古建筑修護加固技術研究

摘 要：以陜西省榆林市常氏莊園文物建筑作為研究對象，通過對其工藝做法、殘損現(xiàn)狀等情況進行現(xiàn)場勘查，分析了文物建筑被破壞的原因，并針對不同的破壞情況制定合適的保護修復方案，以盡可能恢復其原本的風格，保留其歷史價值，并為后期類似修復工程提供參考。

關鍵詞：文物建筑；保護修復；加固技術；常氏莊園；工藝做法

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2023.12.010

古建筑作為我國藝術文化體系的重要組成部分，見證了社會的發(fā)展，同時具有重要的歷史價值和藝術價值①。隨著社會城市化發(fā)展速度的加快，很大一部分古建筑由于自然和人為等因素的干擾，失去了原有的輝煌。為此，在大力發(fā)展城市建設的同時，需要積極開展對文物建筑的保護和修復工作。現(xiàn)階段，我國對文物建筑的修復理論及技術并未進行深入的推廣，也在一定程度上限制了文物修復保護工作的開展②。過去我們對于古建筑的維修與保護工作僅僅停留于定期的維護，并沒有系統(tǒng)性地進行加固與修復，從而使得古建筑的修復不能達到理想效果。因此，為能夠有效提升修復效果，應該結(jié)合具體情況，合理地應用修復加固技術。基于此，本文對榆林市常氏莊園現(xiàn)場檢測中出現(xiàn)的質(zhì)量問題進行分析，并且結(jié)合實際修復手段對其修復技術進行探討。

1 常氏莊園概況及現(xiàn)狀

1.1 基本概況

常氏莊園位于陜西省榆林市米脂縣城東北12千米的高渠鄉(xiāng)高廟山柳樹溝北側(cè)腦畔山，占地面積320平方米。2007年6月，常氏莊園被確立為榆林市首批文物保護單位，2008年9月被陜西省確立為第五批陜西省重點文物保護單位，2019年10月被認定為第八批中華人民共和國全國重點文物保護單位。

清光緒三十四年（1908），地主常維興始建常氏莊園，后經(jīng)其第四子常彥函于民國初年建成，包括坐北朝南布局的三個窯居院落。其中，柳樹溝溝底有一處“明五暗四六廂窯”模式的典型布局的院落，其由主庭和前庭兩套四合院組成，保護較好。因為地形的限制，莊園的前廳從一側(cè)延伸到另一側(cè)，是寬闊型窯洞院落。院落以腦畔山為背，左右側(cè)為尖塄山和嫣合峁山，前側(cè)為沖溝和白家塔山，形成一個封閉的景觀系統(tǒng)。所有院落均隨山廓線起伏而建，形成有機隨意的山水秩序，是溝壑聚落的典型形式（圖1、圖2）。

1.2 常氏莊園現(xiàn)狀

米脂地區(qū)共有3處窯洞莊園，包括楊家溝革命舊址、姜氏莊園和常氏莊園。與其他兩處莊園相比，常氏莊園歷經(jīng)了時代的變遷，且在此過程中缺乏相應的保護，再加之種種原因，現(xiàn)在早已破敗不堪，保存情況相對較差。如今只剩下較為清晰的院落格局，窯洞已被嚴重破壞，上院的窯洞被村民們用現(xiàn)代手法改造，其外立面改為水泥抹面并安裝上了玻璃門窗，尚且能夠居住，但是原有的風貌受到了影響。下院年久失修，院里長滿了雜草，一些院墻已經(jīng)倒塌，已無人居住。目前，常氏莊園并沒有得到相應的保護修復。

參考常氏莊園俯視圖（圖3），從整體看，下院一進院倒座房、倒座耳房和大門屋面酥堿嚴重，墻體飾面污損，原裝飾構(gòu)件殘缺；牲口院及磨房院部分坍塌，北廂房頂及椽廊年久失修；室內(nèi)外墻面抹灰，地面、臺明污損嚴重；二進院正窯5孔、暗窯8孔及東、西廂窯窯洞頂部、頂部排水系統(tǒng)與椽廊亟需修繕。

2 原因分析

我國幅員遼闊，古建筑所處的地理位置、社會人文環(huán)境各不相同，建筑物本身結(jié)構(gòu)的差異性也較大，因此遭到破壞的原因多種多樣，但其中也存在著共同特點。分析造成破壞的各類原因，主要包括自然因素和人為因素兩個方面。

