木柱的裂縫修復(fù)首先要檢查開(kāi)裂的原因,根據(jù)不同的開(kāi)裂原因,有針對(duì)性的采取不同的修復(fù)工藝。其中在建筑過(guò)程中使用尚未完全干燥的木料,建成后就會(huì)形成自然劈裂。自然劈裂的裂縫一般比較細(xì)小,劈裂寬度小于5mm的可用膩?zhàn)踊颦h(huán)氧樹(shù)脂填充,寬度較大的則需以木條或嵌縫料嵌填,裂寬超過(guò)30mm的除采取嵌填外,還可采用碳纖維加固。
碳纖維加固施工時(shí)需要在清潔的木柱表面形成環(huán)氧樹(shù)脂飽和面打底,并在室內(nèi)環(huán)境溫度下養(yǎng)護(hù)幾個(gè)小時(shí)后于其上手工布置沿柱子圓周方向的單向碳纖維布。每一層纖維需涂抹兩層環(huán)氧樹(shù)脂,一層涂于圓柱表面,另一層涂于要粘貼的纖維布的內(nèi)表面。碳纖維布每平方米重約200g,厚度一般在0.5mm左右,修復(fù)后對(duì)建筑木作外觀影響很小。傳統(tǒng)固縫方式一般采用寬50~100mm、厚3~4mm的鐵箍來(lái)加固,也有采用玻璃鋼箍,但經(jīng)其修復(fù)后古建筑外觀明顯受到影響。
修復(fù)中除對(duì)劈裂部位采取粘接和碳纖維套箍加固,木柱表面經(jīng)敷漆后無(wú)凸起。對(duì)除檐柱外的其他局部嚴(yán)重破損處且在不影響外觀的前提下,在靠近木柱的梁枋端部增加抱柱,以減輕木柱的受重負(fù)荷,這種方法應(yīng)考量現(xiàn)場(chǎng)條件,因?yàn)椤凹臃ā痹诠沤ǖ男迯?fù)中要盡可能謹(jǐn)慎使用,以維持建筑遺產(chǎn)原真性少受傷害。根據(jù)文獻(xiàn)經(jīng)驗(yàn),凡嵌補(bǔ)用木料均應(yīng)做防腐處理。
糟朽病害的修復(fù)工藝
糟朽病害的危害是可能引起柱承載力喪失,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形甚至垮塌。對(duì)于局部一般性腐蝕糟朽,采用環(huán)氧樹(shù)脂或其他化學(xué)膠灌注方式進(jìn)行修復(fù),這種方式對(duì)結(jié)構(gòu)外觀無(wú)明顯改變。對(duì)受損嚴(yán)重?zé)o法使用灌注方式進(jìn)行修復(fù),但木柱剩余強(qiáng)度尚可維持使用時(shí),糟朽部位需先清除,再以木條、環(huán)氧樹(shù)脂、鋸屑、玻璃纖維等填充物(如)進(jìn)行置換,以延長(zhǎng)構(gòu)件使用壽命。
當(dāng)木柱的底端柱基部位出現(xiàn)較為嚴(yán)重的糟朽,若自柱根向上不超過(guò)柱高三分之一,可進(jìn)行局部替換及墩接法:首先,墩接選用木料應(yīng)與原木柱材質(zhì)相同;其次,對(duì)于木柱的糟朽必須剔除徹底,因?yàn)檎婢鷼埩艉芸赡芾^續(xù)繁殖并損壞木質(zhì)纖維。在保證上述兩點(diǎn)的前提下,常用的墩接方法主要有陰陽(yáng)掌榫、花瓣榫、銅錢(qián)榫等。陰陽(yáng)掌榫最為簡(jiǎn)便,但為了增加榫卯效度,接榫應(yīng)陰陽(yáng)吻合,接榫長(zhǎng)不應(yīng)少于100mm,粘牢后可用不少于兩道碳纖維帶約束緊密?;ò觊炯磳⒛局嗣娣譃樗陌?,搭交兩瓣上下卡牢粘接,并以鐵箍加固。銅錢(qián)榫為將墩接部分的上部做成凸頭公榫牢固插入下部分外圓內(nèi)方的母榫內(nèi)。
