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摘要:以上海市閔行區(qū)馬橋鎮(zhèn)某商業(yè)及辦公項目為背景,對木結(jié)構(gòu)古宅更新改造過程中的施工管理方式進(jìn)行了探討。通過對老建筑的遷移,搭配新木料的結(jié)合使用,以傳統(tǒng)建造方法還原了木結(jié)構(gòu)古宅的面貌。從施工前的材料加工、施工過程中的木結(jié)構(gòu)拼裝技術(shù)和施工后的木結(jié)構(gòu)成品保護(hù)等方面,總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗,以期為類似工程提供參考。
關(guān)鍵詞:木結(jié)構(gòu)古宅;更新改造;傳統(tǒng)建造方式;施工管理
1工程概況
上海市閔行區(qū)馬橋鎮(zhèn)某商業(yè)及辦公項目包含2個地塊,均為木結(jié)構(gòu)古宅商業(yè)別墅辦公,設(shè)計包含低層古宅別墅辦公、商業(yè)辦公及配套房等。整個項目主要材料為木材、石材、玻璃、白色涂料與深色鋼材,局部搭配深色石材。建筑風(fēng)格采用簡潔的幾何體塊,搭配細(xì)致精美的細(xì)部設(shè)計。在門窗設(shè)計上直接抽取中國傳統(tǒng)建筑中門窗的花格形式,結(jié)合石材、玻璃、木材、青磚等傳統(tǒng)材料,讓現(xiàn)代語匯與傳統(tǒng)語匯完美結(jié)合,從而形成一種低調(diào)奢華的建筑風(fēng)格。
2項目難點(diǎn)
2.1新舊木石料構(gòu)件的結(jié)合
本工程采用新木石料結(jié)合老木石料共同使用的工藝,部分石墩、木架等為原老木結(jié)構(gòu)古宅建筑保留下來的材料,但傳統(tǒng)名居中的老木構(gòu)件經(jīng)過歲月侵襲多數(shù)會出現(xiàn)腐朽、劈裂、位移、變形等問題,如何在施工過程中讓老的構(gòu)件材料修復(fù)并與新構(gòu)件材料結(jié)合使用是本工程中的施工難點(diǎn)[1]。木構(gòu)件的腐朽、劈裂、位移、變形等主要表現(xiàn)在以下部位:1)柱子:大柱作為木結(jié)構(gòu)體系中一個重要的支撐構(gòu)件,其重要性不言而喻。但因柱身豎向受力大,且防潮措施較差,往往容易出現(xiàn)柱身糟朽、變形、劈裂等現(xiàn)象,柱根因離基礎(chǔ)底面較近,更容易腐朽。2)大木構(gòu)架:大木構(gòu)架作為木結(jié)構(gòu)的桁架體系,其主要連接方式是榫卯連接,因其所承受的屋頂荷載較大,隨著時間的推移及雨雪天氣的影響,大木構(gòu)架容易出現(xiàn)脫榫、變形、破損等現(xiàn)象。3)斗拱:木結(jié)構(gòu)體系中,斗拱件數(shù)最多,且形式復(fù)雜,搭接嚴(yán)密,在外力的作用下,容易出現(xiàn)變形、位移等現(xiàn)象,而且常伴隨卯口出現(xiàn)裂縫、榫頭斷裂、小斗脫節(jié)等情況的發(fā)生。
2.2木構(gòu)件的拼裝
本工程每個單體均有百余根木柱,每個木柱下的石柱礎(chǔ)形態(tài)各異,直徑、形狀、紋飾、槽口等均不相同。大木構(gòu)件的大小、榫卯口的留置位置等也不盡相同,如何對眾多構(gòu)件分類分位置進(jìn)行唯一性標(biāo)識,從而避免拼裝過程中因安裝位置出錯造成的工期返工,并且在拼裝過程中盡可能節(jié)約拼裝時間是本工程的重點(diǎn)和又一難點(diǎn)。
2.3木結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)
本工程的木構(gòu)件和木結(jié)構(gòu)單體的數(shù)量多,且各單體之間的間距較近,一旦發(fā)生火災(zāi)便容易出現(xiàn)“火燒連營”的后果,如何保證施工及交付使用過程中的防火保護(hù)措施是本工程管理的重中之重。
3木結(jié)構(gòu)古宅總體施工方案
