浅探古建筑修复加固施工技术

黄咏馨 罗启文

（1.湖南工艺美术职业学院，湖南 益阳 413000；2.长沙市规划设计院有限责任公司，湖南 长沙 410000）

0 引言

我国作为历史悠久的文明大国，在历史长河的不同时期修建了无数的优秀建筑，留存至今已经成为无比珍贵的古建筑为数不多，需要保护。由于受到多方面因素的影响，不少古建筑都遭遇或面临着各种损坏问题，严重的已经到了可能被损毁的地步。因此做好古建筑修复加固工作，自然成为了古建筑保护与利用的重要任务。本文就古建筑修复加固施工技术进行探讨，希望能为古建筑保护与利用提供一定支持。

1 古建筑修复加固的必要性

古建筑作为具有历史价值和意义的建筑，涵盖了从远古到民国时期的所有建筑。古建筑作为历史文化的载体，是激发群众爱国热情与民族自豪感的实体，是历史研究的对象，是旅游业发展的物质基础，是新建筑设计以及艺术创作的灵感来源，具有多重价值，在现代社会的各个领域均发挥至关重要的作用。不过古建筑由于修建年代久远，在经历了材料老化、腐蚀、虫蛀、自然灾害、战争等因素的影响后，往往会出现各种损坏，如基础沉降与破碎、台基石松动和位移、墙体倾斜与裂缝、株根腐烂、柱体分裂、木构件损坏、屋顶渗漏、油漆裂纹和剥落等[1]。古建筑的损坏会对其价值造成严重影响。古建筑一旦受到损坏，其作为历史文化的载体作用将会受到一定影响。损坏的古建筑固然更能体现历史发展留下的痕迹，但却会影响人们通过其对历史原貌进行复原，也会导致其社会价值、经济价值等受到影响，不利于地方形象的塑造、精神文化的建设以及旅游业的发展。对古建筑的管理而言，加强古建筑的保护、修复与加固十分有必要，是减轻和避免古建筑损害，维持古建筑原貌，全面发挥古建筑价值的有效手段。

2 古建筑修复加固的基本原则

在对古建筑进行修复加固时，一定要遵循尊重传统原则、可逆性与可再处理原则、最低干预原则，否则可能出现修复加固效果和预期相差甚远的情况。

2.1 尊重传统原则

古建筑的核心价值在于其历史性，而对古建筑进行修复加固可能会对这一核心价值造成破坏，进而严重影响古建筑的综合价值。因此在对古建筑进行修复加固时，一定要以尊重传统、保护历史价值为基本前提，尽可能强化历史价值的保留与传承[2]。

2.2 可逆性与可再处理原则

对古建筑进行修缮，应当坚持贯彻可逆性原则，确保修缮后能再次处理，即实践中应当使用和古建筑原结构相同、相近或兼容的材料以及传统工艺技法，以免对古建筑的历史价值造成破坏，同时为后人研究、识别及修缮等提供可靠信息。

2.3 最低干预原则

为了降低对古建筑历史价值的破坏，相应的修复加固应当做到最低干预，即非必要情况下不应过度修复而是做好预防性保护，而古建筑损坏已经十分严重和危险时则需及时排除结构险情以及排除潜在威胁。

3 古建筑修复加固施工技术应用要点

3.1 柱的修复加固技术

木柱是古建筑的重要部分，是整个建筑的支撑，其一旦发生严重损坏会威胁古建筑的安全，故而必须对其进行重点修复和加固。木柱的损坏类型主要包括裂缝、虫蛀以及腐朽等，针对不同损坏需要采取合适的修复加固技术进行处理。

