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文物修繕工程中的加固措施时间:2023-10-10 【转载】 文物是人類歷史發(fā)展過(guò)程中遺留下來(lái)的寶貴財(cái)富,它們見(jiàn)證了不同時(shí)期的社會(huì)文明、科技水平和藝術(shù)成就。然而,由于自然環(huán)境的影響(如風(fēng)化、侵蝕、地震等)以及人為因素(如戰(zhàn)爭(zhēng)、破壞、不合理的開(kāi)發(fā)利用等),許多文物出現(xiàn)了不同程度的損壞和老化,面臨著消失的危險(xiǎn)。為了保護(hù)這些珍貴的文化遺產(chǎn),防止文物古跡進(jìn)一步損傷,更好的保護(hù)文物本體的安全,使其歷史風(fēng)貌得以延續(xù),文物延年益壽,得以有效利用。文物保護(hù)工程應(yīng)運(yùn)而生。根據(jù)《文物保護(hù)工程管理辦法》(國(guó)家文物局 2003年制定施行)相關(guān)規(guī)定,將文物保護(hù)工程分為:保養(yǎng)維護(hù)工程、搶險(xiǎn)加固工程、修繕工程、保護(hù)性設(shè)施建設(shè)工程、遷移工程五項(xiàng)。 在文物修繕過(guò)程中,加固措施是確保文物結(jié)構(gòu)安全、延長(zhǎng)文物使用壽命的重要手段。合理選擇和應(yīng)用加固措施,對(duì)于保持文物的真實(shí)性、完整性和歷史價(jià)值具有重要意義。 加固措施應(yīng)遵循最小干預(yù)原則、可逆性原則、真實(shí)性原則和安全性原則。即盡可能減少對(duì)文物本體的干預(yù)和破壞,避免因加固而改變文物的歷史風(fēng)貌和結(jié)構(gòu)特征;加固措施應(yīng)具有可逆性,而不會(huì)對(duì)文物本體造成永久性的損害;加固措施應(yīng)保持文物的真實(shí)性;在設(shè)計(jì)加固方案時(shí),應(yīng)充分考慮文物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、損壞程度和所處的環(huán)境條件,進(jìn)行科學(xué)的力學(xué)計(jì)算和分析,選擇合適的加固方法和材料,確保加固后的文物具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 一般近現(xiàn)代建筑常見(jiàn)的問(wèn)題: 1)墻體風(fēng)化、開(kāi)裂; 2)砂漿強(qiáng)度、砌體強(qiáng)度過(guò)低,承載能力不足; 3)混凝土梁、板保護(hù)層脫落,鋼筋外露、銹蝕; 4)木構(gòu)件腐朽、開(kāi)裂、蟲(chóng)蛀; 5)地基承載能力不足; 常見(jiàn)加固修繕?lè)椒?/span> 一、基礎(chǔ)加固措施: 在住宅磚木結(jié)構(gòu)中,原有基礎(chǔ)一般為磚砌大放腳基礎(chǔ)形式,通常采用鋼筋混凝土加大截面加固的方法,提高基礎(chǔ)的整體性和承載能力。
二、墻體加固(承載力不足)措施: 1)采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層法進(jìn)行加固,并對(duì)縱橫墻交接部位增設(shè)配筋加強(qiáng)帶。 2)采用鋼筋混凝土面層法進(jìn)行加固,并對(duì)縱橫墻交接部位增設(shè)配筋加強(qiáng)帶。 3)采用增設(shè)砌體扶壁柱加固法,在砌體墻側(cè)面增設(shè)砌體柱,形成整體共同受力。 4)增設(shè)混凝土壁柱或面層組合柱加固。 在實(shí)際工程中,常用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層法和鋼筋混凝土面層法對(duì)墻體進(jìn)行加固。 三、墻體風(fēng)化處理和裂縫修補(bǔ)措施: 磚木結(jié)構(gòu)文物建筑外墻多為清水磚墻,石灰砂漿凹縫勾縫。