上海某优秀历史建筑检测鉴定与加固修复

0 引言

优秀历史建筑对于国家和城市来说是一笔宝贵的财富，具有重要的历史意义、文化价值和艺术价值。但随着时间流逝，不少建筑都存在着老化损坏和破损的现象。因此，为使其能够继续使用，需要对房屋质量进行全面的检测鉴定，并在此基础上对其进行合理的加固修复。

本文以上海市某优秀历史建筑为例，介绍其相关检测鉴定与加固修复情况，为类似的历史建筑检测鉴定与加固修复提供参考。

1 工程概况

1.1 建筑概况

该建筑是一幢建于1913年的巴洛克式老式洋房大楼，属于上海市优秀历史建筑。其建筑风格为西方古典主义风格，立面用对称处理手法，横三段的处理十分明显[1]（图1）。建筑平面呈“L”形，东西向长34.87m， 南北向长45.37m，原为3层，后在使用期间加建至4层，总建筑面积约为4 353m2；加层改建后的房屋主要用作办公用途。房屋总建筑高度为17.7m，其中，大楼底层层高为3.3m，2～4层层高均为4.8m；在4层屋面上，设有多处临时搭建的简易用房。

1.2 结构概况

房屋原3层部分为砖木结构，采用砖墙、钢梁、木搁栅、钢屋架等共同承重；增建的第4层则为砖墙、混凝土柱及混凝土梁板等共同承重的砖混结构，且在增建改造过程中，将房屋原屋面改造为现浇混凝土楼面（即现4层楼面）。房屋现有屋面上搭建的简易用房多采用砖混结构。

房屋1～3层承重砖墙均采用青砖和石灰黏土砂浆砌筑，砖墙厚度主要为370mm 或490mm，少数砖墙厚610mm，1层和2层局部设有突出墙面的扶壁柱。1～3层纵横向砖墙间距在2 750～25 500mm之间不等。房屋2、3层楼面主要采用钢梁、木搁栅承重的楼盖，局部采用钢梁、现浇混凝土板承重的楼盖。屋面采用钢屋架承重，屋面结构为木檩条、木望板及红色缸瓦。

房屋4层为使用期间的增建部分，增建过程中，采用钢筋混凝土梁板对原屋面（即现4层楼面）进行了改造。4层各承重砖墙采用红色黏土砖和混合砂浆砌筑，墙厚为240mm，局部设墙面的扶壁柱，纵横墙间距在2 700～12 600mm 之间。4层楼面采用现浇钢筋混凝土梁板承重，现浇板厚80mm；屋面结构布置与楼面基本相同，采用现浇钢筋混凝土梁板承重，屋面现浇板厚150mm。

房屋采用墙下砖砌大放脚条形基础（图2），基础埋深1 250mm、宽1 450mm，下设250mm 厚三合土垫层+木桩，木桩直径及长度不详。

2 原有结构的检测与鉴定

2.1 房屋主要结构材料强度的检测

根据房屋结构特点和现场检测条件，①将房屋结构整体按1～4层分为4个检测单元，采用贯入法检测砂浆强度，并采用回弹法检测黏土砖强度；②将1～3层整体作为一个检测单元，采用弯曲试验检测木材强度；③将增建的4层整体作为一个检测单元，采用钻芯法检测混凝土强度。

图1 房屋南立面

图2 基础示意图

根据现场检测结果，房屋1～4层砂浆强度等级分别评定为M3.5、M1.3、M1.5和M1.3，砖强度等级分别评定为MU10、MU5、MU10和MU10，木材强度等级评定为TC17级，后期加层改建部分混凝土强度综合评定为28.2MPa。

2.2 房屋变形情况的检测

（1）采用SOKKIA C40型高精度水准仪，测量房屋相对不均匀沉降趋势（含施工误差）。检测结果表明，房屋南北向整体表现为南端沉降大、北端沉降小，平均相对倾斜为4.11‰左右。其中，房屋北端东西向表现为东端沉降大、西端沉降小，平均相对倾斜为0.68‰左右；南端东西向表现为西端沉降大、东端沉降小，平均相对倾斜为4.20‰左右。各方向相对倾斜值均低于上海市工程建设规范《优秀历史建筑保护修缮技术规程》（DGJ 08—108—2014）的限值要求（10‰）。

（2）采用中纬ZTS600型电子全站仪，对房屋的整体倾斜情况进行检测。结果表明：房屋1～3层整体表现为向西、向南倾斜，最大倾斜率分别为3.29‰和9.41‰，南北向倾斜方向与相对不均匀沉降趋势基本一致；4层整体倾斜规律不明显，各方向倾斜率在0.22‰～7.11‰之间。各方向倾斜值均低于上海市工程建设规范《优秀历史建筑保护修缮技术规程》的限值要求（10‰）。

2.3 房屋完损状况的检测

根据现场检测条件，对房屋损伤状况进行检测，主要包括重点保护部位和其他部位的完损状况检测。检测结果表明，房屋外墙面有较多开裂、破损、过梁锈蚀及搭建痕迹（图3、4），4层为后期加层部位，屋面存在较多临时搭建用房，内部特色装修也有破损、腐朽现象，内部部分墙面开裂、破损，室内外部分地坪出现不同程度的开裂等，整体建筑风貌及结构损坏较为严重。