3.1古宅木結(jié)構(gòu)材料的加工
因本工程木結(jié)構(gòu)不僅包含新木料,同時包含較多老建筑保留下來的老木石料,所以工程涉及木結(jié)構(gòu)建筑的修繕、重建以及新建。為了保證構(gòu)件材料的加工安全,本工程實行了全新的建造模式,在項目外部設(shè)木結(jié)構(gòu)加工倉庫,在倉庫里面對材料進(jìn)行分門別類的整理、加工、修繕以及登記等,不僅大大解決了材料構(gòu)件繁多,占用場地較大的問題,同時可以規(guī)范化地對加工場地進(jìn)行管理,有效避免火災(zāi)、蟻蟲等災(zāi)害,并且材料在倉庫內(nèi)均做了唯一性標(biāo)記,運(yùn)至現(xiàn)場后即可對號使用,極大地縮短了木結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)周期。
3.1.1老構(gòu)件的加工處理
本工程中需要使用的老構(gòu)件材料,按種類、功能、位置等進(jìn)行劃分,對需要修復(fù)的構(gòu)件可通過以下辦法進(jìn)行修復(fù)后使用。1)墩接柱根、包鑲柱根。在柱墩腐朽嚴(yán)重的情況下,一般采取墩接柱根的方法,常規(guī)做法是將拼接在一起的2根柱料各刻去1/2的部位作為搭接區(qū)域,搭接長度可取柱子直徑的1.0~1.5倍,在搭接區(qū)域用扁鋼或螺栓箍緊,從而增強(qiáng)大柱整體性。而當(dāng)柱根圓周1/2或1/2以上的表面腐朽時,如果必須使用,則可在腐朽深度不是非常深的情況下采取包鑲柱根的工藝,常規(guī)做法是用工具將腐朽的部位鑿除干凈,然后制作包鑲料將柱心外圍一周包裹住,并使包鑲料與柱子的外徑一致,最后用鐵箍箍緊。2)大木歸安、拆安。當(dāng)木結(jié)構(gòu)的大木構(gòu)架出現(xiàn)脫榫、變形、破損的情況時,在構(gòu)架安裝前應(yīng)對出現(xiàn)破損的構(gòu)件進(jìn)行修復(fù),類似于木結(jié)構(gòu)的歸安和拆安的方法。3)斗拱整修,遇到老的斗拱材料出現(xiàn)裂縫、榫頭斷裂、小斗脫節(jié)等情況時,應(yīng)對破損嚴(yán)重的構(gòu)件材料進(jìn)行修復(fù),構(gòu)件破損嚴(yán)重?zé)o法修復(fù)時,則需要替換,替換的構(gòu)件應(yīng)嚴(yán)格按照原有樣式進(jìn)行仿制。
3.1.2大木構(gòu)件的制作加工
本工程所使用的大木構(gòu)件均按傳統(tǒng)大木制作工藝來加工完成。其質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)一是選對材、選好材,二是控制工程用材含水率不大于20%,穿枋連接件及榫卯件含水率不應(yīng)大于15%。如果在木料沒有干透的情況下便加工安裝,便會因木料表面水分蒸發(fā)快,內(nèi)部水分保留時間長,導(dǎo)致內(nèi)外收縮不一致的情況,長此以往就容易出現(xiàn)木料劈裂,從而降低木料的使用強(qiáng)度。針對本工程中出現(xiàn)裂縫的老構(gòu)件材料,如果木料裂痕寬度不大于3mm,可以采用與其相同木材材質(zhì)的細(xì)木粉拌環(huán)氧樹脂膠填實括平;當(dāng)木料裂痕寬度大于3mm時,可在裂痕處填塞顏色相近的同種木料,并用環(huán)氧樹脂填實,最后在垂直于裂痕的兩邊用竹釘固定。當(dāng)老構(gòu)件存在柱腳腐朽的問題時,可采用墩接柱根和包鑲柱根的辦法解決。
3.1.3丈桿的制作加工
丈桿是木結(jié)構(gòu)施工的專用工具,其有2種主要功能:一是可以作為施工參考,二是度量功能。丈桿有總丈桿和分丈桿之分,總丈桿對木結(jié)構(gòu)的寬度、深度、高度等進(jìn)行度量,分丈桿則細(xì)化不同構(gòu)件的尺寸。在大木構(gòu)架加工前,把所需要的構(gòu)件高、寬、深、卯榫部位等都反映在丈桿上,然后參照丈桿進(jìn)行畫線。大木構(gòu)件安裝的過程中,也常常用丈桿來復(fù)核木構(gòu)件的安裝部位。
