiàn)有的資料,編制修繕方案。在該方案中,應采用文字描述和圖片展示配合的方法,明確修繕的要求和效果。另外像采用何種材料、如何進行施工等,也都需要在修繕方案中詳細體現(xiàn),為下一步規(guī)范化作業(yè)提供指導和參考。
現(xiàn)階段的磚石結構古建筑修繕,還沒有直接適用的專門規(guī)范。例如在古建筑的抗震設計上,還是參照現(xiàn)代建筑的《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011—2010)。隨著有關部門對古建筑修繕重視程度的提升,未來將會有越來越多的磚石結構古建筑被納入修繕范疇,這種情況下有必要盡快制定和出臺專門的規(guī)范、制度,推動今后的磚石結構古建筑修繕作業(yè)走向正規(guī)化、科學化。
隨著近年來古建筑修繕任務越來越重,專業(yè)的修繕隊伍數(shù)量匱乏的弊端也逐漸體現(xiàn)出來。要想勝任古建筑修繕工作,除了要熟練掌握建筑設計、施工等專業(yè)知識外,還必須對古建筑的發(fā)展歷史有一個全面的了解,能夠根據(jù)古建筑的修建年代、結構型式、材料組成等,編制科學的修繕方案,加強修繕技術控制,盡量恢復古建筑的原貌。因此,文物保護單位要注重內部專業(yè)人才的培養(yǎng),既要擴充古建筑修繕人才數(shù)量,又要提高其專業(yè)能力和業(yè)務水平,才能更好地滿足今后古建筑修繕工作開展需要。
對于破損的磚石結構古建筑,在修繕處理時,應提前做好調查并編制方案,提高修繕作業(yè)的專業(yè)化程度。在實際作業(yè)時,要合乎傳統(tǒng)古建筑施工工藝做法,也要嚴格遵循相關的應用規(guī)范和制度標準,體現(xiàn)出修繕作業(yè)的規(guī)范化。從結構組成上來看,磚石、灰漿、灰土是古建筑的重要組成,需要盡量使用與原材料相同的材料,恢復古建筑原貌。同時還要重視古建筑結構的優(yōu)化設計,通過修繕提高其抗震性能、荷載能力,才能保證修繕后的古建筑得到更好的保存。