以光岳樓為例淺議古建筑磚石結(jié)構(gòu)保護(hù)

倪浩冉 趙騰飛 董晴晴 愛森 吳志偉

（1聊城大學(xué)季羨林學(xué)院；2聊城大學(xué)建筑工程學(xué)院）

0 引言

中國(guó)古建筑作為中華文明的實(shí)物載體，具有正史、借鑒和教育等重要作用，是優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的重要組成部分，在藝術(shù)和技術(shù)上都達(dá)到了很高的水平。中國(guó)古建筑從總體上說是以木結(jié)構(gòu)為主，以磚、瓦、石為輔發(fā)展起來的。磚石結(jié)構(gòu)在我國(guó)古建筑發(fā)展史中占據(jù)著重要地位，但與木結(jié)構(gòu)相比，其價(jià)格昂貴、費(fèi)工費(fèi)時(shí)，在古代主要用于修筑墓室、涵洞、佛塔、橋梁、城門、建筑基座、圍護(hù)墻等。直到明代之后，因長(zhǎng)期采用木結(jié)構(gòu)體系而導(dǎo)致木材大量消耗，加上氣候變化、生態(tài)破壞等原因引起的木材供應(yīng)短缺，人們才轉(zhuǎn)變觀念開始大量采用磚石建筑。磚石建筑類型也逐漸豐富。磚石結(jié)構(gòu)具有材料抗壓強(qiáng)度高、耐久性好、化學(xué)穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)又具有抗拉、抗彎及抗剪強(qiáng)度較低、脆性破壞性質(zhì)、易裂縫等缺點(diǎn)。

作為中國(guó)古代三大名樓之一的光岳樓，是一座在磚石高臺(tái)基上構(gòu)筑的木結(jié)構(gòu)古建筑，是現(xiàn)存古建筑中最古老、最雄偉的木結(jié)構(gòu)樓閣之一，是聊城獨(dú)特的歷史記憶符號(hào)。建于1374年（明），位于東昌古城中心。光岳樓為四重檐十字脊過街式樓閣，通高33m，由臺(tái)基和4層主樓組成。臺(tái)基為磚石砌成的正四棱臺(tái)，由下向上漸有收分，高9.38m，底邊長(zhǎng)34.5m，采用藍(lán)色古城墻磚，用糯米混合砂漿砌筑。由交叉相通的4個(gè)半圓拱門和直通主樓的50多級(jí)臺(tái)階組成。四層主樓筑于高臺(tái)之上，全為木結(jié)構(gòu)，一層木框架間砌筑有圍護(hù)墻體。因年代久遠(yuǎn)，在自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)、人為等綜合因素作用下，其磚石部分多處出現(xiàn)裂縫，泛堿等殘損。秉承“保護(hù)現(xiàn)狀，恢復(fù)原狀”的修繕原則，進(jìn)行了多次修繕。

1 光岳樓磚石部分現(xiàn)狀

⑴臺(tái)基（包括臺(tái)基的墻體和基頂、基礎(chǔ)）

臺(tái)基部位由于在露天環(huán)境中,長(zhǎng)時(shí)間受到風(fēng)蝕日曬、雨淋霜凍、反潮堿化等，很容易風(fēng)化侵蝕。臺(tái)基底部墻體泛堿，局部造成墻體的磚皮剝落。臺(tái)基墻體中部拱門附近，拱劵受力較大的部位，磚剝皮現(xiàn)象明顯。如圖1所示，題字小框左上角有約長(zhǎng)0.3m的豎向裂縫，大方框右上角有長(zhǎng)約1m的豎向裂縫，均沿磚間灰縫開裂，縫寬3mm；臺(tái)基四個(gè)外墻身，均有成片的青磚返堿發(fā)白、酥堿造成磚皮剝落現(xiàn)象；臺(tái)基頂面位于主樓東、西、南三側(cè)的室外平臺(tái)青方磚返堿發(fā)白、酥堿嚴(yán)重；位于主樓西南側(cè)地面方磚有起鼓現(xiàn)象；主樓北側(cè)平臺(tái)相對(duì)較好，這與位于主樓陰影下，日曬雨淋等引起的溫度變化相對(duì)較小有一定關(guān)系。