2.1 自然因素

常氏莊園主要由木材和磚瓦建成，多年來經(jīng)歷風雨侵襲，其力學性能早已大不如前。木結(jié)構(gòu)長期暴露在潮濕環(huán)境中，極易腐蝕破壞，導致其嚴重老化，難以發(fā)揮結(jié)構(gòu)功能，當破壞嚴重時，木質(zhì)梁柱構(gòu)件受力面縮小，進而難以承受建筑物的負荷，最終導致建筑受損③。經(jīng)實地考察發(fā)現(xiàn)，在荷載較大處，木結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了大量裂縫，嚴重的地方甚至木材被劈開，嚴重影響了結(jié)構(gòu)的使用。青磚和瓦片作為建筑的主要構(gòu)件，風化是造成其破壞的主要原因④。磚的物理、化學性質(zhì)因受到風化作用而發(fā)生了改變，在長期風化作用下，磚塊表面產(chǎn)生裂縫，表面留下了明顯的滲水痕跡，嚴重影響其承載能力。而且大量帶有弧度的瓦片被特別地組合在一起，在風化作用下往往會出現(xiàn)屋面滲水、漏水等問題，使屋面結(jié)構(gòu)遭到嚴重的破壞。

此外，常氏莊園的窯洞常采用沒有燒制只進行簡單加工的原狀土，即生土作為主要的建筑材料，而生土承載能力較弱，且抗剪性能不足，導致了其容易受到地震災害的嚴重影響，我國又是地震多發(fā)的國家，所以這也是窯洞遭到破壞的主要原因之一⑤。由此，自然老化、年久失修以及自然災害是造成古建筑殘損嚴重的主要因素之一。

2.2 人為因素

院落自建成以來，在長期的使用過程中，地面多改造為水泥地面，并且還設置了臨時分隔墻、改造門窗、更換屋面瓦件或局部改造木構(gòu)架等。突兀的現(xiàn)代裝飾使院落內(nèi)建筑原貌和格局遭到嚴重破壞。此外，由于當?shù)卮罅咳丝诘耐膺w，使得原來的“空巢”繼而發(fā)展為“棄巢”，多數(shù)窯洞被空置廢棄，時間一長，窯洞被破壞、坍塌，甚至成為危房，加之村內(nèi)人口老化，窯洞很難得到及時有效的修復，進一步加劇了古建筑的破壞。因此，人為因素也是造成古建筑破壞的主要原因之一。

3 保護與修復

在正式開始實施古建筑修復之前，首先應進行詳細調(diào)研和評估，其次擬定保護措施，再次編撰設計文本，最后進行古建筑修復。

3.1 保護與修復原則

文物建筑保護與修復內(nèi)容涉及文物建筑本身、周圍原生環(huán)境，唯有最大程度上保全建筑的歷史信息，并對其歷史原貌保持尊重，才可以滿足文物建筑保護標準。開展文物保護和修復工作，要注重文物保護單位的真實情況、原有傳統(tǒng)文化的維持和傳承。保護修復工作的開展不是單一、機械的，而是需要有相應技術的，以促進保護修繕工作與文物保護建設的協(xié)調(diào)推進。為了順利開展并完成常氏莊園的保護和修復，要確保古建筑修復“真實性原則”“派生原則”“完整性原則”和“安全性原則”；同時原有建筑要保持原真性、整體性及可延續(xù)性；并且合理地保留不同時期建筑中加建的構(gòu)件，對于那些不合理的構(gòu)件要在登記歸檔后進行拆除⑥。古建筑修復原則如圖4所示。

3.2 保護措施

3.2.1 對建筑實體的保護

想要保護米脂縣常氏莊園，應把建筑實體作為首要的保護對象。有必要評估并且記錄窯洞房屋的保存完整性、連續(xù)性和建筑功能類型以及價值等影響因素，盡最大努力保護完好的窯洞房屋等類型的建筑，在此期間，盡量避免過度人工建設和改造。此外，因為窯洞的顏色表現(xiàn)為黃土的黃色和青磚的青色，因此應該充分考慮對聚落主色的保護⑦。

3.2.2 對建筑周圍環(huán)境的保護

對常氏莊園的自然環(huán)境進行保護時，應充分尊重莊園所處的山水地貌和所達到人與自然的和諧程度。米脂當?shù)卣痛逦瘯哟髮Υ迕竦男麄饕龑ЯΧ龋苊獯迕襁^度開發(fā)自然資源，更要使村民樹立起維護自然生態(tài)環(huán)境理念，實現(xiàn)自然、物質(zhì)、社會空間的和諧統(tǒng)一，才能達到對常氏莊園自然環(huán)境的保護。