3.1.1 裂缝的修复加固

导致古建筑木柱开裂的原因较多，包括木材抗剪性能差、使用的木材尚未完全干燥、外力破坏、榫卯结构产生的竖向载荷过大等。发现古建筑木柱开裂后，需要对开裂严重程度及其原因进行综合分析，并对相应的修复加固方案加以规划，应用合适的修复加固工艺进行处理[3]。通常木柱裂缝宽度不超过3mm时，可选用填充缝补法，即向裂缝中填充腻子或环氧树脂后刷平；木柱裂缝超过3mm但不超过30mm的情况下，可选用嵌补法，即向木柱裂缝中嵌入木条或嵌缝料，再使用胶粘剂进行固定；木柱裂缝超过30mm的情况下，则需在应用嵌补法的基础上进行碳纤维加固。进行碳纤维加固施工应当先对木柱表面加以清洁，均匀涂抹一层环氧树脂，于室温环境下养护6h左右，然后从裂缝上下两端沿着木柱圆周方向布置单向碳纤维布，而且纤维布内表面也需要均匀涂抹一层环氧树脂。由于碳纤维布具有重量轻、厚度薄、牢固的特点，将其作为修复加固木柱裂缝材料具有对古建筑木柱外观以及受力情况影响小的优势。碳纤维加固法与传统的铁箍或玻璃钢箍相比，无疑更能维持古建筑原貌，故而其在近年来逐渐取替后者并在古建筑木柱裂缝修复加固工程中被广泛应用[4]。

3.1.2 虫蛀损坏的修复与防治

针对遭遇虫蛀损坏的古建筑木柱，不仅要采取合理的修复加固技术进行处理，还要做好配套的虫害防治工作，以免之后再次发生严重虫害。发现木柱出现虫蛀损坏后，一般可采取化学方法进行处理，即配制化学加固材料来强化木柱抗虫害能力。化学加固材料的配制需要使用石英粉、304号不饱和聚酯树脂、环烷酸钻苯乙酸液、过氧化环乙酮苯等材料，依次按照100∶100（:2～3）:4的比例进行混合。将化学加固材料涂抹于木柱上，不仅能增强木柱抗虫害能力，还能在一定程度上强化木柱的强度、防腐能力以及尺寸稳定性。针对古建筑木材的虫害问题，还需要平常做好相应防治措施，如木构件覆盖防腐防虫涂层、定期喷洒药剂、帐幕熏蒸、局部熏蒸、设置阻隔网、人工捕捉、土壤消杀、维持通风和干燥环境等。

3.1.3 腐朽病害的处置

木质结构腐朽是由于木腐菌侵入而使得木材细胞壁被破坏，最终导致木材力学性能下降并出现松软易碎的情况。古建筑木柱腐朽后往往会产生粉末或筛孔，相应的木柱承载能力大幅下降，会对整个建筑的安全性和稳定性造成巨大威胁。发现古建筑木柱出现腐朽情况后，需要及时对腐朽程度进行检查。如果木柱仅是表层腐朽且不影响结构稳定，那么可通过剔补加固的方式加以处理，即把木柱腐朽部分剔除掉之后进行防腐处理，再将干燥木料按照原样对木柱进行修补与粘贴，如果必要的话应当使用铁箍对木柱进一步加固。

3.2 檩的制作安装技术

檩作为古建筑中用来支持椽子或屋面板的长条形构件，在整个古建筑结构中发挥着不容忽视的稳固作用。一般来说，檩条损坏可采取和木柱相似的修复加固方法，通过翻转或嵌补加固后继续使用即可。不过部分檩条损坏较为严重，无法通过修复来保障其使用的安全性与可靠性，应重新制作并进行更换。

3.2.1 木料选用

选择相应的木材作为古建筑檩条制作原料即可。为了保障檩条更换加固后的可靠性，一定要确保选用的木材质量良好，以免更换檩条后短时间内又出现严重的檩条损坏现象。如果古建筑原本的檩条选用的木材具有防潮性弱、易变性、易遭虫蛀等缺陷，那么可根据实际情况选择合适的其他木材进行代替。对原木料进行认真检查，确保其不存在大死节、虫蛀、腐朽、木色变化、端头年轮疏密不合理、木材过轻过重等情况，否则不能用于檩条制作[5]。

