古城修缮与加固.docx

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古城修缮与加固

崖州古城城墙修缮（一期）项目

古城墙结构加固与修复

古

建

修

复

议

案

编制人：

谢工

审核人：

审批人：

编制单位：

编制时间：

2013年7月10日

古城墙加固与修复

一、工程概况：

该古城墙的城门，坐南朝北，建于明代末期，砖、石和土混合结构，建设单位后在该城漫上新建尊经阁。

拱劵门洞下端城砖磨损严重，地面后加混凝土现为混凝土地面，城墙东面墙脚有部分基础塌方，城墙南面有多处出现裂缝及大面积鼓闪，城墙西北两侧有塌方毁坏严重，再加上风吹日晒，土墙表面植物滋生。

城垛已毁，城墙上部城砖丢失较多。

由于年久失修再加上历史年代较长，拱劵及门洞口墙体均有破损现象，局部破损已经后期修补，但修补处也完全破坏了原有城门外部原貌。

城漫地面多处夯土外露凹凸不平到处积水排水系统失效。

所以古城墙的强度和稳定性均受到很大的削弱。

图1城墙平面布置图

1、工程名称：

崖城历史文化名镇崖州古城城墙修缮（一期）

（未含尊经阁部分）

2、工程地址：

3、加固范围：

地基基础加固、墙体加固（排水改善）。

4、加固设计单位：

5、加固目的：

应国家相关文物保护文件及法规，依照规定要对该项目进行修缮及改建。

根据建设单位提供设计图纸及相关设计文件（含现场照片），显示该古城墙存在一定安全隐患。

为了有效的保存古城墙历史文物价值，设计单位要求我施工单位提供修复古城墙加固方案对其原有古建筑（文名门）加固来满足现时各方面的需要，来提高原旧古城墙内外结构的抗震性（自然灾害）、耐久性和整体性。

二、编制依据及应用规范标准

（1）、编制依据

（1.1）、由业原设计图纸及相关设计文件。

（1.2）、参照《砌体结构设计规范》GB5003-2001。

（1.3）、本改造工程的现场施工条件（鉴定报告）。

（1.4）、本公司技术和施工的综合管理能力和投入本工程的资源情况。

三.城墙安全评估

1.现场分析主要情况

该城漫尊经阁后期搭建，施工对城漫表面造成了一定程度的破坏。

根据现场勘查分析揭示情况，城漫渗水严重，严重影响城墙临空面的侧向稳定性。

城墙西边墙体底部局部区域砖受压断裂，并形成通缝，墙体被裂缝分割成独立砖柱体，严重影响侧墙的承载能力，已不适于继续承载。

局部墙体裂损或砌块缺失，城墙损伤处局部有经过后期重砌或抹灰处理，后期重砌砌块材料与原城砖存在显著差别。

图-2现状照片（西北角）

图-3现状照片（西南面）

（2）城墙表面植物大量生长，植物根系深入城墙，致使外包砖墙灰缝涨裂，砂浆丧失强度、局部砖移位，造成外包砖墙整体性下降。

清除表面植物后发现外包砖墙体局部有通缝等裂损现象，砖表面存在

明显风化病害。

图-4现状照片（西北面）

图-5现状照片（南面）

（3）城门砖拱劵由两部分组成，两部分砖拱劵厚度不同，砖拱劵局部存在裂缝或砖块缺失现象。

图-6城门砖拱劵现状照片

图-6-1城门砖拱劵现状照片

（4）现场查勘揭示四周顶部立面砖墙的砖规格尺寸与下部位存在显著区别，可能为后期修葺时补砌的墙体。

该补砌墙体用材不一，未采取可靠的构造拉结措施形成整体，原城墙存在缺失砖块现象。

图-7现状照片（南面）

2安全评估结论

通过现场勘查、分析，可以得出如下几点结论：

（1）城墙局部墙体裂损或砌块缺失，年久失修，城墙表面墙体植物滋生严重，砖墙表面大面积风化。

图-8现状照片（南面）

（2）城门拱劵及洞口侧墙裂损严重，拱劵及侧墙均出现不适于继续承载的裂缝，劵洞两侧沿垂直于拱轴方向出现贯穿裂缝，严重影响城门拱劵临空面的侧向稳定性。

图-9现状照片

（3）通过现场分析，城墙、城门拱劵及侧墙承载能力可以满足要求，但局部出现应力集中或出现不利的拉应力，应及时采取必要措施进行加固修复，以保持整体结构的稳定性和完整性。