3.3 修復加固措施

本文對常氏莊園的修復加固主要內(nèi)容包括地面修復、墻面修復、屋面修復、墻體裂縫修復等，以下是各部分具體的修復加固措施。

3.3.1 地面修復

對于地面修復，主要對破損磚進行更換處理。對于青磚地面，首先拆卸室內(nèi)外破碎及裂縫嚴重的鋪地磚，磚面好的青磚留下繼續(xù)使用，按原規(guī)格定制補配已經(jīng)損壞不可以繼續(xù)使用的磚，用原土夯實，并在其上打兩步三七灰土。底泥采用4∶6的白灰黃土，再用290毫米×140毫米×60毫米青磚細墁，鋪墁時將磚下角砍缺，以保證鋪墁后平穩(wěn)、牢固，最后用青灰掃縫，保證磚縫嚴密。對于石板地面，首先挖墊下沉石板，用素土夯實，在素土上打兩步三七灰土，灰泥坐底厚約40毫米，然后鋪設600毫米×400毫米×30毫米的青石板，再用青灰勾縫，灰縫不大于10毫米且要橫平豎直，并保證地面表面平整。最后是素土地面，先清理地面浮土，平整地面，然后在地面重新找坡地，素土壓實系數(shù)不小于0.95。

3.3.2 墻面修復

陜北地區(qū)的生土材料多數(shù)存在受力性能不足的缺點，而麥秸稈作為當?shù)睾艹Ｒ姷囊环N材料可以改變生土的性能，在生土材料中加入適量的麥秸稈可以有效地增加土體的抗壓承載能力以及抗剪切能力，還能充當墻體中的筋材防止其開裂，更有一定的抗震作用。此種方法不僅能改善建筑的性能，還能減少焚燒麥秸稈造成的環(huán)境污染。對于此次工程墻體的修復，應用此材料進行重新打底抹泥。對于室外墻面，首先將墻面澆濕，然后用摻灰泥或麻刀灰將墻面脫落的灰縫堵嚴填平，再用摻灰泥打底，潑上三七灰土，每100千克白灰中摻入重6～7千克、長4～5厘米麥秸，用滑秸泥做罩面層（其中泥與滑秸比例為100∶20），當滑秸泥表面趕軋出亮后，刷壓黃土漿液，邊刷邊壓，反復三遍即完成對墻面的修復。對于室內(nèi)墻面，首先鏟除墻面污濁空鼓墻皮；之后和室外墻面一樣將墻面澆濕，找平層，摻入棉絨和紙筋來罩面層，平均厚度3毫米。

3.3.3 屋面修復

古建筑屋面存在的病害通常包括屋面坍塌、漏雨、瓦當殘損缺失、屋面雜草滋生等，因此主要采取揭頂維修、大修、補配和更換瓦當?shù)确绞剑瑢沤ㄖ菝孢M行修復。在實際情況下，如果房屋屋面出現(xiàn)重大滲漏，先是要確定滲漏的范圍，對屋面滲漏原因進行分析，然后才能確定揭頂修復的范圍。如因木構(gòu)架損傷、歪閃等原因造成建筑物屋面扭曲變形、滲漏等問題時，需采取更換、掉架等措施，確保木構(gòu)架穩(wěn)定后，再進一步采取措施對建筑物屋面進行處理。一旦屋頂瓦片出現(xiàn)破損或長出大量野草，這些瓦片就需要進行拆卸、修補等處理。在此次修復中，對窯洞挑檐屋面先是揭除屋面瓦件、瓦脊，然后重做灰陶簡瓦屋面、調(diào)脊，添配吻獸，盡可能使用原有瓦件，缺少的再按原規(guī)格尺寸添配瓦件。

3.3.4 窯頂加固

因為窯頂上的土層通常較薄，所以在雨天經(jīng)常會發(fā)生滲漏和水土流失的現(xiàn)象⑧。對于常氏莊園中窯頂?shù)男迯图庸蹋紫纫宄G頂上的雜草和濕土并對清理的部分進行修整，如果有部分區(qū)域出現(xiàn)滲漏裂縫，應將原部位的土挖出，并采用三七灰土和素土分兩層進行人工夯實，兩層的壓實系數(shù)分別要達到0.95和0.97以上，而對于青磚窯頂，還需采用白灰黃土4∶6作為底泥，將土夯實之后進行放坡。之后完善排水系統(tǒng)，首先采用防水卷材或者水泥瓦片作為防水面層，然后將排水溝設置在窯頂后方。

