上海市新式里弄住宅典型懸挑陽臺變形處置方案探討

■ 袁 彬 YUAN Bin

0 引言

里弄建筑是上海傳統(tǒng)民居的基本單元，興起于租界出現(xiàn)之后，集中建造在上海市中心城區(qū)，一直盛行到20世紀40 年代。上海市里弄住宅數(shù)量很大，成片分布，組成了非常有地方特色的街區(qū)。里弄建筑的總弄支弄、街巷格局、群組布局、院落構(gòu)成、建筑類型、屋面形式、建筑風格、建筑飾面材料等具有非常鮮明的特點，展現(xiàn)了當時的建筑藝術(shù)和歷史文化，與周邊風格迥異的建筑一起形成了城市的基本印象和各異的肌理形態(tài)。

依據(jù)建造年代和建筑特征，里弄建筑的類型可以劃分為早期石庫門里弄、后期石庫門里弄、新式里弄、花園里弄和公寓里弄。新式里弄多建造于1919—1930 年之間，其布局合理，功能較全，設(shè)有衛(wèi)生設(shè)備、廚房設(shè)備，且部分新式里弄住宅兼有小花園、混凝土陽臺，居住舒適性較高，具有較高的保護價值。

1 上海典型新式里弄住宅概況

新式里弄一般為3 層，部分為假3 層。結(jié)構(gòu)形式以磚木結(jié)構(gòu)為主，主要由橫墻承重；起居室、臥室等主要房間的樓蓋采用木擱柵承重，地面上鋪木地板，部分房屋的衛(wèi)生間、曬臺等潮濕區(qū)域采用夾砂樓板。對于設(shè)有陽臺的新式里弄住宅，陽臺一般位于南立面，多為懸挑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

目前，部分里弄住宅被公布為優(yōu)秀歷史建筑或文物保護建筑，根據(jù)《中華人民共和國文物保護法》《中華人民共和國文物保護法實施條例》《文物保護工程管理辦法》《近現(xiàn)代歷史建筑結(jié)構(gòu)安全性評估導則》（WW/T0048—2014）等有關(guān)法律或規(guī)范規(guī)定，需要進行定期檢測、勘察和修繕。由于房屋建造年代久遠、建筑結(jié)構(gòu)材料老化、陽臺使用荷載較大等因素，部分懸挑陽臺懸挑遠端出現(xiàn)下?lián)犀F(xiàn)象，陽臺側(cè)面欄桿或欄板與外墻交接處開裂甚至脫開，對正常使用乃至結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生較大影響，需要采取合理手段進行修繕。

上海新式里弄中設(shè)有陽臺的典型住宅有靜安別墅、長樂邨、榮康別墅、滬江別墅、紹興路96 弄住宅（文元坊）等。

（1）靜安別墅建造于20 世紀30 年代，位于上海市南京西路歷史文化風貌保護區(qū)，是較大規(guī)模的新式里弄民居。建有3 層新式里弄住宅183 個單元，主要有三種平面布局，雙開間單元47 個，面寬5.4 m 的單開間單元49 個，面寬4.5 m 的單開間單元67 個，還有其他沿街單元。單開間戶型南側(cè)為起居室或臥室，北側(cè)為餐廳、天井等，二層南向臥室設(shè)有懸挑小陽臺（圖 1）。

圖1 靜安別墅典型房屋一、二層建筑平面布局圖[1]

（2）長樂邨（原為凡爾登花園、白費利花園），1925—1929 年建造，1994 年2 月15 日，由上海市人民政府公布為第二批優(yōu)秀歷史建筑保護單位。長樂邨是典型的新式里弄住宅，南北向共7 排，有129 個單元，按行列式布置，房屋間距較大，達到1:1.5。最北面一排沿長樂路設(shè)置北向進口（現(xiàn)已搭建房屋），南面間距較小。小區(qū)北面三排為2 層房屋，南面四排為主體2 層、局部3 層房屋，其中，南側(cè)起居室和臥室區(qū)域為2 層，北側(cè)衛(wèi)生間和亭子間區(qū)域為3 層。房屋外觀小巧玲瓏，內(nèi)部裝修精致，設(shè)備齊全，設(shè)有衛(wèi)生設(shè)備、煤氣灶，并兼有小花園。為了便于通風和采光，與舊式里弄相比，房屋進深縮小，開間增大。每戶平面布局亦為單開間，南側(cè)為起居室或臥室，北側(cè)為餐廳、亭子間等，二層南向臥室設(shè)有陽臺，建筑平面示意圖及南陽臺照片如圖2、3 所示。