檁、枋等上部水平受力構(gòu)件損毀與柱的區(qū)別在于彎曲變形較大,目測(cè)有礙安全觀感。因梁、枋節(jié)點(diǎn)仍以榫卯為主,其修復(fù)也是木作修復(fù)的重難點(diǎn)問(wèn)題。
彎曲修復(fù)
在允許范圍內(nèi)的梁檁構(gòu)件彎垂應(yīng)視為正?,F(xiàn)象,所謂允許范圍一般是撓度值低于梁枋長(zhǎng)度的1%,主要撓度值梁要低于0.5%L。超過(guò)上述值的即可視為危險(xiǎn)構(gòu)件,必須進(jìn)行彎曲修復(fù)。彎曲修復(fù)的目的在于保證構(gòu)件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,防止構(gòu)件本身?yè)p壞即因彎曲造成鄰近構(gòu)件的損壞。如果梁枋無(wú)嚴(yán)重的糟朽或劈裂,僅是單純的彎曲應(yīng)視為可用構(gòu)件,對(duì)其進(jìn)行校正修復(fù),方法是將梁枋拆卸翻轉(zhuǎn),并以重物加壓,一般均可恢復(fù)至允許范圍。如仍不能恢復(fù),可在主要受力點(diǎn)采取支撐措施,當(dāng)然對(duì)于彎曲矯正的梁枋局部細(xì)小開(kāi)裂或糟朽應(yīng)事前應(yīng)相應(yīng)處理修復(fù)。
裂縫修復(fù)
對(duì)梁枋縱向開(kāi)裂問(wèn)題,采用碳纖維套箍和粘接法修復(fù)方案,即首先用木條將裂縫填補(bǔ)粘接,然后做2~3道碳纖維套箍限制開(kāi)裂發(fā)展。當(dāng)梁枋的裂縫較為寬深時(shí),在打箍之前灌入環(huán)氧樹(shù)脂混合料粘接加固。另外可采用定制騎馬釘或蝴蝶榫限制裂縫開(kāi)展,胡蝶榫方法修復(fù)工藝精度要求相對(duì)較高,但修復(fù)效果好。
糟朽修復(fù)
梁枋的受力性能會(huì)隨著斷面的縮小而減少,所以對(duì)于梁枋的糟朽修復(fù)需特別注意。首先要對(duì)剩余斷面進(jìn)行抗彎校核,如果構(gòu)件承載能力不足同質(zhì)足尺構(gòu)件承載能力80%時(shí)應(yīng)考慮替換梁枋或采取支撐;如果仍然符合要求則可在梁枋兩側(cè)先行將斷裂粘接加固或?qū)υ阈嗖糠诌M(jìn)行挖除填充,保證梁枋完整后再用金屬夾板進(jìn)行加固。對(duì)梁枋內(nèi)部的糟朽修復(fù)須十分慎重,在將糟朽部分刮干凈后方可填充以環(huán)氧樹(shù)脂或干燥石英粉。施工過(guò)程中應(yīng)注意:灌注孔徑宜大于20mm,纏繞碳纖維布箍時(shí)要保證樹(shù)脂充分浸透及纏緊,要壓出多余的樹(shù)脂,以免影響粘貼質(zhì)量。對(duì)于糟朽嚴(yán)重的檐椽采取完全更換處理。
榫卯修復(fù)
古建木作的榫卯修復(fù)一般需要更換或修復(fù)榫頭,盡量少對(duì)原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。對(duì)更換榫頭時(shí)對(duì)原件進(jìn)行詳細(xì)測(cè)繪記錄,留存影像,然后使用榆、槐、柏等木料按原件尺寸、式樣加工后替換。在復(fù)制時(shí)后尾應(yīng)長(zhǎng)出榫頭若干,將其嵌入鉚口,再用螺栓將榫卯整體連接加固,加固時(shí)應(yīng)做好臨時(shí)支撐。也可使用不飽和聚酯樹(shù)脂制作新的榫頭代替,即先將已損壞的榫頭去除,然后在破損部件端部開(kāi)長(zhǎng)度為榫長(zhǎng)4~5倍的鉚口,用堅(jiān)硬木材纏繞玻璃布和樹(shù)脂按原件制成新榫頭,固化破去表皮再行安裝,將新榫頭嵌入鉚口內(nèi),外部粘接加固。