古建筑的木結(jié)構(gòu)修繕

1、古建筑中木結(jié)構(gòu)的修修繕是古建筑保護(hù)的中心環(huán)節(jié)，這里只介紹木結(jié)構(gòu)的修繕。1、木結(jié)構(gòu)修繕原則我國(guó)以木結(jié)構(gòu)為主體的古建筑，經(jīng)歷了數(shù)百年，甚至上千年的風(fēng) 風(fēng)雨雨的考驗(yàn)，有些完整地保存至今，成為我國(guó)寶貴的文化遺產(chǎn)。 但是，木材作為一種生物材料，受環(huán)境因素的影響，很容易發(fā)生劣 化。加之對(duì)一些建筑的保管使用不當(dāng)，更加速了這一劣化的進(jìn)程。 一些人為的社會(huì)因素，也會(huì)給古建筑造成不可彌補(bǔ)的破壞。因此， 我國(guó)古建筑面臨巨大的維修任務(wù)。關(guān)于古建筑的維修， 1982年 11月五屆全國(guó)人大常務(wù)委員會(huì)通過(guò) 的中華人民共和國(guó)文物保護(hù)法第十四條規(guī)定：古建筑“在進(jìn)行 修繕、保養(yǎng)、遷移的時(shí)候，必須遵守不改變文物現(xiàn)狀的原則”。根據(jù)這

2、一原則，在具體操作時(shí)要注意做到下述幾點(diǎn)：（ 1） 有統(tǒng)一規(guī)定的，一定要按照統(tǒng)一規(guī)定做；沒(méi)有同意規(guī)定 的，要按當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)的做法做。（ 2） 若建筑物沒(méi)有被修繕過(guò)的記錄，在修繕中應(yīng)尊重和保持原狀，不能改動(dòng)；若建筑物經(jīng)后人修繕改變了原有傳統(tǒng)做法 和制式，重修時(shí)要盡可能地予以糾正，以使其符合原狀。（3） 不同地區(qū)，不同時(shí)代的古建筑，都有各自不同的手法和風(fēng) 格，維修時(shí)要尊重當(dāng)?shù)丶夹g(shù)傳統(tǒng)和建筑物的時(shí)代特色。2、木結(jié)構(gòu)修繕的新趨勢(shì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，古建筑維修中，新技術(shù)、新材料 的應(yīng)用必將日益深人和廣泛。利用現(xiàn)代科學(xué)手段，如 X 射線、超聲波和激光等，對(duì)大木結(jié)構(gòu) 做無(wú)損探傷，已能精確地

3、測(cè)定構(gòu)建損害的部位、大小和損害程度 等。用 X 射線照相技術(shù)甚至可以確定某些木質(zhì)害蟲(chóng)的種類。一些 物理手段已成功地用于木結(jié)構(gòu)和木質(zhì)文物的殺菌和殺蟲(chóng)。高分子材料用于腐朽和蟲(chóng)蛀木結(jié)構(gòu)的加固，國(guó)外早在 19 世紀(jì)末 已實(shí)驗(yàn)性地做了大量工作，至 20 世紀(jì) 20年代，已開(kāi)始被廣泛應(yīng) 用。而我國(guó)在 20世紀(jì) 70年代初才正式用于實(shí)踐。實(shí)踐證明，用 高分子材料加固木結(jié)構(gòu)，省時(shí)、省力、節(jié)約開(kāi)支，加固后強(qiáng)度高 于原來(lái)木材強(qiáng)度，而且加固部位還具有防腐、防蛀的效果，在古 建筑維修和木質(zhì)文物保護(hù)中值得推廣。木材的化學(xué)防腐處理是古建筑維修面臨的更加迫切的問(wèn)題。由于歷史的局限，我國(guó)古代建筑木結(jié)構(gòu)沒(méi)有做專門的化學(xué)防腐 處

4、理。工代工匠盡管在施工中采取了特殊的通風(fēng)防潮措施，特別 是選用了耐腐、耐蛀的樹(shù)種，使得有些建筑物雖歷千年而不腐， 但畢竟木材的腐朽和蟲(chóng)蛀以及物理化學(xué)損害，是很難避免的自然 現(xiàn)象。同時(shí)，我國(guó)現(xiàn)在森林資源嚴(yán)重缺乏，用于古建筑的可供選 擇的耐腐樹(shù)種已經(jīng)不多，實(shí)際上，大量使用的是不耐腐的白松和 紅松。因此，維修中化學(xué)防腐處理便被提到了絕對(duì)不容忽視的地 位。近年來(lái)，我國(guó)一些地方在園林內(nèi)，作為旅游景點(diǎn)，新建了一批 仿古建筑，由于使用了不耐腐的樹(shù)種，有的甚至使用了含有大量 幼齡材的進(jìn)口速生樹(shù)種，在沒(méi)有做任何防腐處理，且含水率過(guò)高 （有的高達(dá) 40%以上）的情況下做了油飾，使得這樣一些建筑物 在建成后 3-5