（4）通过城墙横断面应力分析可知，外包砖存在鼓闪的趋势，同时边坡稳定性差，因此必须采用必要的措施防止外包砖鼓闪及边坡失稳。

图-10现状照片（南面）

四．加固设计

根据现场条件分析可知，该古城墙的鼓闪、裂缝等现状主要是由以下几点原因引起的：

一是基础土质松软，基础狭窄、受压下陷；二是砖墙体顶部渗水下灌，导致墙内筑土含水率增大，降低土的粘聚力，造成城墙土体不稳定；三是墙体单薄，砖土摆砌衔接不紧，局部存在空隙、不结实现象；四是树根钻入墙内，使砖体错位、鼓闪、裂缝、脱落；五是年久失修，及人为的因素的影响，使城墙的原貌遭到严重破坏；六后期城漫回填杂土松散遇水流失大。

针对这些病害，采取如下措施进行加固修复处理：

（1）地基基础

根据城墙地基基础现状，对于东、西、北立面需要重砌砖墙部分，采用以下两种方法进行加固处理：

一是清理原城墙自然基础，探明土质情况，较好者采用原土打夯，以增强地基密实度；二是在地基现状不好的情况下，计算墙体荷载，设计灰土基础。

图-7现状照片（西北）

2.墙体（外包砖）部分

2.1.为防止雨水下灌古城墙基础，于城墙外包砖墙脚处设置排水沟槽或者增设防水层进行防水，避免雨水下灌入基础引起破坏；城墙顶部重新铺砌，并设置防水层，以防止雨水渗入城墙内部侵蚀墙体。

图-11现状照片（南面）

2.2.根据现场勘查可知，城墙外包砖部分自地面至离地面高度0.6m处均经过后期重新勾缝处理，为防止雨水对城墙的侵蚀，对整个外包砖墙面均剔除原砂浆面，采用白灰砂浆重新勾缝处理。

图-12现状照片（东面）

2.3.局部需要重新砌筑的外包砖墙体与旧墙交接处采用搭砌法，即把需要重砌的墙体两侧旧有墙体拆成台阶形，用规格一致的城砖一层层搭砌，保持新老墙面灰缝一致，浑然一体，砌筑所用的城砖应按原城砖尺寸原地收购原旧城砖。

2.4.局部风化严重的墙面、剥脱的残砖、虚洞等修复，首先剔挖墙面上的残砖、清理虚洞、裂缝立面的杂草、泥土；然后选用与墙体颜色相同的新砖，根据砖孔的大小进行整理，在洞内填入灰砂浆，把整理好的砖块塞进去，规格吻合，调制与墙面灰缝一致的白灰浆勾缝，这样逐块修补。

需修补的城砖暂按原城砖数量的15%考虑（面积过大应要考虑重砌）。

2.5.外包砖部分、城墙及拱劵裂缝修补：

，外表面根据外观要求采用白灰砂浆勾缝，勾缝最好采用凹型缝。

，因此只要灌浆方法和措施得当，经水泥聚合浆液灌浆修补的砌体强度都能满足要求。

图-13现状照片（西面）

压力灌浆修补是一种用压力设备把水泥聚合浆液压入砌体的裂缝和空隙内，使裂缝和空隙粘合起来的修补方法。

由于水泥聚合浆液的强度一般大于砌筑的砂浆强度，因此用灌浆修补的砌体承载力可以大幅提高，可较好地恢复砌体结构的整体性。

水泥聚合灌浆液是最常用的砌体灌浆液，是在纯水泥浆中掺入定量的胶质悬浮剂，达到提高浆液的粘结能力，改善浆液的可灌性，增强砌体强度的作用。

胶质悬浮剂种类很多，常用的如：

108胶（聚乙烯醇）、聚醋酸乙烯乳液（简称乳胶）及水玻璃（硅酸钠）等。

本工程采用108胶水泥聚合浆液，其配比如下表所示：

表1108胶水泥聚合浆配合比

浆别

水泥

2%聚乙烯醇溶液

砂

可灌裂缝宽度（mm）

浆液

1

0.7

—

0.2~1

砂浆

1

1.2

1

＞5

压力灌浆补缝法的工艺流程为：

裂缝表面处理——埋设灌浆嘴（管）——封缝——密封检查——配置浆液——压力灌浆——封口——检查。

具体施工说明详《砖混结构加固与修复》（03SG611）。

2.6水泥聚合浆液灌浆+加筋锚固（10mm<裂缝宽度<30mm）：

每隔3皮砖剔凿一道长lm（裂缝两侧各0．5m），深50mm的水平砖缝，埋入细钢筋一根，端部弯直钩并嵌入砖墙竖缝，进行水泥聚合浆液灌浆，然后用强度等级较高的灰浆嵌填严实。