圖2 長樂邨二層建筑平面布局圖

圖3 長樂邨二層南側(cè)懸挑陽臺

2 某新式里弄懸挑陽臺變形處置方案實例

2.1 懸挑陽臺損壞現(xiàn)狀

某新式里弄住宅建造于20 世紀30 年代，由法國風格的花園別墅和石庫門建筑組成，總平面呈長條形布置，6 幢房屋，3 種戶型，如圖 4 所示。每幢住宅都曾有后庭院，二層均設(shè)有陽臺，部分為懸挑陽臺。

圖4 某新式里弄住宅總平面示意圖

外墻主要采用紅磚砌筑（局部為青磚），主屋面為紅瓦坡屋面，局部區(qū)域設(shè)置有曬臺。一層部分外墻設(shè)有弧形線條，其上方搭配白色弧形陽臺。外立面門窗均為木制，窗下為水泥制窗臺，窗臺下方大多采用磚砌凸出造型。外墻二層與三層之間設(shè)置水平線條，單元入口處設(shè)拱形雨棚。屋面為雙坡瓦屋面，部分區(qū)域設(shè)置老虎窗及天窗，挑檐板底采用白色泥墁板粉刷，黑色鐵皮天溝。室內(nèi)公共區(qū)域設(shè)有木樓梯，扶手欄桿木刻花式較為精美。該新式里弄住宅目前為區(qū)級文物保護點，為了更好地保護文物建筑，根據(jù)主管部門要求，在定期修繕前，對該新式里弄住宅進行了勘察和檢測。

現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn)，該小區(qū)臨街房屋陽臺存在明顯的變形現(xiàn)象，該幢房屋為3 層，由兩個單元樓組成。南側(cè)單元靠馬路，設(shè)有進入小區(qū)的過街樓；北側(cè)單元一層為廚房和臥室，二層東側(cè)兩間臥室分別設(shè)有弧形和矩形陽臺（圖5、6）。

圖5 某新式里弄住宅一層建筑平面圖

圖6 某新式里弄住宅二層建筑平面圖

該幢房屋主要為磚木結(jié)構(gòu)。房屋豎向主要由磚墻承重，部分區(qū)域為板條墻中的木柱承重（③、④、?軸等部位墻體）。樓蓋主要為木結(jié)構(gòu)，衛(wèi)生間、過街樓等區(qū)域的樓蓋局部為混凝土結(jié)構(gòu)。

出現(xiàn)變形的陽臺為二層④、?、?軸陽臺，該陽臺與臥室相連，為懸挑梁、板式陽臺。經(jīng)調(diào)查，住戶發(fā)現(xiàn)陽臺變形后，已把通往陽臺的門封閉，不再使用。現(xiàn)場檢測時，陽臺堆有雜物。其外觀損壞為：①陽臺變形，懸挑端出現(xiàn)明顯的下?lián)犀F(xiàn)象；②扶手與墻體連接處拉裂等（圖 7、8）。

圖7 變形陽臺

圖8 陽臺欄桿扶手與外墻拉裂

為明確陽臺變形情況，現(xiàn)場采用NA2 WILD 水準儀、3 m 水準標尺，根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8—2016）等規(guī)范，對陽臺板面的相對高差進行了測量。測量結(jié)果表明，陽臺板上表面懸挑端與固定端相對高差約40 mm，測點間距約880 mm，換算成板面傾斜率約為45‰。陽臺懸挑端下?lián)献冃屋^大，存在明顯安全隱患。

2.2 懸挑陽臺結(jié)構(gòu)調(diào)查

近年來，陽臺遠端出現(xiàn)下?lián)献冃危踔吝M一步惡化，產(chǎn)生陽臺斷裂、坍塌現(xiàn)象時有發(fā)生，但上述損壞情況主要發(fā)生在懸挑板式陽臺或雨棚處。懸挑板式陽臺主要出現(xiàn)在建造于20 世紀80 年代左右的多層住宅樓，該類型房屋為砌體結(jié)構(gòu)，樓蓋主要采用預(yù)制板，陽臺板多采用預(yù)制實心混凝土板，大部分壓入橫墻中，局部懸挑出南外墻作為陽臺使用；為節(jié)省材料，部分陽臺預(yù)制實心板采用單層鋼筋網(wǎng)，鋼筋配置在板頂受力面，在房屋建造、陽臺板吊裝時，會出現(xiàn)預(yù)制板板底、板面放反、顛倒的情況，導致受力鋼筋位于陽臺板底面，從而大大降低了懸挑板截面有效高度，嚴重削弱其承載力，從而出現(xiàn)損壞。懸挑板式雨棚多出現(xiàn)于2000 年之后建造的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋，部分雨棚板雖設(shè)計有雙層鋼筋網(wǎng)，但在混凝土澆搗過程中，當上層鋼筋網(wǎng)經(jīng)踩踏等原因出現(xiàn)下移時，會導致懸挑板截面有效高度減小，從而出現(xiàn)變形甚至坍塌等問題。