3.2.2 明确檩条制作要求

制作檩条需要根据檩条所处位置进行适当加长处理，以免更换的檩条长度不合适。如果檩条位于明间，一般需根据明间尺寸适当加长20～25cm；如果檩条位于次间，一般需根据次间长度适当加长10～15cm；如果檩条位于梢间，一般需根据梢间开间长度适当加长3～5cm。檩条作为横向受弯构件，应对其拱势进行合理控制，以免拱势过大而影响屋面坡水或拱势过小而引发结构稳固隐患。为了保障檩条拱势的合理性与有效性，一般应根据木材原料的自然弯曲加工出1/300～1/200的起拱。

3.2.3 檩条砍刨加工

选定檩条木料以及相应的加工要求后，可对木料进行砍刨加工。将木料放置于三角木上，利用头线法与八卦线法将木料加工成八边形，然后将其进一步修砍为十六边形，再依次进行粗刨与光刨，确保其尺寸与规格符合要求。

3.2.4 檩条安装

制作好新的檩条后，需要将其安装至古建筑相应部位。先将檩条放置于安放部位，再通过铁爪钉将其和木柱进行牢固连接，确保二者足够稳固。安装过程中应当确保檩条的栓头松紧一致且檩条顺直自然，如果发现建筑物屋面坡势举折不流畅或檩条与柱碗的结合不到位，应对檩条局部进行铲刨处理。

3.3 屋瓦面的拆卸与铺装技术

古建筑的屋面多采取铺瓦形式，如果瓦面损坏，需要拆卸并重新铺装。对古建筑瓦屋面进行拆卸，多采取揭顶保脊方式进行处理。实际操作时应将脊下的两匹老瓦头以及脑椽保留，并将其余部分拆除掉，等到补配的椽子制作好后再将留下的部分拆除掉。拆卸瓦件时应依照由上到下、由左到右的顺序进行操作，并且拆除后的瓦件应当根据颜色、规格等进行整齐摆放和保存。将屋面瓦件拆除掉之后，需要立马搭设相应的保护支架，以免屋脊遭到破坏。对拆除掉的瓦件进行逐块检查，通过认真观察以及敲击瓦块的方式确保瓦件不存在扭曲、变形、粘疤、掉釉、“啪啦”声等情况。在拆除瓦件后的瓦面两侧进行冲垄处理，先在边垄位置进行拴线和铺灰，然后于正脊、中腰、檐头等位置分别布好线，将底瓦与盖瓦移到对应位置。在滴水瓦与勾头瓦的位置拴好线，一道线需拴在滴水尖处，另一道线需栓在檐口位置，二者分别作为滴水瓦与勾头瓦铺装的尺寸标准。做好准备之后便可对底瓦进行铺装，按照拴好系于脊上且吊在房檐下的瓦、底瓦铺装、磨平底瓦填灰的方式进行施工，并且底瓦的铺装方式必须与原本的铺装方式一致，不得随意变更[6]。之后再对盖瓦进行铺装，按照“大瓦跟线，小瓦跟中”的方式进行处理，从而确保盖瓦两侧整齐。最后再进行钉瓦钉、捉节夹垄、清垄擦瓦、安装钉帽、清洁收尾等工序，施工结束后进行检查，确保瓦面铺装的质量符合要求。

3.4 油饰彩绘的保护修复技术

油饰彩绘作为古建筑的重要组成部分，通常用于装饰檩条、墙壁、桥梁等，兼具保护木材与艺术装饰两大作用。古建筑油饰彩绘一旦遭到损坏，会导致古建筑的历史价值、艺术价值等大受影响，需要加强保护与修复。对壁画进行修复需要以调查分析和价值评估为基础，做好环境监测、环境质量评估工作，再对壁画生产资料、壁画颜色等进行研究，落实色素分析与粘合剂分析工作，弄清楚壁画问题机理，进而针对性地选用合适技术进行修复。目前常用的古建筑壁画保护修复技术主要包含灌浆修复技术、褪色修复技术等。