2.7用挖镶法和插筋法沿裂缝周围局部进行拆砌补强（裂缝宽度>30mm），配置钢筋，并采用整理好的砖块塞缝后灌浆修复裂缝。

采用此法时，要求在安全支护的条件下进行。

2.8为防止古城墙的鼓闪、劵洞处拱劵外闪，可采取锚固法进行加固。

该法可结合城墙顶面重新砌筑层进行加固，重砌前沿城墙走向每1.5m埋设直径20mmFRP筋，两端加垫圈与外包砖部分锚固旋紧，以防止外部砖部分或劵洞拱劵外闪。

局部采用直接打入锚杆的方法进行加固处理。

3.钢筋网砂浆面层加固塌方位置土墙体

3.1钢筋网砂浆面层加固，是在面层砂浆中配设一道钢筋网或钢板网或焊接钢丝网，达到提高土墙体承载力和变形性能（延性）的一种加固方法。

优点是出平面抗弯强度有较大幅度提高，平面内抗剪力强度和延性提高较多，土墙体抗裂性有较大幅度改善，优其是钢板和焊接钢丝网，适用于静力加固和中高烈度的抗震加固。

3.2设计构造

，宜采用水泥砂浆，厚度35-40MM。

，规格宜为Φ4@（120～120）*（120～150），亦可采用Φ6@（200～300）*（200～300）.钢板网规格为GW0.8*15*40～GW1.0*15*40.焊接钢丝网一般采用镀锌电镀焊网，规格DHW1.8*50.8*50.8～DHW2.5*50.8*50.8，其质量必须符合相应产品标准。

，单面加固时采用L型Φ6构造锚固定钢筋以凿洞填M10水泥砂浆锚固，孔洞尺寸为60MM*60MM，深120MM-1800MM，构造锚固钢筋间距为600MM，呈梅花状交错排列。

，埋深≥500MM，地下部分厚度扩大为150MM～200MM。

3.施工要点

3.1钢筋网、钢板网及焊接钢丝网在墙面的固定应平整牢固，与墙面净距宜≥5MM,网外表保护层厚度应≥10MM。

3.2墙体钢筋插入孔洞后，应采用水泥砂浆填实；当孔较大时，应采用细石混凝土填实。

3.3其他要求与砂浆面层加固相同。

图-14现状照片（西北面）

图-15我司在其他项目中用应用上述的加固方案施工照片

4.城墙内夯土填土部分加固

鉴于城墙顶部遭受严重的人为破坏，后期改造的填土松散，边坡稳定性极差，拟挖除顶部混凝土板及后期填土至原筑土面后重新夯筑掺石灰的填土。

对原城墙内筑土采用石灰浆液进行压力渗透加固处理，石灰浆液压力灌浆加固后能提高原土体的物理力学性能。

施工前应在现场取土进行石灰浆液灌浆试验，加固土体抗压强度试验及抗剪强度试验，以确定最优石灰浆液浓度、压力渗透半径及注浆压力等参数，以便进行进一步设计。

四．城漫防水排

对城墙顶部遭受破坏部分应清理上部杂物和虚土，再进行填土打夯回填，在做上部墁铺层之前应做防水层，并组织做好排水沟槽，以防止雨水浸入城墙内部填土部分，引起破坏。

7.结语

古城墙结构体系具有其自身的特殊性，到目前为止，没有规范或规程对其安全性能评估或加固设计做出相关规定，因此工程人员对于它的安全评估及加固修复设计变得无章可循。

本文综合现场勘察、现场探明了该古城墙的病害及原因，进而加固设计议案才能有有针对性的采取有效措施对于薄弱环节予以补强，通过工程实践证明，该工程加固效果良好。

编制单位：

海南省三亚市崖城历史文化名镇崖

州古城城墙修缮（一期）项目部编

二0一三年七月十日

注：

1.本议案不能作为最终施工方案只能作为加固参考文本，定案要等该古建筑的鉴定报告完成提供所有有效数据经现场三方论证后方能定案；

2.本议案现时提供所有数据都是参考数据（按以往施工经验评估）有效数据取值要做鉴定后方能提供确认；

3.本议案最终解释权归广州白云文物保护有限公司海南省三亚市崖城历史文化名镇崖

州古城城墙修缮（一期）项目部所有。