3.1.4柱子的制作加工
柱的加工需要在處理好的柱料兩端畫出十字線,兩端的十字線應(yīng)互相垂直,通過觀察柱料每個面的外觀質(zhì)量等因素,確定正面和側(cè)面。然后用柱丈桿在柱身刻出柱子的柱頭、柱腳、卯眼線、管腳榫等部位,傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)中,有許多種柱子組成承重體系,可以根據(jù)柱子的部位功能進(jìn)行區(qū)分,其制作、加工、畫線的方式與上述基本雷同。
3.1.5梁類構(gòu)件的制作加工
在已經(jīng)初步加工好的木料上畫出平分中線,在中線上分別畫出標(biāo)高和梁的位置,并在木料上反映出水平線和抬頭線。在梁的各面畫出中線、抬頭線以及水平線等,再在梁每個面的1/10尺寸部位彈出底面及側(cè)面的滾楞線。用分丈桿畫出梁頭以及各步架的中線、外斷線、卯榫位置等,同時需要將這些畫出的線引到其他幾個面上。
3.1.6枋類構(gòu)件的制作加工
在已經(jīng)制備好的木料兩端,枋子長身的上、下兩面彈好中線,滾楞線引到4個角上。用面寬分丈桿上畫的面寬(柱子中—中)尺寸,在枋子上畫出柱間凈寬尺寸,并在枋子的兩頭部位各加出枋子榫長度,截掉超長的部分,用柱子斷面樣板,彈出柱子外邊線與枋子交叉的弧線。以枋子的中心線為參照,在中間畫出燕尾榫,并呈大頭狀。按設(shè)計要求將燕尾榫側(cè)面肩膀線,用方尺引到枋子側(cè)面,并在其中刻上斷肩符號。用同樣的方法畫出枋子底部的燕尾榫和肩膀線,之后,在枋子上面注明大木的具體部位。
3.1.7樓柵、桁、檁類構(gòu)件的制作加工
在已經(jīng)加工制備好的規(guī)格料迎頭上畫出兩端互相平行的十字中線。同時將中線引到桁、檁長身的各個面。在桁、檁條上,用面寬丈桿輔助畫出檁子的肩膀尺寸,在桁、檁條的一頭留出燕尾榫長,另一頭按榫的具體長度,從中心線向內(nèi)部標(biāo)記出接頭燕尾口的尺寸,并需標(biāo)記出燕尾榫和卯口線。桁、檁兩端擱置在梁枋上,梁頭有鼻子榫,因為梁架各個標(biāo)高的寬度尺寸不同,梁頭鼻子的尺寸也不盡相同。
3.2古宅木結(jié)構(gòu)拼裝技術(shù)
3.2.1石柱礎(chǔ)的安放
石柱礎(chǔ)作為木柱的基礎(chǔ),種類多樣,造型各異,為了保證石柱礎(chǔ)的精準(zhǔn)定位,在加工過程中,每個石柱礎(chǔ)就被做了標(biāo)記,注明了其放置的部位、缺口方向等?,F(xiàn)場施工人員只需按照標(biāo)記將石柱礎(chǔ)放在唯一固定的位置即可。
3.2.2大木安裝順序
大木的安裝順序,歸納為“對號入座,切記勿忘,先內(nèi)后外,先下后上,下架裝齊,驗核丈量,吊直校正,牢固支戧,上下構(gòu)件,順序安裝,中線相對,勤校勤量,大木裝齊,再裝望板椽,瓦作完成,方可撒戧”。在大木的制作和安裝施工中,需嚴(yán)格按照圖紙及傳統(tǒng)施工工藝要求及木構(gòu)件上的編號來修整、調(diào)換制作和安裝,正式吊裝前需將某一榀的木構(gòu)件先在地面拼裝完成方可吊裝。
3.2.3拼板的安裝
為確保木板接縫處不受木材含水率變化而出現(xiàn)干縮透亮,需將接縫做凹凸接口,內(nèi)凹和外凸尺寸為深與長的1/10,厚度為板材厚度的1/4~1/3。
3.2.4門檻、抱框安裝
1)按照圖紙尺寸和相關(guān)工藝要求,加工好規(guī)格料,按需留荒并打截備用。2)下檻的加工長度按門的凈面寬加上抱肩尺寸確定。兩端的居中部位需剔鑿溜銷口子,外邊需楞起八字線口。上邊留出需要的抱框卯眼,下邊做出對應(yīng)的門枕石口子。3)安裝時用上起下落的方式進(jìn)行安放,安放過程中要鑿除與柱頂石相抵的部位,在柱根部位栽溜銷榫。
3.2.5木門窗框安裝