外墻面應(yīng)根據(jù)磚塊的風(fēng)化深度情況修補(bǔ): 1)一般深度不足10mm的按現(xiàn)狀保留; 2)深度在10mm~20mm的以磚粉粘補(bǔ); 3)深度大于20mm的剔平清理殘損表面,用磚片鑲補(bǔ); 4)對(duì)于墻體局部風(fēng)化嚴(yán)重、砂漿缺失部位,應(yīng)先清洗干凈后用高強(qiáng)度砂漿或者磚填充,必要時(shí)可適當(dāng)添加膨脹劑。 對(duì)于墻體裂縫,采用壓力灌漿法進(jìn)行處理。灌漿材料采用環(huán)氧基灌漿料。對(duì)于與砌體咬合情況較差、已經(jīng)松動(dòng)或破損嚴(yán)重的磚塊,采用置換法進(jìn)行處理。把需要置換部分及周邊砌體表面抹灰層剔除,然后沿灰縫將被置換砌體鑿除。在鑿除過(guò)程中,應(yīng)避免擾動(dòng)不置換部分 的砌體。仔細(xì)把粘在砌體上的砂漿剔除干凈,清除浮塵后充分潤(rùn)濕墻體。 四、混凝土構(gòu)件加固措施 1、混凝土碳化處理:碳化程度不同,部位不同,處理方法也不同。 1)對(duì)碳化深度過(guò)大,鋼筋銹蝕明顯、危及結(jié)構(gòu)安全的構(gòu)件應(yīng)拆除重建; 2)對(duì)碳化深度較小并小于鋼筋保護(hù)層厚度,碳化層比較堅(jiān)硬的,可用優(yōu)質(zhì)涂料封閉; 3)對(duì)碳化深度大于鋼筋保護(hù)層或碳化深度雖然小但碳化層疏松剝落的,均應(yīng)鑿除碳化層,粉刷高強(qiáng)度砂漿或澆筑高強(qiáng)度混凝土; 4)對(duì)鋼筋銹蝕嚴(yán)重的,應(yīng)在修補(bǔ)前除銹,并應(yīng)根據(jù)修繕情況和結(jié)構(gòu)需要加補(bǔ)鋼筋; 5)防碳化處理后的結(jié)構(gòu)要達(dá)到阻止或盡可能減緩?fù)饨缬泻怏w進(jìn)入混凝土內(nèi)侵蝕,使混凝土內(nèi)部和鋼筋一直處在高堿性環(huán)境中。
2、混凝土裂縫采用壓力灌漿法進(jìn)行修補(bǔ)。 1)裂縫處理: 清理裂縫:對(duì)于混凝土構(gòu)件上較細(xì)(小于0.3mm)的裂縫可 用鋼絲刷清除裂縫表面的灰塵、浮渣等污物,再用毛刷蘸甲苯將裂縫兩側(cè)20~30mm處擦洗干凈并保持干燥。 鑿槽:對(duì)于混凝土構(gòu)件上較寬(大于0.3mm)的裂縫,應(yīng)沿裂縫風(fēng)鎬鑿成“V”形槽,鑿槽時(shí)先沿裂縫打開(kāi),再向兩側(cè)加寬,鑿?fù)旰笥娩摻z刷及壓縮空氣將混凝土碎屑粉塵清除干凈。 2)埋設(shè)灌漿嘴、灌漿盒: 在裂縫交叉處、較寬處、端部及裂縫貫穿處應(yīng)埋設(shè)灌漿嘴或灌漿盒,其間距當(dāng)裂縫寬度小于1mm時(shí)為350~ 500mm;當(dāng)裂縫寬度大于1mm時(shí)為500~1000mm。 在灌漿嘴或灌漿盒的底盤(pán)上抹一層厚1mm的環(huán)氧膠泥,將灌漿嘴的進(jìn)漿孔騎縫粘貼在預(yù)定的位置上。 3)封縫: 對(duì)不鑿槽的裂縫在裂縫兩側(cè)(寬20~30mm)涂一層環(huán)氧樹(shù)脂基液,后抹一層厚1mm的環(huán)氧樹(shù)脂膠泥封閉。 在“V”形槽面上用毛刷涂刷一層環(huán)氧樹(shù)脂基液,待初凝后用水泥砂漿(水泥:中砂:水=100:200:30)抹平封閉。 4)壓氣試漏:待封縫膠泥固化完成或封縫砂漿經(jīng)養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間,具有一定強(qiáng)度時(shí)方可進(jìn)行試漏,試漏前沿裂縫涂一層肥皂水,從灌漿嘴處通入壓縮空氣,若肥皂水氣泡則封閉不嚴(yán),須用裂縫修補(bǔ)膠修補(bǔ)封閉為止。 5)配漿:采用的灌漿料或漿液應(yīng)按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行配制和拌合。 6)灌漿: 灌漿壓力應(yīng)按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行控制,灌漿作業(yè)按從小而上的順序進(jìn)行,灌漿壓力值可采用0.2MPa,壓力應(yīng)逐漸升高,防止驟然加壓。 