⑵室內(nèi)地板和樓梯

室內(nèi)地板因長(zhǎng)時(shí)間的磨損、磕碰、局部受力等因素，方磚、條石斷角、掉角、斷裂現(xiàn)象隨處可見，局部地面出現(xiàn)輕微起鼓現(xiàn)象。樓梯臺(tái)階條石多處斷裂，踏步棱角磨損嚴(yán)重，目前已經(jīng)用鋼化玻璃罩架空保護(hù)起來，減少了游客的接觸磨損。

⑶主樓墻體

主樓墻體內(nèi)外均存在墻身泛堿、剝落現(xiàn)象。光岳樓主樓坐落在較高的臺(tái)基上，周圍無(wú)較高建筑物擋風(fēng)，風(fēng)力較大，較大的挑檐也很難遮蔽雨水的沖刷，導(dǎo)致室外墻身返堿、墻皮局部剝落嚴(yán)重。室內(nèi)窗下墻體返堿嚴(yán)重，窗臺(tái)磚掉角、掉棱等隨處可見西墻中部、局部梁底、窗角部有較長(zhǎng)較明顯的豎線裂縫，均處于豎向受力比較大的部位，可能是地基不均勻沉降所致，經(jīng)過長(zhǎng)期觀測(cè)，裂縫長(zhǎng)、寬基本穩(wěn)定。

⑷柱礎(chǔ)石

在上部荷載作用下，因柱子承受荷載較大或傾斜引起的不均勻局壓作用，亦或是日曬驟雨溫變等多種原因?qū)е轮A(chǔ)石出現(xiàn)豎向貫穿裂縫，多處縫寬超過10mm有塵土及水分侵入。室外檐柱柱礎(chǔ)開裂明顯比室內(nèi)柱礎(chǔ)嚴(yán)重。

2 光岳樓磚石結(jié)構(gòu)保護(hù)方法

近年來，政府非常重視光岳樓的修繕保護(hù)，每年一大修、每月一小修，每周一巡檢。近幾年大的修繕采用的主要方法如下。

2.1 已用保護(hù)方法

⑴砂漿抹面

對(duì)于沉降差不大，且已不再發(fā)展的沿磚縫的一般性細(xì)小裂縫，基本不影響結(jié)構(gòu)的安全，采用砂漿堵抹勾縫。對(duì)于光岳樓內(nèi)大部分墻體出現(xiàn)的裂縫，均采用此法，可有效阻止水分沿裂縫內(nèi)滲，提高磚塊間粘結(jié)力，是結(jié)構(gòu)保護(hù)中簡(jiǎn)單且有效的保護(hù)措施。

⑵水泥膠粘劑灌漿法

對(duì)于縫寬較寬受力較大部位的墻體裂縫，采用粘合劑強(qiáng)度較高的水泥膠粘劑等對(duì)裂縫灌漿或加壓灌漿，將開裂部分的墻重新粘合在一起，以此來提高其承載能力。常用的灌漿方法有兩種：重力灌漿和壓力灌漿。重力灌漿法是利用粘合劑自重滲入砌體裂縫中來達(dá)到加固的目的，而壓力灌漿法是用灰漿泵、壓力槍等將粘結(jié)劑壓入裂縫中來達(dá)到加固的目的。

⑶地基硬化處理

臺(tái)基基礎(chǔ)外圍地面硬化處理并滿鋪石材，并向外找坡處理，周圍設(shè)置防洪溝，防止地表水深入軟化地基，同時(shí)有助于臺(tái)基下部防止返堿，有利于保護(hù)墻體。外圍車道內(nèi)設(shè)約一米半寬兩米深的防洪溝，切斷了水源對(duì)地基影響，同時(shí)有效削弱了路面交通振動(dòng)對(duì)地基、基座及上部結(jié)構(gòu)的振動(dòng)影響。

⑷砌體局部替換

局部破損較為嚴(yán)重的地方，采用民間收集到的保存相對(duì)完好的青磚進(jìn)行局部替換，砌筑砂漿盡量采用還原的糯米砂漿工藝，修舊如舊。

2.2 古建筑磚石結(jié)構(gòu)常用的其他修繕方法

除上述光岳樓采用的幾種方法外，其他古建筑磚石結(jié)構(gòu)修繕中還常采用以下方法。

⑴粘貼碳纖維布加固法

碳纖維是一種新型材料，質(zhì)輕、耐腐蝕、片材薄、抗拉強(qiáng)度高。利用樹脂類粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼于砌體表面，能很好地提高承載能力、抗裂性和延性等性能。加固后的砌體表面變化較大，不能很好地“修舊如舊”。碳纖維布加固古建筑如何實(shí)現(xiàn)隱形需要進(jìn)一步研究。

