某砖木结构检测鉴定与加固方案分析

◎张婷婷 李福春

中华文明历史悠久，在全国各地保存着大量的古建筑。在我国，古建筑是我国的瑰宝，但在大部分木结构建筑中因为自身施工材料的问题，容易出现开裂、虫蛀等问题。因为受到自身与外界环境的影响，使得现存在的木结构建筑出现卯榫节点的松动、关键构件的截面尺寸出现减少、柱脚出现异动的情况，面对这些问题，必须对其进行检测鉴定，加强对木结构的修复与加固。本次从以下工程实例中，探讨砖木结构的检测鉴定与加固修复。

一、工程概况

该工程为某地的一个仿古建筑，为建在地下一层的框架结构顶板上方的其中一个（地上共4 个单体）砖木混合结构，建筑面积约120m2，屋脊高度为6.98m，室内外高差0.45m。地下一层基础持力层为（2）层粘土，地基承载力特征值fak=150kPa，基础采用独立基础加防水底板，底板顶标高为-5.300m。底板厚为350mm，钢筋为双层双向布置，层高4.3m，现浇钢筋混凝土柱和现浇钢筋混凝土梁，部分梁为预应力钢筋混凝土梁。

二、现场调查

经现场踏勘和查阅相关施工图等资料证实，该工程是建在地下一层的框架结构顶板上方，地下框架结构层高4.3m，中柱截面均为450mm×450mm，边柱截面均为 400mm×400mm，顶板厚均为150mm，板上铺设400mm 厚覆土。该工程为砖木混合结构，朝向为南偏西30o，平面呈一字型，木圆柱直径约为230mm，外墙为采用130mm 青砖、190mm 空心砖中夹80 厚阻燃型挤塑板组成的夹心墙体，墙体四角局部设有长条石，外墙四角均设有构造柱。共设4 道木屋架（曾进行过加固补强），屋面为木构架上铺瓦片坡屋面。检测示意图见图1 和图2。

图1：平面图

图2：立面图

三、现场检测

该工程为砖木混合承载结构，竖向传力构件为木柱和两侧山墙，主要传力路径为两道：

1. 木梁→木构架→木柱→地下室顶框架梁→地下室框架柱→独立基础→粘土地基；

2.木梁→两侧山墙→地下室顶框架梁→地下室框架柱→独立基础→粘土地基。

现场检测工作分地上和地下两部分。

（一）地上部分

1.木构架：木构架主要由檩和柁（梁）组成，未见明显的虫蛀、损伤、裂缝和松弛变形等现象，通风良好，前期已对木构件采用钢构件加固木构架与木柱采用榫卯连接，连接部位已发生错位。

2.木柱：对某木柱根部进行开挖，发现木柱直接落在地下室顶框架梁上，根部400mm～850mm 高度范围内为覆土，示意图见图3。木柱根部处于潮湿环境，通风不良，腐蚀严重。腐朽深度情况按面积估算已超过原截面面积5%，按《民用建筑可靠性鉴定标准》对构件安全性进行评定，已达到cu 级，显著影响承载能力，应采取措施。木柱窗台以上部分未见明显的虫蛀、损伤和松弛变形等现象，通风良好。

图3：木柱根部做法示意图

3.两侧山墙：两侧山墙墙体内外叶墙均存在不同程度的裂缝。山墙与木梁发生明显错位；对外墙转角檐口标高处侧向位移进行量测，其中向外倾斜最严重的最大值超过H/250，按《民用建筑可靠性鉴定标准》对结构不适于承载的侧向位移等级进行评定，已达到cu 级，显著影响整体承载，应采取措施。

4.围护墙体：围护墙体为青砖、空心砖中夹挤塑板组成的夹心墙体。抽检处内外叶墙未按规范要求设置可靠拉结件，内外叶墙均存在不同程度的裂缝，窗下主要为斜裂缝，木屋架下主要为八字形裂缝，较为严重处外叶墙已经形成通透裂缝，最大裂缝宽度达到20mm，见照片1～照片3。

照片1：窗下墙体出现斜裂缝

照片2：木屋架下出现八字形裂缝

照片3：11-B 轴交接处墙体裂缝

（二）地下部分

该建筑在汛情期间有大量水从楼梯处进入地下室，现场可见地下室框架柱柱根近1m 高度范围内均处于潮湿状态，地下室顶板漏水严重。地下部分钢筋混凝土框架梁和框架柱，未见不适于承载的裂缝。但底板沿长轴方向跨中部位地面发现裂缝，且随时间变化，雨期地面裂缝增长，过后恢复，但有残余变形存在。