灌漿過(guò)程中出現(xiàn)下列情況之一時(shí)即可確認(rèn)裂縫腔內(nèi)已灌滿漿液,可轉(zhuǎn)入下一個(gè)灌漿嘴進(jìn)行灌漿:a. 在灌漿壓力下上部灌漿嘴有漿液流出;b. 在漿液適用期內(nèi)吸漿率小于0.05L/mim。當(dāng)上部灌漿嘴有漿液流出時(shí),應(yīng)及時(shí)關(guān)閉上部灌漿嘴,并維持壓力1~2min。 7)封口:待縫內(nèi)漿液達(dá)到初凝而不外流時(shí),應(yīng)立即拆下灌漿嘴和排氣管,并用環(huán)氧膠泥將灌漿嘴處抹平封口。 8)檢測(cè):灌漿結(jié)束后應(yīng)檢查補(bǔ)強(qiáng)效果,以確保工程質(zhì)量。 在構(gòu)件裂縫多、灌漿質(zhì)量較差的部位設(shè)檢查孔,進(jìn)行壓水檢查,壓水的壓力值一般為灌漿壓力的70~80%,壓力試驗(yàn)達(dá)到基本不進(jìn)水而且不滲漏時(shí)即可認(rèn)為合格。
3、外粘型鋼加固: 1)清理、定位:清除原構(gòu)件表面的塵土、浮漿、污垢、油漬、涂裝層、抹灰層或飾面層,如出現(xiàn)剝落、空鼓、腐蝕等老化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以鑿除,用指定的修補(bǔ)材料進(jìn)行修補(bǔ),裂縫部位也應(yīng)進(jìn)行填補(bǔ)和封閉處理。 2)表面處理: 將混凝土結(jié)合面鑿毛,要求鑿成麻坑,然后打磨平整。加固梁和柱時(shí),應(yīng)將其截面的棱角打磨成r≥7mm的圓角,用壓縮空氣吹盡,原構(gòu)件表面的含水率不應(yīng)大于4%。 角鋼及箍板與混凝土的結(jié)合面進(jìn)行除銹和糙化處理,糙化可采用噴砂或砂輪打磨,直至出現(xiàn)金屬光澤,打磨粗糙度越大越好,打磨紋路應(yīng)與鋼材受力方向垂直,用脫脂棉沾丙酮擦拭干凈。 3)骨架安裝: 在混凝土的結(jié)合面刷一薄層結(jié)構(gòu)界面劑,結(jié)構(gòu)界面劑可采用改性環(huán)氧界面劑。 在原構(gòu)件表面上每隔一定距離粘貼小墊片,采用專門(mén)卡具將角鋼及箍板卡貼于構(gòu)件預(yù)定結(jié)合面,并箍牢和頂緊。 型鋼骨架各肢安裝并校準(zhǔn)后應(yīng)彼此進(jìn)行焊接,箍板與角鋼應(yīng)采用平焊連接,若箍板焊在角鋼外表面上時(shí)應(yīng)采用環(huán)氧膠泥填塞箍板與混凝土之間的縫隙。 封縫:型鋼骨架全部桿件的縫隙邊緣應(yīng)采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行嚴(yán)密封縫,應(yīng)保持桿件與原混凝土之間的注膠通道暢通,型鋼骨架上的注膠孔、排氣孔的位置和間距應(yīng)按產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定采用,待封縫膠泥固后方可進(jìn)行通氣試壓。 封縫、注膠等工序均應(yīng)在型鋼骨架全部焊接完成后方可進(jìn)行。 4)注膠: 灌注用的結(jié)構(gòu)膠粘劑應(yīng)經(jīng)試配,并測(cè)定其初黏度。 灌注壓力應(yīng)按產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)中提供的推薦值進(jìn)行取值,壓力應(yīng)保持穩(wěn)定,當(dāng)排氣孔出現(xiàn)漿液后應(yīng)停止加壓,并以環(huán)氧膠泥封堵排氣孔,再以較低壓力維持10分鐘以上方可停止注膠。 被加固構(gòu)件注膠后的外觀應(yīng)無(wú)污漬、無(wú)膠液擠出的殘留物;注膠孔和排氣孔的封閉應(yīng)平整;注膠咀底座及其殘片應(yīng)全部鏟除干凈。 5)養(yǎng)護(hù):注膠施工結(jié)束后應(yīng)靜置72小時(shí)進(jìn)行固化過(guò)程的養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)期間被加固部位不得受任何撞擊和振動(dòng)的影響。 