⑵化學(xué)保護(hù)法

化學(xué)保護(hù)中所有材料以有機(jī)硅類為主，有機(jī)硅類的特點(diǎn)是有較好的憎水性和良好的透氣性。在保護(hù)液中加入適量的添加劑，能夠提高風(fēng)化部分的強(qiáng)度，防止墻體表層在外力作用下表層脫落。此法在一般砌體結(jié)構(gòu)維修中多有采用。磚石墻體局部墻面有酥化脫落現(xiàn)象，裸露的墻體易使溶入鹽類的水入侵內(nèi)部，進(jìn)入砌塊毛細(xì)管，當(dāng)溫濕變化時(shí)破壞砌塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)。能否用此類化學(xué)保護(hù)液粉刷于酥層清理后的光岳樓砌體表面，形成保護(hù)膜以防止表層進(jìn)一步酥化，有待研究。

其他磚石結(jié)構(gòu)加固保護(hù)方法如嵌鋼包鋼法、穿筋植筋法、外包砌體法、鋼化玻璃罩保護(hù)法等等各有用途，不再贅述。

2.3 加固方法對(duì)比

表1對(duì)比了一些常用的砌體結(jié)構(gòu)加固方法，是否能很好地用于古建筑磚石結(jié)構(gòu)的加固，可根據(jù)具體情況進(jìn)一步研究和選用。

表1 砌體常用加固方法對(duì)比

3 提升光岳樓保護(hù)的其他措施

⑴建立光岳樓監(jiān)管保護(hù)機(jī)制。加強(qiáng)管理機(jī)構(gòu)和隊(duì)伍建設(shè)，明確分工，專人專職，形成了定期巡檢制度，定期維保制度。和大學(xué)合作，加強(qiáng)文化遺產(chǎn)保護(hù)方面的研究，努力提高文化遺產(chǎn)保護(hù)技術(shù)水平。

⑵建立志愿者團(tuán)隊(duì)，加大宣傳，提高保護(hù)意識(shí)。和平時(shí)期，古建筑的損毀除地震等不可抗力外，很大程度上來自于民眾保護(hù)意識(shí)的淡薄和官員的急功近利。通過宣傳、培訓(xùn)，形成“保護(hù)文物，人人有責(zé)”的良好社會(huì)風(fēng)尚，能有效提高對(duì)古建筑這種歷史文化遺產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)。

⑶合理科學(xué)適度利用。開放限制人數(shù)，限制時(shí)間，免費(fèi)導(dǎo)游講解同時(shí)監(jiān)督防止顧客的不良行為等。周圍街道改為步行街，禁止機(jī)動(dòng)車駛?cè)?，防止車輛撞擊毀壞墻體，有效降低交通激勵(lì)引起的疲勞破壞。

⑷利用現(xiàn)代技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)預(yù)警。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)光岳樓的不均勻沉降、墻體濕度、堿度、裂縫等各類參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常，可自動(dòng)報(bào)警以便進(jìn)行緊急處理，確保安全。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)光岳樓的調(diào)研、檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，光岳樓磚石結(jié)構(gòu)損傷程度較輕，主樓底層墻體豎向裂縫較長(zhǎng)但基本穩(wěn)定，安全度沒有明顯降低。近年來光岳樓多次維修，其磚石結(jié)構(gòu)的修繕采用了多種加固方法，值得同行借鑒。古建筑保護(hù)應(yīng)該以“預(yù)防性保護(hù)”代替“被動(dòng)式保護(hù)”，防患于未然，不應(yīng)在出現(xiàn)損毀問題時(shí)再采取保護(hù)措施，猶如亡羊補(bǔ)牢，為時(shí)已晚。古建筑保護(hù)，應(yīng)充分利用現(xiàn)代科技手段，定期體檢，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確評(píng)估，有病治病，無(wú)病預(yù)防。古建筑保護(hù)不僅要加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)本身的安全防護(hù)，更重要的是提升民眾保護(hù)意識(shí)，發(fā)掘、傳承古建筑的文化內(nèi)涵。