體內(nèi)隱形修復(fù)，顧名思義，是在建筑構(gòu)件體內(nèi)實(shí)施，且構(gòu)件表面不受改變的修復(fù)方法。其修復(fù)的目的，是在保護(hù)建筑原立面風(fēng)貌的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)原構(gòu)件的承載能力，提升建筑物的使用荷載、提高建筑物的抗震等級(jí)以及延續(xù)原建筑的使用壽命。

修復(fù)加固技術(shù)的載體：錨桿

錨桿，常用于礦山巷道的支護(hù)，工程技術(shù)中也會(huì)用于隧道、壩體的加固。此類(lèi)錨栓一端與工程構(gòu)筑物連接，另一端深入地層，利用與土層的粘結(jié)摩擦作用，增加錨固體的承壓能力，防止錨固體滑動(dòng)、坍塌，起到加固作用。

修復(fù)加固方法

1、落架大修，整體拆除，對(duì)破損構(gòu)件進(jìn)行置換。

2、增大截面法;置換混凝土法;粘貼鋼板(外粘型鋼)法;粘貼纖維復(fù)合材料法;體外預(yù)應(yīng)力法;增設(shè)支點(diǎn)法等。

以上這兩大類(lèi)修復(fù)加固方法均需要對(duì)原建筑外立面進(jìn)行改變，我們可以統(tǒng)稱(chēng)為建筑體表修復(fù)加固技術(shù)。

技術(shù)應(yīng)用原理

體內(nèi)隱形修復(fù)錨桿加固技術(shù)，是將錨桿植入到原建筑磚石構(gòu)件體內(nèi)，改變?cè)u石結(jié)構(gòu)的受力形式，不破壞或改變?cè)ㄖ⒚?，同時(shí)增強(qiáng)了原構(gòu)件的整體承載能力和抗震能力。

體內(nèi)隱形修復(fù)錨桿加固技術(shù)為保護(hù)原建筑外觀、延續(xù)建筑物壽命提供了切實(shí)可行的實(shí)施辦法，對(duì)有著嚴(yán)格要求保護(hù)外觀歷史風(fēng)貌的文物古跡尤為適合。

錨桿修補(bǔ)墻體斷裂處示意

使用材料

1、水泥灌漿料

原材料產(chǎn)自德國(guó)，含有經(jīng)過(guò)篩選的級(jí)配骨料和其它成分混合的水泥材料，在與水混合后形成泵送漿液，可以自由流動(dòng)，能有效的穿透襯套，使?jié){液與原磚石材料緊密結(jié)合，在混合材料中添加有反收縮添加劑，使得該材料具有強(qiáng)度高、不收縮的特點(diǎn)。

水泥灌漿料凝固、硬化后，在錨桿系統(tǒng)中起到了化學(xué)粘結(jié)和機(jī)械錨固的雙重受力效果，大大提升了桿件在原磚石構(gòu)件里的受力性能，提高了原建筑構(gòu)件整體的抗拉、抗剪強(qiáng)度。

2、襯套

襯套是由一種特殊的聚酯纖維編制而成的柔性管狀材料，擁有良好的膨脹性能，適用于各種鉆孔直徑和孔底深度。襯套的網(wǎng)狀設(shè)計(jì)可以將水泥灌漿料中粗骨料很好的包裹，同時(shí)允許飽含水泥的漿液充分穿過(guò)網(wǎng)眼，填滿(mǎn)孔洞，與磚石有效粘結(jié)，提升了原磚石結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。

襯套的直徑從20mm到300mm，可以滿(mǎn)足不同設(shè)計(jì)的需求。

3、 金屬桿件

錨桿系統(tǒng)的抗剪能力大小取決于使用的金屬桿件材料。金屬桿件材料可選擇不銹鋼或碳素鋼材質(zhì)，其形狀可以是獨(dú)立的桿件或鋼筋籠。如錨桿是圓形的，一定要選擇使用螺紋鋼或全牙螺桿。如果是方形截面材料，需要在錨桿的兩端各焊接一塊與鉆孔孔洞同樣大小的鋼板，以保證受力均勻。

實(shí)施步驟及安裝方式

1、對(duì)原建筑進(jìn)行測(cè)繪、原構(gòu)件強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè);

2、通過(guò)軟件進(jìn)行分析、計(jì)算，擬定修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方案，確定需要采用的桿件材料、尺寸;

3、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，以及設(shè)計(jì)方案要求，擬定原建筑構(gòu)件的支撐方案，以保證工程實(shí)施過(guò)程中不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)坍塌;

4、根據(jù)設(shè)計(jì)方案要求，明確鉆孔施工位置，采用無(wú)水干鉆、無(wú)錘擊應(yīng)力的空心鉆孔;

5、將錨桿和襯套、排氣導(dǎo)管、光纖監(jiān)測(cè)傳感器(根據(jù)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)需要)一并放入孔內(nèi);

6、將水泥灌漿料用水?dāng)嚢杈鶆?，用壓力泵注入襯套內(nèi)，直至漿液滿(mǎn)溢出洞口。

7、待漿液完全凝固后，拆除支護(hù)，實(shí)施完成。

應(yīng)用范圍

體內(nèi)隱形修復(fù)錨桿加固技術(shù)的運(yùn)用范圍相當(dāng)廣泛，可以運(yùn)用在磚石結(jié)構(gòu)建筑(包括空心斗墻結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu))、近現(xiàn)代磚混建筑、磚石橋梁、磚石城墻、磚石古塔、石像、石碑、護(hù)坡?lián)鯄Α?/p>

應(yīng)用實(shí)例

磚木結(jié)構(gòu)修復(fù)