6)防護(hù):養(yǎng)護(hù)完成后,型鋼表面粘一層12.7X12.7X0.6個(gè)厚的鋼絲網(wǎng),抹M15水泥砂漿25厚保護(hù)。 4、粘貼纖維復(fù)合材加固: 1)施工應(yīng)在環(huán)境溫度為5~35°C的條件下進(jìn)行,當(dāng)環(huán)境溫度低于5°C時(shí),應(yīng)采用適用于低溫環(huán)境的配套樹(shù)脂或采取升溫措施;當(dāng)環(huán)境濕度超過(guò)70%時(shí)應(yīng)計(jì)入環(huán)境濕度對(duì)樹(shù)脂固化的不利影響。 2)表面處理: a、混凝土表面如出現(xiàn)剝落,蜂窩,腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以鑿除,對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層,在鑿除后應(yīng)用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù)。 b、若有裂縫應(yīng)按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理,然后用裂縫修補(bǔ)膠等將表面修復(fù)平整。 c、用混凝土角磨機(jī),砂輪(砂紙)等工具,去除混凝土表面的浮漿,油污等雜質(zhì),構(gòu)件表面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸出部位要磨平,轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀(r≥20mm)。 d、用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈并保持干燥,用脫脂棉沾丙酮擦拭混凝土表面。 3)涂刷底膠:底膠應(yīng)按產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)提供的工藝要求進(jìn)行配制,用滾筒刷或毛刷將底膠均勻涂抹于混凝土構(gòu)件表面,要求含膠飽滿,不得漏刷或有流淌、氣泡,當(dāng)?shù)啄z表面指觸干燥后方可進(jìn)行下一道工序。 4)找平處理:混凝土表面凹陷部位應(yīng)用修補(bǔ)膠填補(bǔ)平整,若有凸起處應(yīng)用細(xì)砂紙磨光,并應(yīng)重刷一遍;轉(zhuǎn)角部位應(yīng)用修補(bǔ)膠修復(fù)為光滑圓弧(r≥20mm),應(yīng)在修補(bǔ)膠表面指觸干燥后盡快進(jìn)行下一道工序。 5)粘貼纖維材料: 按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪纖維織物,其沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm,嚴(yán)禁折疊;若纖維織物原件已有折痕,應(yīng)裁去有折痕一段織物。 將配制好的結(jié)構(gòu)膠粘劑均勻涂抹于需要粘貼部位的混凝土表面上,在搭接、混凝土拐角部位應(yīng)多涂抹一些。 將裁剪好的纖維織物敷在涂好結(jié)構(gòu)膠粘劑的基層上,織物應(yīng)充分展平,不得有皺褶。 用專用的滾筒順纖維方向在已貼好纖維織物的面上多次滾壓,擠除氣泡,使膠液充分浸透纖維織物中。多層粘貼應(yīng)重復(fù)以上步驟,待纖維織物表面指觸感干燥后方可進(jìn)行下一層的粘貼。 在最后一層纖維織物的表面應(yīng)均勻涂抹一道結(jié)構(gòu)膠。 6)養(yǎng)護(hù):纖維復(fù)合材膠粘完畢后應(yīng)靜止固化,并應(yīng)按膠粘劑產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)規(guī)定的固化環(huán)境溫度和固化時(shí)間進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。 