上海市新式里弄住宅陽臺多采用懸挑梁板式或類似結(jié)構(gòu)，板底設(shè)有懸挑梁或其他支撐，鮮有采用懸挑板式結(jié)構(gòu)的陽臺。因此，陽臺懸挑遠端出現(xiàn)下?lián)献冃蔚脑蚺c上述情況截然不同。為此，需要對該新式里弄住宅陽臺的結(jié)構(gòu)布置及連接節(jié)點進行全面的調(diào)查和檢測。

該房屋為實芯房（有居民居住的房屋），為了盡量減少對居民生活的影響，首先開展了歷史圖紙資料調(diào)閱工作，以便在少破損或非破損情況下，對陽臺的結(jié)構(gòu)情況進行調(diào)查和分析，了解陽臺的結(jié)構(gòu)布置情況，明確陽臺與外墻的連接構(gòu)造。

經(jīng)查閱，目前房屋僅保留部分原始建筑圖紙，結(jié)構(gòu)圖紙缺失。整體對比分析表明，房屋現(xiàn)狀主體建筑輪廓及室內(nèi)布局與原設(shè)計圖紙基本一致；外立面陽臺造型及窗臺線角與原始圖紙基本相符，室內(nèi)原設(shè)置有壁爐，壁爐尚存，出屋面煙囪現(xiàn)已拆除。二層原始建筑平面如圖 9 所示。

圖9 某新式里弄住宅二層原始建筑平面圖

由于陽臺原始結(jié)構(gòu)圖紙缺失，技術(shù)人員在現(xiàn)場采用鋼筋探測儀、鋼卷尺、高精度內(nèi)窺鏡等儀器，并結(jié)合局部破損檢測手段，對出現(xiàn)變形開裂損壞的二層④、?、?軸陽臺及相鄰房間的結(jié)構(gòu)布置情況進行了檢測。經(jīng)檢測，二層③、④、?～?軸樓蓋為木結(jié)構(gòu)，自下至上主要由泥墁板條頂棚、承重木擱柵、樓面木地板組成，木擱柵為南北向布置，兩端分別擱置在?軸和?軸磚墻上，中間由?軸板條墻內(nèi)的木柱支撐；木擱柵截面尺寸為51 mm×254 mm，間距為381 mm。一層④軸外墻厚度為340 mm（一磚半），二層④軸外墻厚度為220 mm（一磚）。

二層④、?、?軸陽臺為預(yù)制鋼筋混凝土懸挑陽臺，主要由埋在④軸外墻中的抗扭混凝土梁及懸挑梁、板組成。懸挑梁為變截面，根部梁高368 mm（含懸挑板厚），懸挑梁遠端高203 mm（含懸挑板厚），懸挑梁寬度為165 mm。懸挑板厚76 mm。抗扭混凝土梁截面寬度為220 mm，截面高度為203 mm，與懸挑梁交接處的截面高度較高，高度同懸挑梁根部截面高度；抗扭梁長度比通往陽臺的門洞寬度略長，兩端分別壓入門洞兩側(cè)墻體約220 mm。陽臺正立面及結(jié)構(gòu)平面如圖 10、11 所示。

圖10 陽臺正立面圖

圖11 陽臺區(qū)域結(jié)構(gòu)平面示意圖

2.3 懸挑陽臺損壞原因分析

陽臺位于東立面二層（圖12）。現(xiàn)場完損檢測結(jié)果表明，除了懸挑陽臺遠端下?lián)稀⒎鍪峙c外墻交接處開裂外，懸挑陽臺自身外觀基本完好，未見混凝土懸挑梁、板自身出現(xiàn)開裂等損壞現(xiàn)象，由此判斷，陽臺變形為整體變形。

對陽臺及相關(guān)區(qū)域的樓蓋結(jié)構(gòu)布置情況進行了調(diào)查分析，與陽臺相連的房間為臥室，該房間樓蓋為木樓蓋，陽臺為懸挑混凝土結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上懸挑陽臺與房間樓蓋無關(guān)聯(lián)，即房屋樓蓋無法起到對懸挑陽臺的抗傾覆作用，懸挑陽臺根部的扭矩主要通過埋在外墻的混凝土梁（以下稱抗扭梁）承擔。

一方面，由于抗扭梁頂面大范圍為通往陽臺的門洞，兩端局部伸入門洞兩側(cè)墻體，如圖12 所示，壓入兩側(cè)墻體的長度較短，外墻對陽臺的抗傾覆約束相對較弱；另一方面，抗扭梁兩端外墻砌筑砂漿不飽滿，砂漿強度相對較低，如圖 13 所示，在陽臺荷載的長期作用下，兩端墻體對抗扭梁的壓實效果降低。再者，房屋建造年代久遠，砌筑材料性能劣化，且在不同時期存在不同程度的陽臺堆物等問題。上述因素，造成懸挑陽臺根部扭矩增加，陽臺入墻部位抗扭轉(zhuǎn)約束能力降低，最終導致懸挑陽臺整體變形，遠端下?lián)希绊懻Ｊ褂茫掖嬖谳^大的安全隱患。