5、 年內(nèi)陸續(xù)發(fā)生了嚴(yán)重的腐朽，有些甚至已成危房。目前，古建筑木結(jié)構(gòu)的防腐處理已日益受到有關(guān)方面的重視。1993 年竣工的、舉世矚目的布達(dá)拉宮維修工程，以及稍后的塔爾 寺維修工程，都運(yùn)用了現(xiàn)代化的化學(xué)防腐處理。北京市園林局下 屬的頤和園和地壇公園等維修工程，使用了防腐處理和化學(xué)加固 的方法，確保了維修工程的質(zhì)量，將成倍的延長(zhǎng)建筑物的使用壽 命。3、大木結(jié)構(gòu)的修繕木結(jié)構(gòu)的保護(hù)處理一般都是配合修繕工程，與修繕同步進(jìn)行 的，因此，從事保護(hù)的工作人員應(yīng)該對(duì)木結(jié)構(gòu)的修繕?lè)椒ㄓ幸粋€(gè) 基本了解。立柱和梁架是整個(gè)木結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，起著支撐整個(gè)建筑物的 作用。他們的腐朽、蟲(chóng)蛀和損壞變形會(huì)嚴(yán)重影響木結(jié)構(gòu)的承載 力，從

6、而危及整座建筑物的安全。（ 1） 立柱的維修立柱的主要功能是支撐梁架。年長(zhǎng)日久，立柱受環(huán)境影響和生 物損害，往往會(huì)出現(xiàn)腐朽和開(kāi)裂，柱根更容易腐朽。尤其是包在 墻內(nèi)的柱子，由于缺乏防潮措施，有時(shí)整根柱子腐朽，嚴(yán)重的會(huì) 喪失承載能力。柱子的損害情況不同，處理方法也應(yīng)有所不同。 局部腐朽的處理：柱子表面局部腐朽，深度不超過(guò)柱經(jīng) 1/2 ，而尚未影響立柱的承載力時(shí)，一般采用挖補(bǔ)和包鑲的做法。挖補(bǔ)時(shí)，先將腐朽部分剔除干凈，最大限度地保留柱身未腐朽 的部分。剔除部分應(yīng)成標(biāo)準(zhǔn)的集合形狀，將洞內(nèi)木屑雜物剔除干 凈，用防腐劑噴（或涂）至少 3 遍。嵌補(bǔ)木塊與洞的形狀盡量吻 合。嵌補(bǔ)前，木塊也要用防腐劑處理。嵌補(bǔ)

7、木塊用膠黏接或用釘 釘牢。如果柱子腐朽部分較大，面積在柱身周圍一半以上，或柱身周 圍全部腐朽，而深度不超過(guò)柱子直徑的 1/4 時(shí)，可采用包鑲做 法。先將腐朽的部分沿柱周截一鋸口，剔除柱周腐朽的部分，再 將周圍貼補(bǔ)新材料。剔除腐朽部分后的槽口和嵌補(bǔ)的新木料均應(yīng) 做防腐處理。嵌補(bǔ)木塊較短時(shí)，可以用膠黏或釘牢，較長(zhǎng)時(shí)需加 鐵箍 1-2 道。箍的寬窄、厚薄根據(jù)具體情況決定，鐵箍要嵌入柱 內(nèi)，以便油飾。 開(kāi)裂的處理：木材在干燥過(guò)程中常會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂。如果立柱制作過(guò)程中含水率過(guò)高，在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生縱向裂痕。對(duì)于細(xì)小輕微的 裂痕（裂縫寬度在以內(nèi)）可用環(huán)氧樹(shù)脂膩?zhàn)臃舛聡?yán)實(shí)。裂縫寬度超 過(guò)，可用木條黏牢補(bǔ)嚴(yán)，操做