3.4.1 灌浆修复技术

该技术主要用于空心壁画的修复。与空心壁画的锚固法修复技术相比，灌浆修复技术的安全系数更高，并不会对古建筑的支撑效果造成影响。尤其是部分古建筑的土坯墙在毛细管水长期渗透的影响下较为松软，一旦加锚固定可能会对墙壁造成严重损坏。运用灌浆修复技术能在保障墙壁安全的情况下进行有效修复，尽可能维持壁画原貌。合理选择灌浆材料，应确保灌浆材料具有不改变壁画物化性质、固结时体积变化小、孔隙率以及透气性等与原墙壁相近、耐久性好、化学性质稳定、抗微生物侵袭等特点，否则可能会导致壁画修复后出现各种问题。壁画灌浆修复技术的工艺流程为钻注浆孔、探视空鼓部位状况、插入注浆管、灌浆、封孔、补色等。钻注浆孔需要合理确定注浆孔位置，如果壁画表面开裂，则可直接在壁画破损、缺失位置等进行钻孔。对孔径与孔深进行合理确定，通常孔径为1.0～1.5cm，孔深则需根据壁画表面到空鼓部位的距离加以确定。同一壁画上，注浆孔最好设置为不规则三角形，从而兼顾灌浆操作以及确保壁画和墙体粘结牢固。使用内窥镜对空鼓部位进行观察与探视，如果发现其中存在较大碎块或大量沙土，应小心取出。根据注浆孔大小，选择尺寸合适的透明塑胶管作为注浆管，确保注浆管固定稳固，以免注浆时掉落。正式进行注浆前可通过注射器向注浆管中注入少量PS溶液，该溶液的模数为3.8、浓度为5%～10%，能起到良好的加固作用，从而为后续灌浆创造有利条件。灌浆时应当根据注浆孔位置，按照由下及上的方式进行注浆，以免浆液从下方的注浆孔涌出。注浆过程中可通过手指轻敲、按压注射器的压力反馈等判断浆液是否注满，注满后应及时停止注射。注浆过程中需要使用铺有多层吸水纸的壁板对壁画进行支顶处理，以免浆液影响而导致壁画损坏脱落。注浆后2～3d，需开始按照每天更换2次吸水纸的方式加强保养，促进浆液更快的干燥与凝固。待浆液干燥凝固后，需使用3%丙烯酸乳液渗透加固孔沿，再使用配制好的泥浆进行封孔处理，等待注浆孔处半干燥后再将其表面压平。待封孔泥浆干燥后，需要选用和壁画相同的矿物颜料进行调配以及补色处理，并且只能对注浆孔以及裂缝处进行补色，不得对壁画其他部分进行补色处理[7]。

3.4.2 褪色修复技术

褪色修复技术是针对褪色壁画的修复手段，褪色修复技术在古建筑壁画修复中的应用较为有限，这是因为壁画褪色本身就是自然转化的结果，从本质上而言并不能完全视作损坏。滥用褪色修复技术，必然会破坏古建筑原本的历史价值与艺术价值。实践中应当以最小干预原则、尊重传统原则为基础，根据实际情况合理运用褪色修复技术。如果需要对壁画进行重涂，只能对可重复叠加基础的颜色进行重涂，否则会对壁画本身造成不可逆的影响与破坏。古建筑壁画重绘需维持和原画一致，不得破坏原画以及壁画整体效果，实践中可根据实际情况灵活选用影线法或原画法进行重画。褪色的壁画大多已经风化干燥，为了确保重绘操作的有效性，应在重绘前将宣纸覆在壁画上，然后使用喷雾器将需重绘的部分喷湿，等待20min后检查宣纸表面是否剥离且附有白色盐晶体，待宣纸表面剥离后进行重绘能确保重绘效果符合预期。

4 结束语

综上，采取适合技术对古建筑进行科学修复加固十分必要，是维持古建筑价值的有效手段。新时期背景下，古建筑修复加工技术随着现代科学的发展得以不断更新和完善，能够为古建筑提供更为可靠的保障，相关部门与人员应当以现有的技术规范为基础，不断探索和尝试新的先进技术，优化施工工艺，提高古建筑修复加固施工质量。