技术探新,保存价值——顺德乐从陈氏大宗祠修缮工程技术/ 吴运江 黄文铮

——顺德乐从陈氏大宗祠修缮工程技术

South Architecture - - Contents - 吴运江 1 黄文铮 2 Wu Yunjiang Huang Wenzheng

摘要 在顺德乐从陈氏大宗祠修缮工程中,应用了静压注浆加固地基技术、倾斜变形墙体修复技术、梁柱结构修复技术、灰塑保护修复技术、砖雕保护修复技术等多项传统工艺与现代工程技术相结合的技术方法。解决了陈氏大宗祠原状保护的多项技术难题,消除了文物建筑安全隐患,保证了古建筑结构的安全,在不降低文物价值的同时,恢复古建筑历史风貌,对同类修缮工程有一定的借鉴参考作用。

关键词 陈氏大宗祠;文物建筑;修缮技术

ABSTRACT In the renovation project of Chen's Ancestral Hall in Shunde Lecong, besides the traditional renovation techniques, numbers of innovative technological achievements were developed and applicated, such as static pressure grouting reinforcement of foundation, inclining deformed wall repair techniques, post and lintel structure renovating techniques, clay sculpture renovation techniques, brick sculpture renovation techniques, etc. These solved a number of technical difficulties in protection, completely eliminated cultural relics’ safety hazard, insured safety of the ancient building structure, without reducing the value of cultural relics while restoring the historical architectural style. It offers a reference for the same kind of renovation works.

KEY WORDS Chen's Ancestral Hall; heritage buildings; renovation techniques.

*华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室开放课题,项目编号:2013KB14;广东省文物保护科学和技术研究课题,项目编号:2014-12。

中图分类号 TU-80; TU-023; TU-024 文献标识码 A

DOI 10.3969/j.issn.1000-0232.2017.04.092 文章编号 1000-0232(2017)04-0092-05

作者简介 1华南农业大学水利与土木工程学院,讲师;2华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室、佛山市工程承包总公司,教授级高级工程师,通讯作者,电子邮箱:676381828@qq.com

The Renovation Techniques of Chen's Ancestral Hall in Shunde Lecong

1宗祠历史简况与工程背景

顺德乐从陈氏大宗祠又名本仁堂、顺德陈家祠,位于佛山市顺德区乐从镇沙滘村。始建于清代光绪乙未(1895 年),竣工于庚子年 (1900 年)[1]。宗祠原为陈氏族人祀奉先人,联谊议事而建。解放后,宗祠一直被用作沙滘村小学,因此宗祠整体格局至今仍基本保存完整。1991年顺德县人民政府公布“陈氏大宗祠”为顺德县文物保护单位,2002 年 7月广东省人民政府公布其为广东省第四批文物保护单位[2](图 1~3)。为保护好陈氏大宗祠这一珍贵历史文化遗产,地方政府与村民共同出资分期对陈氏大宗祠进行全面修缮,修缮工程2008 年 9 月动工,2015 年 8月竣工。

2修缮工程指导思想——结构安全、价值完整

陈氏大宗祠建成使用至今已超过百年,由于年代久远,受到自然和人为的损害。修缮主要针对两方面的问题:一是宗祠结构上出现了比较严重的安全隐患——基础下沉、墙体变形开裂、屋面开裂下滑漏雨、木质构件开裂、腐朽和虫蛀,损坏严重,经危及文物保护单位的正常使用;室内加建、改建情况严重,破坏了祠堂的室内布局和整体性。二是陈氏大宗祠屋脊和墙体上的灰塑、梁架上的木雕、墙体上的砖雕等艺术构件是陈氏大宗祠建筑艺术中的精华部分,具有极高的艺术价值和文物价值,由于年岁久远,均不同程度地受到损坏,原头进正脊上的灰塑甚至荡然无存(图4)。

因此,修缮工程着眼于两个重点:保证文物建筑安全以及最大限度维护其文物价值完整。陈氏大宗祠是广东省文物保护单位,本次修缮工程必须严格遵循不改变文物原状、最小干预等文物保护原则,在保存文物建筑建筑的原形制、原结构、原建筑材料、原工艺技术的基础上,采用传统工艺与现代工程技术相结合的办法,消除文物建筑损坏的根源和隐患,保证古建筑的结构安全,保护文物及其历史环境的真实性和完整性。陈氏大宗祠集岭南传统木雕、砖雕、石雕、陶塑、灰塑等民间艺术于一体[3],因此,最大限度地保存和恢复它们的原貌是本次修缮工程的重点和难点。