1)木門窗框安裝前應(yīng)熟悉門窗框的部位及標(biāo)高,注意門扇開啟的方向,門窗框是里平、外平還是立在墻中等,做到按圖立口。2)木門窗框安裝前要進(jìn)行安裝前檢查,重點(diǎn)檢查洞口的尺寸是否正確,垂直度是否標(biāo)準(zhǔn),以及木磚數(shù)量是否滿足要求,等等。如檢查過程中發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)盡快修理好。除此之外,窗框安裝前需對門窗框成品進(jìn)行檢查,校正規(guī)方,拉好水平拉條和斜拉條(不應(yīng)少于2根),用線錘找直吊正,以避免門窗框在安裝過程中變形和錯位。
3.2.6小青瓦安裝
小青瓦安裝前應(yīng)進(jìn)行多次雨天的復(fù)試或人工灑水,無滲漏現(xiàn)象后,方可鋪設(shè)。瓦件的質(zhì)量、型號,選用的砂漿和黏結(jié)劑的種類都要符合設(shè)計要求。根據(jù)瓦片的型號規(guī)格合理安放瓦隴,對瓦隴位置進(jìn)行彈線。為保護(hù)防水層,上屋面操作工應(yīng)穿膠底平跟鞋。屋面蓋瓦完成后,及時做好清理,從而確保瓦屋面的干凈整潔。
4古宅木結(jié)構(gòu)成品保護(hù)
對古宅建筑的成品保護(hù)主要體現(xiàn)在施工過程中及交付使用階段的木結(jié)構(gòu)防白蟻及防火問題。木結(jié)構(gòu)材料在加工過程中均需作防白蟻處理,此處淺談木結(jié)構(gòu)施工過程的防火保護(hù)工作。
4.1木結(jié)構(gòu)易失火的原因
1)良好的燃燒條件:木結(jié)構(gòu)的主要材料是木材,這是木結(jié)構(gòu)建筑容易失火的主要原因。另外木結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)部的通風(fēng)條件都相對較好,氧氣供應(yīng)充足,燃燒速度快。2)木結(jié)構(gòu)易發(fā)生“火燒連營”:本工程是由各木結(jié)構(gòu)單體組成各種庭院型的建筑,每個庭院之間間距小,從消防的角度來看,這種布局有著很大的火災(zāi)隱患。如果其中一處起火很容易使得相鄰的木構(gòu)建筑快速、大面積起火。
4.2木結(jié)構(gòu)火災(zāi)的避免
針對本工程的建筑分布與特點(diǎn),為避免火災(zāi)的發(fā)生可從以下幾方面著手解決;1)加強(qiáng)管理:一是在項目部內(nèi)部組建消防安全小組,消防安全小組由項目經(jīng)理牽頭;二是確定消防安全小組的日常安全管理任務(wù),務(wù)必做到定期檢查;三是建立健全各項相關(guān)的消防安全制度;四是要建立防火檔案,將傳統(tǒng)民居自身情況和管理使用的基本情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。2)改善防火條件:一是在施工過程中,在成品木結(jié)構(gòu)及木材料范圍內(nèi)禁止堆放可燃物品,施工用易燃易爆的化學(xué)危險物品按消防安全在要求距離外隔離存儲;二是禁止在木結(jié)構(gòu)周圍搭建易燃的臨時倉庫及加工棚等;三是在設(shè)計要求的范圍內(nèi)對一些重要的木構(gòu)件噴涂防火涂料;四是在施工場地布置過程中留設(shè)防火通道及必要的轉(zhuǎn)彎區(qū)域等,消防用水和生產(chǎn)用水需分別布置。
5結(jié)語
本工程作為上海市極少數(shù)的密集型木結(jié)構(gòu)古宅院落,不管在結(jié)構(gòu)形式上還是材料加工上都比較典型,項目開工之前便受到社會各界的廣泛關(guān)注。為了保證工程的順利進(jìn)行,項目部在工程前期做了大量的準(zhǔn)備工作,工程管理過程中的施工與管理經(jīng)驗也獲得了業(yè)主及各相關(guān)部門的一致好評。本文在對木結(jié)構(gòu)工程的加工、拼裝與保護(hù)的基礎(chǔ)上介紹了本工程的施工管理及技術(shù)經(jīng)驗,并以此分享給需要的讀者,希望能起到一定的借鑒作用。
作者:許羿銘 單位:上海建工一建集團(tuán)有限公司