图3 外墙窗边墙面开裂

图4 墙角破损

房屋墙面开裂、破损与房屋年久失修及不合理使用有一定关系，后期的裂缝发展与相邻工程施工带来的房屋沉降有关；室内外地坪开裂与相邻工程施工带来的影响一致，主要为相邻工程施工导致。

2.4 房屋结构安全性验算

不考虑地震作用，按照砖木混合结构体系，采用中国建筑科学研究院PKPM系列QITI计算软件，对房屋结构的安全性进行计算分析。根据修缮方案，拟拆除后期加层搭建的部分，恢复房屋原有风貌，因此，按照原有3层结构进行计算分析，且房屋结构布置及几何尺寸按经现场实测的尺寸取值，结构材料强度取实际检测评定值，荷载按照实际调查结果取值。另外，计算时不考虑砖墙及木材损伤的影响，也不考虑房屋相对不均匀沉降和倾斜的影响。

计算结果表明，未来使用荷载作用下，房屋1～3层的窗间墙段竖向受压承载力不足，3层少数墙段高厚度超过规范限值要求，但各层楼屋盖结构满足承载力的计算要求。

此外，房屋原为3层，后经不合理使用及加层改造，并受相邻工程施工的影响，房屋外墙面出现较多开裂现象，部分内墙面也出现了开裂现象，需采取必要措施进行修复加固处理。

2.5 房屋结构抗震性能鉴定

根据国家标准《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023—2009），按照丙类建筑、上海7度抗震设防，后续使用年限为30年、A类建筑的使用要求，对房屋结构进行抗震性能鉴定。

房屋建筑年代久远，原设计未考虑抗震设防，其房屋外观和内在质量、抗震横墙间距、平立面和墙体布置、黏土砖材料强度、圈梁设置及局部墙段连接构造措施等多项抗震构造措施不能满足现行抗震鉴定标准要求。

采用抗震承载力验算方法进行第二级鉴定。计算时，计入构造的整体和局部影响。计算结果表明，房屋各层均有部分墙段不满足抗震抗剪承载力的计算要求。因此，房屋抗震性能综合评定为不能满足国家标准《建筑抗震鉴定标准》关于A类建筑、后续使用年限30年的要求。

考虑到房屋为上海市优秀历史建筑，建议在满足保护要求的前提下，对房屋进行必要的抗震加固处理。

3 加固修复方案

3.1 加固修复原则

考虑到房屋结构现状及保护建筑的要求，加固修复时需遵守以下原则。

（1）在不改变原结构体系的前提下进行加固。

（2）对于房屋出现的非结构性损伤，按照修旧如旧的原则，对重点保护部位进行修缮处理。

（3）满足正常使用荷载作用下的结构安全性。

（4）在满足保护要求的前提下，采取必要措施，改善结构抗震性能。

3.2 基础加固方法

考虑到相邻施工的影响，且房屋基础结构整体性较差，故拟对整个基础采用静压锚杆桩进行整体托换加固处理。该方法是通过静力把桩体压入持力性能较好的土层，把桩与基础连接，通过托换穿墙梁和托换夹墙梁将上部建筑荷载转移到静压锚杆桩上，从而减少原地基土上的压力，达到控制及减少沉降的目的。

3.3 墙体加固修复方法

（1）根据上文房屋结构安全性验算结果，决定采用钢筋网水泥砂浆对墙体进行加固处理，以提高墙体的竖向抗压承载力和水平抗剪承载力。由于该建筑属于优秀历史建筑，建筑外立面不得改变，因此，在外墙内侧进行单面加固，同时内墙采用双面加固。

（2）对破损严重、灰缝空隙多的墙体采用流动性好的自流平无收缩混凝土进行灌注，有利于墙体空隙的密实[2]。

（3）此外，在满足建筑保护要求的前提下，局部墙端增设钢筋混凝土构造柱，并与砖墙有效拉结。

3.4 木构件加固修复方法

（1）木格栅、木檩条等木构件端部腐蚀部位，采用在腐朽木构件端部两侧夹钢板或进行托换处理的方法进行加固处理；屋面板腐蚀部位更换对应区域木望板，并做好屋面防水措施。

（2）纵向开裂的木构件嵌缝后，采用间隔加设钢箍或自攻螺栓的方法进行加强处理。

（3）木构件的连接节点处，采用两侧对夹十字形钢板的方法进行加强处理，钢板端部对穿螺栓固定，尽量避免对穿螺栓造成对原结构的影响。

4 结语

该房屋作为上海市优秀历史建筑，具有重要的历史意义、文化价值和艺术价值。但由于建造年代久远，房屋结构存在一定的损伤和缺陷，并已影响到正常使用，为使这幢优秀历史建筑能够继续使用，对其进行加固修复。

目前，该房屋的加固修复工作已经完成，并已投入正常使用。该房屋的检测鉴定与加固修复为类似优秀历史建筑加固修复提供了有益的参考。

参考文献：

[1]郑时龄.上海近代建筑风格[M].上海:上海教育出版社,1995.

[2]刘建平,李玉洁.砖木结构加固改造修复关键技术[J].工程抗震与加固改造,2011,33(4): 105-108.