历史保护建筑保留外墙改造加固技术探究

袁凯

（长沙市望城区斑马湖土地开发有限公司，湖南 长沙 410200）

0 引言

历史保护建筑在城市的发展过程当中，有一些整体保留价值非常低的历史建筑通常会遇到有关的难题，比如怎样在其结构以及功能增加的需要之下保留建筑具备价值的部分并且保留建筑条件原来的历史风貌。本篇文章通过某历史保留建筑作为例子，详尽地探讨了在崭新思路的指引之下，对于历史街区当中一些具备价值的历史建筑外墙，怎样通过具备针对性的技术对策，在对于内部构成开展改造的规定之下保留并且对于历史建筑外墙开展加固修缮，对于外墙脆弱的表皮给出了有关的解决措施，获得了优良的社会效益，并且希望能够给相似的工程项目带来一定的参考以及借鉴效果。

1 背景介绍

最近几十年以来城市化的不断进步引起了众多有价值的历史街区以及历史建筑的彻底消失。近几年来，城市化的进程也慢慢的朝着城市更新的趋势发展，对于当前已经存在的建筑进行科学的改造使用已经成为了城市长久发展的关键趋势，历史建筑的灵活使用已经成为了建筑项目的重要课题。但是不能够否认的是，从实用的角度作为出发点，除了保留比较好的文物建筑以及历史建筑以外，很多的历史建筑所具备的价值在减小、现状不容乐观[1]。其具体原因比较多，比如建设年代久远，经过了数十年甚至是近百年的过度利用，其结构以及功能出现了屡次的改变进而导致损坏太大，又比如结构安全性能降低、内部设备陈旧以及年久失修等已经没有办法符合当前功能的使用等等。但是价值较低的历史建筑通常无法得到高效的保护，以前很多国内外的城市与地方都具备该种类型的反面案例。

在现如今大范围城市发展的背景之下，人们开始更加深刻的意识到，城市的进步不应该通过分割城市的文脉作为代价，需要寻找一个科学的均衡点，历史建筑的残留价值也越来越受到注重。某地的保护理念从“拆、改与留”发展到“留、改以及拆”，重点使用了以保护保留作为核心的工作形式。尽可能的尊重每一个改造实例的单独行，对于历史予以尊重，对于历史环境条件开展真实的还原，进而方便延续一个城市的文脉、更好的激发出城市的活力，完成城市的外貌有程序、具备价值的发展。

但是对于那些总体保留价值不高但是对于街巷的历史外界条件创建发挥关键效果亦或是承担人们悠久历史记忆的历史建筑而言，当前也已经避免了过去只能够被拆除的使命：通过技术创新以及协同发展的措施，首先把历史建筑具备价值的外墙开展加固修缮，复原其原来的质感以及肌理。其次是在原来的场地空间创建崭新的结构系统并且对于建筑功能开展更新。在符合城市发展的规定之下，高效地维持沿街的相关风貌无法复刻的历史氛围，进而保留原来具备历史感的城市肌理。

2 创新思维的应用

在历史保护建筑外墙改造加固的领域当中，创新通常表现在工艺技术上的创新，也就是生产方式的创新，即新系统、新服务、新流程以及新产品的第一次商业转换。这可以说是一种跨界融合的流程，或者是根据另外领域的崭新技术进而形成一种协调与创新，在过去发明或者是发现的前提之下，创造性的给出崭新的发明发现以及崭新的措施，最后找到一种高效的措施，改进城市发展当中历史风貌的维护与城市发展需要间的矛盾，例如原来使用在船舶上的三维激光扫描技术使用在历史保护建筑当中用于数据信息的收集工作[2]。

结合国外比较出名的阿奇舒乐的TRIZ方法以及奥斯本检核表法可以知道，改进创新问题、开展技术创新的过程大体就是找到问题-寻找解决问题的措施-制定解决问题的方案。而历史保护建筑外墙改造加固的专业特征以及有关解决流程，也刚好跟创新方式当中团队使用六项思路的形式相吻合。

3 历史保护建筑外墙改造加固技术的关键措施

3.1 墙身抗展加固施工技术

内衬墙做法就是在外墙的内侧敷设双向的钢筋网片，跟外墙开展网状布设的U型钢筋结构开展锚接，并且可以通过细石混凝土支模的方式开展浇捣。因为内衬墙在浇筑混凝土的过程当中会对外墙出现侧向的荷载，接下来对于浇筑混凝土流程的外墙内力开展探讨分析。在没有支撑的状况之下，如果内衬墙开展一次振捣，那么外墙的截面最高弯矩能够达到145kN·m，远远超过了老墙自身所能够承担的最大弯矩。所以，通过探讨可以知道，在浇筑内衬墙的时候应该设立中间的支撑，针对450与700厚度外墙的内衬墙，分别利用分为二次亦或是三次浇筑混凝土来减少内力，在这当中外墙所能够承受的极限弯矩要结合场地当中气体材料强度检测数值以及《气体结构有关设计规范》来获得。

