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历史保护建筑
——上海四行仓库“西山墙”弹孔发掘复原施工技术

2018-09-06

建筑施工 2018年1期
关键词:弹孔砖块饰面

吴 跃

上海建工五建集团有限公司 上海 200063

1 工程概况

历史保护建筑——上海四行仓库(图1)位于上海市光复路1号、21号,为建于20世纪30年代的钢筋混凝土建筑,修缮后建筑层数为地上6层,建筑面积25 550 m2。是1937年淞沪会战中著名的“四行仓库保卫战”发生地,于1994年被列入第二批上海市优秀历史建筑,2014年被列为上海市文物保护单位。2014年,上海市市委常委会讨论对其实施保护修缮,设立抗战纪念广场,工程完工后是上海目前唯一战争遗址类教育基地。

图1 西墙修复后实景

2 工程特点及难点

2.1 工程特点

本次修缮项目受社会关注高,将于“8·13”淞沪会战纪念日当日举行抗战纪念活动仪式。现场施工周期短,场地有限,多专业同时施工,对现场平面布置、资源配置、人员调配等施工管理提出了较高的要求。

2.2 工程难点

1)经历“四行仓库保卫战”后的大小不一的炮弹洞口、小型枪弹眼和大面积西墙残损的水泥饰面粉刷层已被修复,如何找出它们的准确位置难度很大。

2)现西墙外饰面粉刷层被现代涂料覆盖,必须将涂料饰面清洗干净,恢复至1937年外墙原始的水泥抹灰饰面,施工过程中清洗方式及清洗质量控制也是施工过程中的控制难点。

3)西墙弹孔轮廓和剥除粉刷面的老砖墙修复施工需考虑砖块残缺不完整、弹孔周边老砖块强度不足、施工体量大、工程工期紧张等因素,合理地采取现代材料和技术措施按时完成是一个亟待克服的技术难题。

4)西墙炮弹洞口防水防渗。炮弹洞口修复后外墙的空洞区域如遇大风大雨天气,雨水会顺着外墙炮弹孔流入室内,严重影响室内抗战纪念馆和其他区域环境。因此需要采取合理措施,既能防止雨水渗进室内,又要保证西墙“修旧如旧”的整体风格,对施工技术提出了较高要求。

3 施工部署及流程

根据四行仓库探查结果,确立墙面分为残损墙体修缮(图2)和一般修缮2种做法[1-3]。

根据弹孔的破坏类型不同,方案在专家论证的结论基础上,战争痕迹复原分为2种类型,分别是凿除面层暴露红砖墙面、暴露炮弹孔内做衬墙。其施工工艺流程为:探查西墙炮弹洞口遗迹→西墙外饰面清洗→弹孔轮廓放样定位→人工凿除砖块恢复弹孔轮廓→人工剥离粉刷饰面→弹孔轮廓及弹孔周边内墙砖加固处理→弹孔位置内墙砌筑排水管道井→外墙憎水剂、增强剂处理→恢复外墙历史沧桑质感“修旧如旧”(图3)。

图2 残损墙体修缮技术路线

图3 西墙保护复原实施方案效果图

4 施工技术

4.1 探查西墙炮弹洞口遗迹

先以红外热成像仪对西墙内是否有洞口进行无损勘察,结果表明西墙整个墙体由导热系数相似的材料砌筑。同时,以摄影测量技术分析记录有战斗洞口的西墙历史照片,绘制洞口还原定位图。

在具备工作条件的区域进行样板制作,剥除墙内面的后期粉刷后,初步探明现场墙体用红砖、青砖2种砖材砌筑,其中大部分墙体为红砖,小部分边界不规则墙体为青砖,经与历史照片比对,得出结论:四行仓库的初始墙体为红砖砌筑,1937年战后曾用青砖封堵炮弹洞口,再作内外粉刷。

青红砖砌筑边界基本反映了当时的墙体洞口情况,从而留存了极其重要的历史信息。随后,按洞口还原定位图确定扩大探查洞口位置,剥除相应位置西墙内抹灰面层,所展现的青红砖的边界与历史照片一一吻合。

4.2 西墙外饰面层喷雾砂清洗

为确保保留部分西墙外饰面修缮后的建筑效果,使用喷雾砂清洗后期二次水泥砂浆加建粉刷面层(图4)。首先在西墙外立面进行喷雾砂清洗样板(图5),现场确认效果后再进行大面积的喷雾砂清洗施工。着重注意对水泥、骨料等材质、颜色仔细考证,谨慎清理清洗,全面勘察,尽一切可能使原有建筑外立面的颜色与质感得以恢复,反映出建筑物历史年代可读性、可识别性的特点。