7)檢驗(yàn):纖維復(fù)合材與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量可用錘擊法進(jìn)行檢查,按檢查結(jié)果推定的有效粘貼面積不應(yīng)小于總粘貼面積的95%。 8)防護(hù):養(yǎng)護(hù)完成后,可在表面抹M15水泥砂漿25厚保護(hù)。 五、木構(gòu)件加固措施 1、施工方應(yīng)對(duì)建筑原有木結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)查對(duì),對(duì)保存完好的木構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行防火防腐防蟲(chóng)處理;部分腐爛的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行局部替換;完全腐爛者應(yīng)按原有材質(zhì)和尺寸進(jìn)行更換。 2、屋蓋木構(gòu)架裂紋加固 輕微的劈裂可直接用鐵箍加固, 鐵箍的數(shù)量和大小根據(jù)具體情況確定。鐵箍一般采用環(huán)形,接頭處用螺栓或特制大帽釘連接。斷面較大的矩形構(gòu)件可用U形鐵兜住, 上部用長(zhǎng)腳螺栓擰牢,上部用長(zhǎng)腳螺栓擰牢。 3、其他出現(xiàn)裂縫的木構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行加固維修處理。 對(duì)木柱的干縮裂縫進(jìn)行加固時(shí),當(dāng)其深度不超過(guò)柱徑或該方向截面尺寸1/3時(shí),可進(jìn)行嵌補(bǔ)加固。當(dāng)裂縫寬度小于3mm時(shí),可用膩?zhàn)庸茨▏?yán)實(shí);當(dāng)裂縫寬度在3mm~10mm時(shí),可用木條嵌補(bǔ),并用結(jié)構(gòu)膠粘劑粘牢;當(dāng)裂縫寬度大于10mm時(shí),除應(yīng)用木條以結(jié)構(gòu)膠粘劑補(bǔ)嚴(yán)粘牢外,尚應(yīng)在柱的開(kāi)裂段內(nèi)加鋼箍2道~3道。當(dāng)柱的開(kāi)裂段較長(zhǎng),宜根據(jù)具體情況增加箍的數(shù)量。 對(duì)梁的干縮裂縫進(jìn)行處理時(shí),當(dāng)構(gòu)件沿軸線方向的干裂,圓木裂縫深度不大于直徑的1/2,方木水平縫深度不大于寬度的1/2,或豎縫深度不大于高度的2/3,可用嵌補(bǔ)方法;當(dāng)裂縫寬度不大于3mm,可用膩?zhàn)庸茨▏?yán)實(shí);當(dāng)裂縫寬度在3mm~10mm,可用木條涂抹耐水性膠粘劑嵌補(bǔ);當(dāng)裂縫寬度大于10mm,且小于直徑或邊長(zhǎng)的1/5,除用木條涂抹耐水性膠粘劑嵌補(bǔ)外,尚應(yīng)用鋼箍加固,其間距不大于700mm。加固時(shí)應(yīng)先用木條和耐水性膠粘劑,將縫隙嵌補(bǔ)粘結(jié)嚴(yán)實(shí),鋼箍外形應(yīng)規(guī)整與梁結(jié)合貼附,固定螺栓應(yīng)逐個(gè)擰緊,鋼箍不應(yīng)有松動(dòng)。 文物修繕工程中的加固措施是保護(hù)文物結(jié)構(gòu)安全、延長(zhǎng)文物使用壽命的重要手段。在加固過(guò)程中,應(yīng)遵循最小干預(yù)、可逆性、真實(shí)性和安全性等基本原則,根據(jù)不同文物類型的特點(diǎn)和損壞情況,選擇合適的加固方法和材料,并注意施工工藝和監(jiān)測(cè)評(píng)估。隨著科技的不斷發(fā)展和對(duì)文物保護(hù)認(rèn)識(shí)的不斷提高,我們需要不斷探索和創(chuàng)新加固措施,為文物保護(hù)事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。
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