3.2 外墙加固无损支撑技术

结合施工现场的具体状况，给出外墙加固过程当中的无损支撑工艺，它指的就是：通过外墙自身的门窗洞口，在外墙的内侧以及外侧设立加固系统，利用门窗洞口把内侧、外侧加固系统紧固在外墙之上，使得加固系统跟内部的结构排架连接在一起，形成高效的侧向支撑系统，如图1所示。通过该支撑系统在外墙内衬墙混凝土的建筑施工当中可以高效的降低墙身，但是不会对墙身的外立面原貌产生破坏。

图1 外墙加固过程无损支撑系统

3.3 型钢夹梁墙体加强技术

在室内沿着外纵墙以及横墙首先开展挖土作用，宽度为1.5m，深度到原来基础的顶端（应该露出原来基础的顶端）。夹梁穿过横墙的范围开凿施工洞并且利用木方开展加固。在纵墙的两侧装设工字钢夹梁与木垫块，如图2所示，夹梁的型号可以使用I63c热轧普通工字钢，木垫可以使用松木材质的木方，在螺杆以及工字钢腹板位置增加规格为80mm×80mm×10mm的钢垫，并且对于每一个螺杆增加45～55kN的拉力。为了确保螺杆所施予的拉力达到设计规范，选择内墙位置模拟具体的工况，使用采集设备与力传感器等设施测量对应设计拉应力的相对扭矩。接下来通过扭力扳手对于紧螺帽上紧，然后结合测得的扭矩数值通过带数据控制的扭力扳手对于每一个螺帽开展预应力的核准。因为木材是一种柔性的材料，根据试验得到的数据，螺杆拉力将会出现缓缓的下降，因此应该每间隔72小时重新对于螺杆开展一次扭矩的核准[3]。

图2 型钢夹梁安装示意图

3.4 分批次基础置换技术

（1）墙角与横墙位置外墙掏砖。掏砖的位置处在横墙位置的外墙以及转角位置的墙角。转角位置的外纵墙与外横墙需要挖出宽度为1000mm、高度为500mm的砖洞，一直到当前基础的底端；横墙位置的外纵墙挖出宽度为600mm、高度为500mm的砖洞，一直到当前基础的底端，洞周围的砖面应该维持粗糙。在每一个掏砖的过程当中，在具体施工中掏砖的高度与范围能够结合砖的模数以及原来基础的顶高开展合理的调节。在掏砖完成以后，要立下纵向的模板，纵向模板跟内部夹梁的距离为300mm，此处是预留的混凝土振捣以及浇筑的进入口。对于钢筋进行绑扎，为了防止预留的钢筋对于掏砖工作面带来影响，全部的钢筋都不能伸出模板，钢筋的连接要通过机械连接的形式。对于混凝土开展浇筑以及振捣，并且要结合规定开展科学的养护措施[4-5]。在混凝土的强度达到设计强度的一半以后再开展接下来的工作。

（2）窗间墙掏砖。对于窗间墙两侧的覆土开展挖掘，然后在外墙的基础当中挖出宽度为600mm、高度为500mm的砖洞，一直到当前基础的底端。支模、钢筋笼、混凝土浇筑振捣以及有关的养护规定跟上一个阶段相同。

（3）窗下外墙掏砖。把窗下外墙挖出宽度为600mm、高度为500mm的砖洞，一直到当前基础的底端。支模、钢筋笼、混凝土浇筑振捣以及有关的养护规定跟上一个阶段相同。

4 结语

综上所述，对于历史保护建筑的外墙开展改造加固，当前的研究经验多数倾向于墙面局部破损与裂缝的修复、外立面修缮工作等，对于怎样在较大程度上提升外墙承载水平与抗震性能，怎样把保留外墙跟另外的结构开展高效的连接等层面的分析研究较少。本篇文章给出的有关历史保护建筑保留外墙改造工艺技术解决了很多具体的难题，可以非常好地迎合历史保护建筑改造的需要以及具体特征，对于将来相似的项目可以带来借鉴，具备一定的参考意义。