8、與挖補(bǔ)方法相同。如果裂縫不規(guī)則，用 鑿鏟等制成規(guī)則的幾何形槽口，以便于嵌補(bǔ)，同樣，要做好新、舊木材料的防腐處理。用于木材的裂縫是真菌孢子很好的著生地，為此，更應(yīng)做好防腐處理。裂縫寬度在3cm以上，深度不超過(guò)直徑的1/4時(shí)，在嵌補(bǔ)順紋 通長(zhǎng)木條后，還應(yīng)加鐵箍 1-4 到。若裂縫超出以上范圍，或有較 大的扭轉(zhuǎn)紋裂縫，影響柱子的承重時(shí)，應(yīng)考慮更換新柱。 高分子材料澆鑄加固：化學(xué)加固是有效的的木結(jié)構(gòu)維護(hù)方法。柱子受白蟻危害后，往往外皮完好，內(nèi)部已成中空，或由于原 建時(shí)選擇不當(dāng)，使用了心腐木材，時(shí)間一久，便會(huì)出現(xiàn)柱子的內(nèi)部 腐朽。外皮基本完好的柱子一般均可以采用化學(xué)加固的方法。常用 的高分子材料有不飽和

9、聚酯和環(huán)氧樹(shù)脂。整柱澆鑄時(shí)，與柱子結(jié)合處的梁枋榫卯等應(yīng)事先用油紙包好，以 避免榫卯與柱子黏牢，影響以后的修繕。 嚴(yán)重腐朽部分的處理：柱子使用過(guò)程中，往往會(huì)發(fā)生局部的嚴(yán) 重腐朽，腐朽的深度超過(guò)柱直徑的 1/2 。這樣的情況大多發(fā)生在柱 腳及上部與梁枋榫卯的結(jié)合處，而其他部位立柱材質(zhì)任然完好。此 時(shí)宜采用墩節(jié)的方法。柱子墩接的方法有多種，不管使用哪種方法，在墩接的過(guò)程中，對(duì)新舊木料，特別是對(duì)保留的舊柱子部分應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程做好化學(xué)防腐處理。在具體施工過(guò)程中，往往不能將腐朽部分全部截去，而 要保留內(nèi)部腐朽了一部分的舊柱子。處理這部分柱子，除了必要的 噴涂防腐劑外，還應(yīng)做內(nèi)部吊瓶防腐處理。 柱子全部嚴(yán)重

10、腐朽的處理：當(dāng)柱根立柱從上至下全部嚴(yán)重腐朽，已失去承載能力，而梁架尚屬完好時(shí)，為避免大落架、大拆 卸，可采取換柱子的方法。柱子抽換前，首先應(yīng)把柱子周圍（如坎墻、窗扇、抱框及與柱子 有關(guān)聯(lián)的梁枋榫卯等）清理干凈。然后，切實(shí)支好牮桿，使原有的 柱子不在承受荷載。再將舊柱子撤下，把新柱子換上，就位，立 直。更換新柱子在制作完成后，抽換前，應(yīng)認(rèn)真做好防腐處理。抽換 工程中難免會(huì)有小的修改加工。修改過(guò)程破壞了原來(lái)木材上的防腐 層，則修改處應(yīng)做好補(bǔ)充的防腐處理。新柱子貼墻處應(yīng)涂防腐油。4、梁架的維修我國(guó)古建筑的大木結(jié)構(gòu)承受住屋頂?shù)娜恐亓?。木結(jié)構(gòu)受物理、 化學(xué)和生物等因子的影響，不可避免的發(fā)生損害，是承載

11、能力降 低。久而久之，梁架就會(huì)發(fā)生、下沉、腐朽、破損等情況，特別是 木材的腐朽，更加速了梁架的破壞。因此，采取必要的防腐措施， 應(yīng)列為梁架修繕中重要的一環(huán)。裂的處理：梁、枋、檁等構(gòu)件的劈裂主要是由于木材本身的性質(zhì)決定的。木材制作時(shí)，含水率過(guò)高，上架后木件在干燥過(guò)程中難免產(chǎn)生開(kāi)裂，影響構(gòu)件的承載力。修繕時(shí)應(yīng)根據(jù)不同情 況，采取不同的加固措施。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 而定。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)腳螺栓栓擰牢。如裂縫較寬、較長(zhǎng)、在未發(fā)現(xiàn)腐朽的情況下，可用木條嵌補(bǔ)，并 用膠黏牢。若同時(shí)發(fā)現(xiàn)腐朽，