四、材料强度检测

依据相关规范标准的规定，对该建筑夹心墙体的外页墙砌墙砖及砌筑砂浆的材料强度进行检测，实测材料强度均满足国家现行设计规范的最低强度要求。

五、综合分析

通过现场调查及检测，裂缝产生原因分析如下：

（一）结构体系和连接构造不合理

该建筑采用砖木混合结构，屋面采用木构架，主要竖向受力构件为木柱和山墙，墙体采用青砖、空心砖中夹阻燃型挤塑板组成的夹心墙，局部设有长条石。抽检部分内外夹心墙未设置拉结筋，墙体四角设有钢筋混凝土构造柱。该混合结构各种建筑材料构件线膨胀系数不同，受温度作用会产生不同程度变形，不能协调工作，整体性差。且该建筑某轴纵墙开洞较多，在外力影响下，该轴纵墙破坏较严重。

（二）结构裸露和潮湿环境影响

木质材料经过长时间的风吹日晒雨淋，受温度作用木构件产生翘曲和变形，导致开裂。

木柱根部长期处于潮湿的环境下，且未采取防腐通风措施，已出现不同程度的腐蚀情况，自身的承载能力降低。抽检处木柱根部已经腐朽严重，有效截面减少，不适于继续承载。某轴墙体及木柱直接落在地下室顶框架梁上，另外地下结构室外出口楼梯处框架梁长期暴露在外，属于露天环境使用，与地下其他构件使用环境不同。

（三）季节性水浮力影响

该工程原设计未考虑抗浮，但在使用过程中，汛情期间地下水位上升，对该地下室结构体产生向上的不均匀水浮力作用，地下室的整体上浮可能导致上部结构产生变形，尚需做沉降观测以便进一步分析。

六、处理措施

1.临时支护：该工程墙体变形严重，存在安全隐患，在加固补强完成之前应设置临时支护。

2.沉降观测：由于该建筑受到水浮力影响会产生不同程度的沉降变形，需对地下室结构进行定期沉降观测，监测建筑物在使用期间的工作情况和沉降状态，提供可靠的建筑物动态沉降数据，以便在发生不正常现象时，能及时分析原因采取补强措施，确保工程质量安全。

七、修缮加固

我国现存在的古建筑木结构面广量大，受到广大群众的关注。在古建筑的保护和修缮工作中，必须关注结构方面的问题，因为结构问题直接关系到古建筑的稳定性和安全性。

1.加固方案：沉降观测完成前，该工程下部增设整体钢筋混凝土刚性基础，与地下结构隔开，形成独立体；改变结构体系，改为木构件承重体系，墙体作为围护构件使用；原结构木柱根部腐朽部分局部替换；木构架与木柱发生错位的连接处扶正；原夹心墙内外叶墙增设钢筋拉结，并与木柱拉结。沉降观测完成后，根据观测结果进行分析，然后确定避免地下室变形对上部结构影响的加固方案。

2.加固保护的原则：在加固施工前，应综合考虑综合造价和施工周期等因素，选择合适的修缮处理方法，并且由设有相关资质的单位进行设计后方可施工。在修缮时，应保持补缺或者替换上去的材料或结构在形式、材质、工艺上都必须和原先保存下来的有所区别，不可以以假乱真。在加固和维修中不能改变古建筑文物原始的状态，保留原始工艺技术、建筑材料、建筑结构和建筑形制等。对于古建筑（木结构）保持结构原有的变形协调及受理平衡的条件不变，不可以改变原有结构的受力分配状态和传力路径。更换的构件、加固材料、连接构件必须具有易于拆除的特点，便于以后可以更新颖的材料和更先进的技术做更可靠、更合理的处理。

八、结束语

对近代砖木结构加固设计前，需对其进行全面的检测、计算和鉴定分析，检测时应弄清楚建筑物现状，如：沉降、倾斜、裂缝、材料强度、装修情况等，再制定相应的加固方案。我保证加固效果，新老结构结合面处应妥善处理，以保证新老结构的可靠连接，保证力的可靠传递。加固处理时要注意对节点部位进行重点处理。对木屋架壳采用有效的支撑系统，既快速方便，又大大提高屋架的整体性和稳定性。对于建设年代久远的保护性建筑，在施工过程中切忌大面积开挖施工。应首先考虑建筑物安全，根据分段、对称的原则合理布置开挖施工段。

砖木混合结构的加固和维护能够有效提高结构的力学性能，延长砖木结构的使用寿命，提升结构的整体使用效果。砖木结构的加固和维护方法很多，选择方法时充分分析出现安全问题的原因，对症下药才能够确保结构的整体状况得到改善，整体性能得到有效提高。本文的研究可以为这些地区加固房屋结构提供指导，保障人们生命财产安全。