在上述原则指导下,本次修缮工程采用静压注浆加固地基技术、倾斜变形墙体修复技术、梁柱结构修复技术,古建筑灰塑保护修复技术、砖雕保护修复技术等对陈氏大宗祠进行了全面的保护修复。

3修缮采用的关键技术

3.1静压注浆加固地基技术

陈氏大宗祠墙体基础普遍有不均匀沉降,导致墙体开裂,上部结构变形等现象,前期调研中,村民反映部分裂缝是近年出现并有所发展。因此,必须对地基基础进行处理,消除影响文物建筑结构安全上的隐患。通过对古建筑墙体地基进行地质勘察发现,工程地质情况自上而下依次为:素填土,层厚 1.20 ~ 3.20m;粉质粘土,层厚 1.10 ~ 2.80m,承载力标准值为 120kPa;淤泥、淤泥质土,层厚 1.10 ~ 7.70m,承载力标准值为50kPa;粉砂,层厚 12.10 ~ 26.10m,承载力标准值为160kPa。通过人工开挖探坑查明,文物建筑为天然地基、条石条形基础形式,埋深约0.8 ~ 1.5m。由于文物建筑周边环境发生很大变迁,地下水位下降、水土流失,这是导致基础产生不均匀沉降、墙体开裂的主要原因;另一的原因是墙体基础直接置于素填土和和高压缩性粉质粘土层之上,其下为压缩性很高的淤泥、淤泥质土层,由于淤泥、淤泥质土层的承载力低,受压易变形。根据场地工程地质特征、建筑物既有地基基础检查和上部建筑的现状情况,为了避免地基加固过程中破坏地层的天 然结构,引发文物古建筑发生新的下沉而造成新的损害,决定选用不改变古建筑基础原状和对上部结构影响最少的渗透注浆法对软弱地基土进行加固。考虑到地基加固的均匀性,全面对墙体地基进行灌浆处理。

[4]据地基处理技术规范理论公式 计算,并经现场灌浆试验及开挖检测(图5),确定浆液扩散半径为600mm,注浆孔距为1000mm。注浆孔沿建筑物墙体条基两侧梅花形分布,设计注浆孔深度为6.2 ~ 6.6m。注浆材料采用 32.5R普通硅酸盐水泥加水成为浆液,水灰比为 0.4 ~ 0.45;加入水泥重量 4.5% 的浓度 40Be 水玻璃作为速凝剂,加入水泥重量1%的木质磺酸钙作为减水剂,注浆压力设计值为 0.2MPa ~ 0.4MPa。本工程注浆加固施工工序为:定孔位→开孔口→击入注浆管→注浆→提管→注浆→拔管→封孔。灌浆施工严格按照设计要求以及现场灌浆试验的灌浆量以及灌浆压力值进行注浆,以保证灌浆的质量以及控制浆液扩散范围。注浆加固完成后,随机开挖了3个注浆孔点进行检查,浆液的扩散范围及形状基本与试验孔检测结果相符,加固效果达到设计要求(图6)。从加固后至今7年多的情况来看,墙体裂缝经处理后也未再发展,不均匀沉降继续发生的现象已经得到消除,注浆效果明显,达到了预期的加固效果[5]。3.2倾斜变形墙体修复技术

通过对陈氏大宗祠墙体现况进行勘察测量,墙体垂直测量数据表明东厢房墙体向外倾斜,最大倾斜量为55mm,倾斜率为1%,三进后墙外倾斜,最大倾斜量为81mm,倾斜率为1.3%,墙体出现竖向通缝,按照《危房房屋鉴定标准》JGJ125-99[6]的规定“墙、柱产生倾斜,其倾斜率大于0.7%,该砌体结构构件评定为危险点”,因此上述墙体必须进行纠偏处理。

本次修缮采用了组合钢管矫正墙体技术处理。工艺流程如下:首先将砖墙支承的屋面结构拆卸,然后在倾斜变形墙体两侧采用组合钢管分别搭设矫正装置和限位装置,控制支点距离墙顶为0.40m 及在地面上 1.40m 之间均匀分布。采用微调杆或千斤顶对钢管施加作用力,对墙体进行矫正,矫正设施的示意图见图7。

在矫正墙体过程中实行动态监控,采用了人工、仪

器相结合的做法,由各组钢管施工人员对每级矫正量、钢管垂直度和形态进行监测,在周边设置水准仪,对每组钢管的升降情况进行监测,在墙体周边设置经纬仪,对墙体的位移、倾斜情况进行监测,及时发现问题,采取相应措施进行修正,直到墙体矫正到位为止。