12、則應(yīng)采用挖補(bǔ)的方法或環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄 加固，在澆鑄錢一定要把腐朽部分清除干凈。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，順紋裂縫的深度和寬度，在不大于構(gòu)件直徑的1/4 ，長(zhǎng)度不大于木件本身長(zhǎng)度的 1/2 ；矩形構(gòu)件的斜紋縫不超過(guò) 2 個(gè)相鄰的表面，圓形構(gòu)件的斜紋裂縫不大于周長(zhǎng)的 1/3 時(shí)，可采用 上述方法處理。裂縫超過(guò)一定限度，則應(yīng)考慮更換構(gòu)件。 包鑲梁頭：梁頭暴露在室外，很容易因漏雨受潮發(fā)生腐朽。當(dāng)腐朽并未深及內(nèi)部時(shí)，可采用包鑲法處理。包鑲時(shí)，先將梁頭腐朽部分砍凈、刨光，用木板依梁頭尺寸包 鑲、膠黏、釘牢，最后鑲補(bǔ)梁頭面板。整個(gè)過(guò)程中，均應(yīng)按照要求 做好新、舊木料的防腐處理。另外，包鑲也可以采用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄的方法。做法是

13、先將腐朽的 部分砍凈剔光，用膠合板依梁頭大小釘成模版，并預(yù)留澆鑄孔。澆 鑄料的配制請(qǐng)參照化學(xué)加固的方法。若梁頭僅為非承重部分，可用 鋸末作填充材料。在更換新制大梁時(shí)，有時(shí)由于斷面尺寸不夠大，也可采用包鑲 梁頭的方法，使其能與原有的其他梁頭取得形式上的統(tǒng)一。如果腐蝕嚴(yán)重，深及大梁內(nèi)部影響承重或承重部位長(zhǎng)期受壓產(chǎn) 生劈裂或環(huán)裂時(shí)，則應(yīng)考慮換大梁。 構(gòu)件撥榫、滾動(dòng)的處理：我國(guó)古建筑均采用榫卯結(jié)合，往往由于年久失修，受各種因素，如地基下沉、柱腳腐朽、構(gòu)件制作不 精或榫卯結(jié)合不緊密等的影響，而導(dǎo)致整個(gè)建筑物的傾斜。構(gòu)件也 常伴有松散、撥榫、滾動(dòng)等現(xiàn)象，對(duì)此，易應(yīng)采用相應(yīng)措施。對(duì)于非腐蝕因素造成的問(wèn)題可參

14、考有關(guān)資料按常規(guī)法撥正和緊固。如桁條榫子腐朽，可將朽榫鋸掉，在截平后的原榫位，剔鑿一個(gè)較 淺的銀錠榫口，再選用纖維性好，不易劈裂的木塊新做一個(gè)兩端都呈 銀錠榫狀的補(bǔ)榫。將較短的榫嵌入新剔的卯口，做好防腐處理，膠 黏、釘牢、歸位，插入原桁條搭接，也可用環(huán)氧樹(shù)脂做成補(bǔ)榫黏接桁條的局部腐朽采用挖補(bǔ)方法處理。 角梁的加固：鑒于角梁所處的位置，易受風(fēng)雨侵蝕，很容易發(fā)生腐朽和開(kāi)裂。由于檐頭沉陷，角梁也常伴隨出現(xiàn)尾部翹起或向下溜竄 等現(xiàn)象。加固修補(bǔ)方法是將翹起或下竄的角梁隨著整個(gè)梁架撥正時(shí)，重新歸 位安好，在老角梁端部底下加一根柱子支撐，新加柱子要做外觀處 理。角梁頭腐朽，可采用接補(bǔ)發(fā)處理，做好與柱子的墩接法相同。如果仔 角梁腐朽大于挑出長(zhǎng)度的 1/5 時(shí)，應(yīng)做整根更換。梁尾劈裂，加固時(shí)可用膠黏補(bǔ)，再在桁的外皮加鐵箍一道抱住梁 尾，用螺栓貫穿，將老角梁和仔角梁結(jié)合成一體。 椽子與飛椽：由于屋面漏雨等原因，椽子也很容易發(fā)生腐朽、劈裂和折斷。通常采用加附椽子的方法做加固處理。當(dāng)屋面上大多數(shù)椽 子完好，只有個(gè)別幾根需要更換，因受條件限制，又不易抽換時(shí)，可 復(fù)制 1-2 根新椽子，順原椽身方向插進(jìn)去，搭在上、下桁上，釘牢。如椽子腐蝕。折斷過(guò)多，則因考慮挑修屋面，普通更換椽子。新制 椽子由于體積較小，宜采用侵泡法做防