3.3.5 墻體裂縫修復

如果墻體出現(xiàn)細小的裂縫或者灰縫脫落現(xiàn)象，應進行勾縫修補處理，采用與原砌體相同的勾縫材料，黃泥灰（白灰∶麻刀=100∶8）、砌體表面的砌縫重新勾抹嚴實。需要注意的是，在墻體修復前，要將灰縫中的殘余碎片清理干凈。以上措施僅針對開裂不嚴重的情況，可以在一定程度上降低墻體的透風性、防止灰漿的老化和粉化，以及保留其強度，增加耐久性和使用壽命。對于那些被裂縫貫通的墻體以及開裂很嚴重的墻體，應進行局部補強，在應用壓力灌漿修補的同時，還應沿裂縫進行挖鑲（將裂縫處斷裂、酥碎的磚石塊及松散砂漿剔除干凈，鑲砌整塊長磚、長石料），或增設加強拉接的竹筋、木筋、木梁或鋼筋扒鐲，其中木筋、木梁要用較硬的木材，并要進行防蟲防腐處理。因應力集中造成砌體薄弱的地方，如門窗開洞的洞口附近、墻體有凹凸拐角部分及隨墻柱等處的開裂或內(nèi)外墻拉接不好等，可以用增設拉接鋼筋或加鋼拉桿的方式處理。注意這部分的磚、石要選用質(zhì)好和長度大的塊材。具體修復加固流程如圖5所示。

3.3.6 工程用料要求

瓦件方面按各建筑單體原瓦件規(guī)格添配灰陶筒、板瓦件、脊飾；在木材上，木構(gòu)架采用樟子松，而木門、木窗用硬雜木制作，且木構(gòu)架木材含水率不大于18%，椽望、木裝修木材含水率不大于15%；石材選用按各單體建筑現(xiàn)存規(guī)格、樣式、材質(zhì)補配缺失階條石；對于用磚，各單體建筑的臺明地面與室內(nèi)地面用磚不盡相同，需按建筑現(xiàn)存磚規(guī)格大小、樣式進行補配。各建筑外包酥堿青磚也需按現(xiàn)存實際情況進行替補。另外，重新砌筑的墻體需采用原有式樣、工藝及規(guī)格進行砌筑。

4 結(jié)束語

近年來，隨著經(jīng)濟社會建設步伐的日益推進，人們更加關注古建筑修復的問題。對古建筑而言，其對中華民族傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)的保存意義重大。因此，只有做好對古建筑的保護和修復，才能更好地對祖先留下來的財產(chǎn)進行保護。同時只有實現(xiàn)了古建筑保護修復方法的突破和創(chuàng)新，才能保證古建筑文物的完整和安全，保留其豐厚的歷史文化價值，使古建筑成為社會主義精神文明建設不可缺少的重要組成部分。在修復加固工程中，明確修復過程中遇到的問題和困難，結(jié)合現(xiàn)狀有針對性地應用修復加固建設技術解決問題，才能有效保護古文物建筑，更好地傳承祖先留下來的文明，推動社會全面發(fā)展。

注釋

①王艷峰.淺談古建筑的保護、維修、利用[J].中國民族博覽，2022（10）：214-216.

②唐楊.文物建筑保護修復方法與技術研究[J].中國住宅設施，2022（1）：131-133.

③崔航，施畢新，褚云朋，等．古建筑木結(jié)構(gòu)修繕加固技術研究[J].山西建筑，2022，48（6）：21-25．

④任建光，黃繼忠，任志偉，等.平遙古城城墻古磚風化程度環(huán)境磁學無損檢測[J].工程勘察，2020，48（8）：1-5，47．

⑤馬江萍.陜西傳統(tǒng)民居的保護與修復[J].居舍，2019（1）：178-179．

⑥唐楊.文物建筑保護修復方法與技術研究[J].中國住宅設施，2022（1）：131-133；鄭艷.文物建筑保護修復方法與技術分析[J].東方收藏，2021（5）：75-76．

⑦王璐.米脂地區(qū)窯洞建筑群的傳承與發(fā)展研究[D].西安：西北大學，2017．

⑧胡曉鋒，張風亮，薛建陽，等.黃土窯洞病害分析及加固技術[J].工業(yè)建筑，2019，49（1）：6-13．