墙体矫正完成后,在产生缝隙的砖缝间均匀打入小生铁片,塞紧砖缝,然后用石灰浆修复灰缝,由于矫正墙体与相邻墙体连接处未出现断裂通缝,所以不必进行加固处理。最后,从墙体顶部向空斗墙墙体内空隙灌注自流平砂浆,陈氏大宗祠墙体为典型广府地区空斗墙做法,墙体砌筑时为了加强墙体稳固性,空斗内灌填松散的砖渣或干土等,因此,灌注自流平砂浆只需要填堵因墙体变形造成空隙即可停止灌注,由于墙体下部变形很少,无需对墙脚进行特别处理,灌注完成后,待砂浆强度达到设计要求后,拆卸矫正系统,重新安装上部屋面结构。墙体矫正加固后至今7年,墙体没有再出现倾斜变形现象,效果理想。

对于部分风化、开裂的砖块,先对砖块的残损轻度进行分类,风化断裂较小,采用灰浆对其表面进行修补的方法处理;对于风化、断裂较为严重的砖块,采取剔补的方法进行修复,施工时采用铁凿子凿出残损青砖,采用与原有青砖规格相同青砖重新镶嵌填补,并重新勾缝处理。3.3梁柱结构修复技术

陈氏大宗祠为抬梁与穿斗混合式梁架结构。柱子材质分为木质和花岗岩两类,其截面形式有圆形和方形两类,柱础皆为花岗岩柱础。经现场勘测,对梁柱结构影响较大的主要问题是个别石檐柱断裂,木柱除年久油漆黯淡裉色外,大多保存较好。柱子但普遍存在下沉倾斜的现 象,下沉量在 20~55mm之间,个别达到85mm,倾斜量10~45mm之间。部分梁架存在梁头劈裂,梁底开裂、腐朽,外表出现白色霉菌,檩条和桷板普遍糟朽、劈裂、弯垂。

(1)柱子下沉倾斜修复。根据柱子沉降、倾斜的数据情况,首先对柱子进行上部卸荷,然后采用整体提升扶正的方法进行处理。工艺流程如下:

柱子提升技术,采用千斤顶结合手提葫芦进行柱子进行提升,在严密监测控制下逐步将柱子整体提升,提升的每级修正量根据现场情况可定为5 ~ 10mm,在提升过程中不断重复以上程序。沉降的柱子整体提升到位,且对柱础调平加固完成后,柱子下降复位;倾斜的柱子整体顶升脱离柱础后,即可采用螺杆微调对柱子进行纠偏扶正,纠偏完成后,柱子下降复位(图9)。

(2) 断裂石柱修复。断裂的石柱上段采用手提葫芦卸下地面,分别在上下段石柱的柱中钻孔,孔径Φ28,石柱上段采用云石胶植入Φ25不锈钢棒;然后将石柱上段吊升,与石柱下段对接,对接前,在下段钻孔中灌满云石胶,再在柱子断裂接触面满涂云石胶,石柱上段钢棒插入石柱下段钻孔,再将石柱下段对接,确保粘结牢固。其中,云石胶采用不饱和环氧树脂型号,压剪胶接强度不少于8Mpa,不锈钢棒采用 304 型号(图10、11)。

(3)梁檩构件修缮。严格遵守《中华人民共和国文物保护法》规定的“不改变文物原状的原则”,对损坏的梁檩构件实行能修理、加固后使用的应修理、加固后使用,不随意更换和添加构件,以达到最大限度的保留原来的构件、不降低文物价值的目的。对于确实需要更换的木构件,严格按照原材料、原工艺进行加工制作后使用(图12)[7]。

陈氏大宗祠修复前/修复后对比

陈氏大宗祠修复前/修复后对比

图 1陈氏大宗祠头进立面图 2陈氏大宗祠平面图图 3陈氏大宗祠剖面图

4

图 4 陈氏大宗祠历史照片及头进修复前后对比

图 5现场灌浆试验开挖检测

图 6静压注浆加固地基技术

图 7矫正设施的示意图

图 8倾斜变形墙体修复技术图 10 石柱接驳大样图

图 9柱子下沉倾斜修复技术图 11 断裂石柱修复技术

开孔口

浆液制备

灌浆

提管

6

5

9

组合钢管矫正墙体系统

砂浆灌注

墙体修复前

墙体修复后

8

11

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