图4 喷雾砂清洗西墙外饰面涂料

图5 喷雾砂清洗样板

其工艺就是通过空压机和高压储气罐将合适的清洗介质以最合适的压力和距离,以90°角喷射于墙面上,用机械方法将积存的污染物从墙面去除。清洗介质选用优质细砂,在清洗设备的密闭混合仓内,充分湿润的每颗清洗介质都包裹了一层水膜,包裹的水膜一方面与墙体先接触,能够充分起到保护墙体的作用,另一方面极少量的水分使用和雾化处理,在最大限度上避免了水分对墙体的影响。

4.3 西墙弹孔轮廓定位放线

本次共复原8处不规则外形轮廓的炮弹眼,8处弹孔轮廓周长73 m。因弹孔分布无规则,且大小不一,故存在弹孔轮廓精确定位难的问题。现场通过勘测墙体砖块,查找青砖填补的弹孔轮廓,并采取200 mm×200 mm方格定位放线(图6、图7),克服了不规则弹孔轮廓定位困难的技术难点。然后由作业人员沿轮廓人工使用切割机对外墙水泥抹灰基层剥离施工,在小心剥除西墙饰面层后,全面充分地查看原先的着弹部位,全部仔细标识后,手持冲击钻凿除弹孔部位砖块[4-5]。

图6 墨线方格切割

图7 4#弹孔轮廓定位放线示意

4.4 西墙粉刷定位切割及打磨

后期涂刷的西墙外饰面层厚度约60 mm,黏结强度高,普通剥除极易损伤原红砖体。先进行剥除试样比对,发现砂轮打磨效果最佳。

考虑到剥除面积大、剥除精度高,因此在凿除前,将原饰面层作小块画格,再进行手工凿除(图8),在剥除到接近砖墙面层时,改用砂轮小心打磨,以避免剥除饰面层时破坏原砖块表面。

图8 画格与凿除施工过程

4.5 砖墙洞口加固与保护

4.5.1 炮弹洞口轮廓加固

首先,凿除西立面外墙中填充的青砖,保留原有墙体的红砖结构,使得炮弹孔的轮廓暴露出来。为将文物本身的改变破坏降到最低,通过在局部内墙拆除时筛选留存的符合强度要求的旧红砖替换不符合强度要求的外墙砖块,并加固炮弹孔周围零散的砖块,检查空鼓并修补。

之后,为确保洞口四周砖块的稳定,在弹孔轮廓内侧边设置L形型钢拉结砖块,并使得L形型钢与角钢网架焊接连接。

为了保证L形型钢与砖块之间的连接牢固性,二者之间用碳纤维布通过专用黏结材料进行包覆,并在其表面增设保护层。

4.5.2 砖墙补偿性加固及防渗

因西墙砖块在内外饰面层剥除后,砖块整体已较疏松,为确保墙体的长期稳定和安全,在所有修补措施完毕后,还需要进行补偿性加固。

本工程采取如下工艺:在西墙内侧墙体的砖缝处钻孔埋入不锈钢拉结螺栓→在外墙内侧墙体表面铺设角钢网架,并使得角钢与拉结螺栓焊接固定→浇筑内衬墙→内衬墙内侧墙体涂抹防水砂浆。为了进一步增强外墙整个墙体的抗震性能,内衬墙内部钢筋网架与周边框架柱、结构梁进行可靠的锚固连接。

另外,清理外墙外侧墙体表面浮土、砖缝修补后,墙面表面涂刷防水涂料,然后依次刷涂增强剂、憎水剂。

4.5.3 西墙弹孔防水防渗

本工艺的思路是在不改变建筑外墙弹孔痕迹原貌的前提下,在西墙内侧砌筑厚150 mm的深灰色轻质砌块墙,轻质砌块墙三面砌筑对弹孔轮廓形成封闭管道井(图9)状态,墙体做保温处理,加设防水层、地面泛水和雨水管,确保外墙的防渗排水、建筑安全,另在一侧开设检修门(图10),确保建筑维护便捷[6-8]。

图9 轻质砌块墙管道井外侧

图10 检修门

5 结语

本工艺解决了残损墙体修缮和战争痕迹复原的难题,尤其是粉刷定位切割及打磨技术解决了弹孔轮廓和凿除粉刷层暴露红砖墙面轮廓的精确定位难点,也有效地减少了原砖块的损伤;砖墙洞口加固与保护技术,解决了弹孔四周砖块的稳定、外墙结构稳定性,以及外墙的防渗排水难题。

本工艺操作简单,工艺流程清晰易懂,普通施工人员容易操作,确保了残缺墙体的安全稳定性能和防渗水性能,并使施工的质量、工期、成本均得到了有效控制,为项目的顺利实施提供了技术保障,为今后类似项目积累了宝贵经验。

该工艺适用于普通建(构)筑物大型洞口保留及修缮施工,具有较好的社会效益和长远的综合经济效益,具有积极的推广价值。

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