圖12 東立面圖（圖中虛線方框所示為變形陽臺所在開間外立面）

圖13 懸挑陽臺入墻端砌筑砂漿不飽滿（后期修繕時從房間內(nèi)部拍攝）

2.4 處置方案及過程

由于懸挑陽臺遠端下?lián)献冃屋^大，難以采取有效措施使其恢復到水平狀態(tài)，且房屋外墻砌筑材料標準相對較低，較難提高懸挑陽臺根部的抗扭能力，為此，采取拆除后重新澆筑的方式進行處置。為有效增加懸挑陽臺的抗扭能力，同時拆除與陽臺相連部位局部區(qū)域的房間木樓蓋，改為現(xiàn)澆混凝土梁板式樓蓋，把懸挑陽臺或混凝土樓蓋澆筑為一體。相關(guān)平面及節(jié)點設(shè)計方案如圖 14、15 所示。

圖14 懸挑陽臺區(qū)域修繕結(jié)構(gòu)平面及詳圖

圖15 修繕剖面圖及柱詳圖

具體方案：①拆除懸挑陽臺及房間內(nèi)800 mm 寬度的木樓蓋；②F軸豎向承重構(gòu)件為板條墻中的木柱，樓蓋局部改為混凝土樓蓋后，對豎向構(gòu)件承載力和耐久性提出了較高的要求，因此，澆筑樓蓋前，在新增混凝土梁與?軸交接處各增設(shè)一個混凝土柱；③為加強新老結(jié)構(gòu)連接，④、?軸新增混凝土柱與既有外墻設(shè)置直徑12 mm、間距400 mm 的拉結(jié)鋼筋；④在新增混凝土梁?軸入墻端下方增設(shè)混凝土墊塊；⑤支模板、扎鋼筋籠，澆筑混凝土梁、板。

修繕過程中注意事項：①懸挑板頂部受力鋼筋應(yīng)穿墻，不可在墻邊截斷，開孔處用結(jié)構(gòu)膠灌實；②施工前應(yīng)檢查原懸挑部件根部墻體的完好程度，如發(fā)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)損傷等安全隱患，應(yīng)首先對墻體損壞進行處理；③務(wù)必確保素混凝土墊塊下方墻體砌塊質(zhì)量良好；④在拆除懸挑陽臺、室內(nèi)800 mm 寬度木樓蓋前，應(yīng)采取可靠的施工措施，確保建筑物及相鄰結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全，對原樓板、陽臺板進行支撐及卸荷后方可施工。

該項目為實芯房住宅局部修繕，在實施過程中，為減少對居民生活的影響，修繕施工單位多次去現(xiàn)場踏勘，深化、細化修繕方案。同時，采用J45 加固料，增加新澆混凝土柱的早期強度，縮短修繕工期。現(xiàn)場修繕施工照片如圖 16、17 所示。

圖16 與陽臺相連房間新增混凝土樓蓋支模照片

圖17 與陽臺相連房間新增混凝土樓蓋綁扎鋼筋網(wǎng)照片

3 結(jié)語

上海市保存有較多的新式里弄住宅，在院落構(gòu)成、建筑布局、建筑風格、結(jié)構(gòu)類型等方面有其特殊性，具有重要的歷史人文價值。該住宅結(jié)構(gòu)類型以磚木結(jié)構(gòu)為主，樓蓋基本為木樓蓋，部分房屋設(shè)有懸挑式陽臺。懸挑陽臺與相連房間樓蓋在結(jié)構(gòu)方面無關(guān)聯(lián)，主要依靠相連的外墻承受其端部的抗扭荷載。

因房屋建造年代久遠，砌筑材料標準相對較低，及后續(xù)部分陽臺使用荷載較大等因素，部分懸挑陽臺出現(xiàn)了較大的整體變形，導致懸挑陽臺遠端明顯下?lián)稀τ谠擃悊栴}，雖然懸挑陽臺結(jié)構(gòu)本身無明顯開裂等損壞，但影響正常使用，且存在陽臺整體傾覆隱患，應(yīng)及時采取措施進行處理。

在解決陽臺整體變形問題前，應(yīng)查明陽臺的結(jié)構(gòu)布置及節(jié)點連接構(gòu)造情況，明確懸挑陽臺的抗扭承載能力。對于抗扭承載能力較差的懸挑陽臺，在條件許可時，可采用拆除陽臺及相鄰局部木樓蓋，重新一體澆筑陽臺和樓蓋的方式，增強懸挑陽臺的抗傾覆能力。