實(shí)例：中國(guó)臺(tái)灣旱溪樂(lè)成宮(媽祖廟)——1999年震后修復(fù)

A、震后災(zāi)害說(shuō)明

(1)承重山墻的破壞模式

承重山墻的水平側(cè)向應(yīng)力破壞模式。山墻頂端與桁檁的結(jié)合點(diǎn)附近有裂紋產(chǎn)生。究其主因，主要是桁檁受到屋頂?shù)暮芍兀?dāng)?shù)卣饋?lái)臨時(shí)震波會(huì)造成桁檁與山墻同時(shí)發(fā)生位移;但是山墻與擺動(dòng)的幅度、頻率與桁檁、山墻皆不同，在此情況下桁檁與山墻的結(jié)合點(diǎn)便容易造成脫榫，進(jìn)而造成應(yīng)力集中現(xiàn)象，產(chǎn)生裂紋。

不同結(jié)構(gòu)體的分裂、破壞模式。不同的結(jié)構(gòu)體同時(shí)受到地震波，由于搖擺幅度不同，因此構(gòu)造上容易產(chǎn)生破壞。這些現(xiàn)象在山川殿與兩廊、正殿與拜殿、護(hù)龍與過(guò)廊之間特別明顯。

水平力造成角隅開(kāi)裂現(xiàn)象。地震所帶來(lái)的水平力直接落在山墻，山墻會(huì)有左右搖晃的狀況發(fā)生。但是山墻的構(gòu)造為紅磚疊砌，結(jié)構(gòu)本身并無(wú)抗拉能力;因此結(jié)構(gòu)體在搖晃時(shí)，灰漿的黏著力極易被破壞，角隅便會(huì)發(fā)生開(kāi)裂，此現(xiàn)象特別嚴(yán)重。

(2)木構(gòu)架位移現(xiàn)象

柱體側(cè)向移動(dòng)。樂(lè)成宮內(nèi)產(chǎn)生移動(dòng)的柱體，以木柱與石柱不同材質(zhì)結(jié)合為主。由于為不同材質(zhì)的組合形式，大多采用公母榫頭接合或平置無(wú)榫頭的模式組合;這樣的組合方式，在遭遇較大的側(cè)向力時(shí)，容易造成位移發(fā)生，進(jìn)而會(huì)促使柱身傾斜以及整體構(gòu)架歪斜。

次間位置木構(gòu)架與山墻接合部位。當(dāng)柱體位移、柱身傾斜、整體構(gòu)架歪斜時(shí)，木構(gòu)架便容易與山墻產(chǎn)生脫離于位移。此現(xiàn)象為地震力對(duì)于傳統(tǒng)建筑造成破壞的常見(jiàn)現(xiàn)象，也為主要的因素;然而，這些狀況卻是造成頂部屋面塌陷的主因。

B、修復(fù)辦法

桁檁與山墻接頭部位：34 處。磚構(gòu)造水平部分243m，磚構(gòu)造垂直部分543m，總計(jì)：786m。

紅色為植入錨桿位置

磚石拱橋修復(fù)

實(shí)例：Pont telpyn橋——洪水后修復(fù)

A、災(zāi)害說(shuō)明

(1)橋墩與基礎(chǔ)接觸部位因洪水沖拭，導(dǎo)致土體流失，橋面產(chǎn)生塌陷。

(2)因水流水平推力影響，且橋墩處土體流失引起橋面應(yīng)力破壞，導(dǎo)致橋面中間部位產(chǎn)生貫穿裂縫。

B、修復(fù)辦法

(1) 穩(wěn)固土體，在橋墩和土體連接部位橫向植入錨桿;

(2) 為增強(qiáng)橋面水平方向承載，沿橋面傾斜向下植入錨桿;

(3)為增強(qiáng)拱面方向承載，在拱橋內(nèi)向上植入錨桿。

通過(guò)英國(guó)交通檢測(cè)部門(mén)所做的TRL試驗(yàn)，體內(nèi)隱形修復(fù)錨桿加固技術(shù)在磚石拱橋上的運(yùn)用，可有效的將原橋面承載20噸提升至45噸。

拱形模型的負(fù)荷和唯一比較顯示出強(qiáng)度得到明顯提升

磚石城墻修復(fù)

實(shí)例：英國(guó)切斯特城墻——修繕保護(hù)

A、修繕說(shuō)明：對(duì)墻體進(jìn)行穩(wěn)固處理

B、修復(fù)辦法：對(duì)墻體磚石進(jìn)行水平和垂直方向貫穿式植入錨桿

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1、不同的項(xiàng)目定制設(shè)計(jì)，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，具體分析，確定實(shí)施加固方案;

2、快速施工，且施工后不可見(jiàn)，適合文物古跡立面保護(hù)要求;

3、無(wú)水、無(wú)錘擊應(yīng)力鉆孔，不會(huì)對(duì)強(qiáng)度已經(jīng)較弱的基材帶來(lái)二次損毀;

4、使用壽命持久，具有防火能力;

5、具備水泥漿的特性，和原磚石構(gòu)件粘接緊密;

6、磚石基材強(qiáng)度較弱時(shí)，仍可以較好的固定，提高了基材的整體強(qiáng)度;

7、水泥漿體流淌速度和攔截可以控制，保證實(shí)施的有效性;

8、適用性廣，對(duì)建筑和橋梁、城墻、石塔、石像、擋墻護(hù)坡均可有效使用;

9、高精度品質(zhì)監(jiān)控。在整個(gè)補(bǔ)強(qiáng)實(shí)施過(guò)程中，以及項(xiàng)目完成交付后，均可通過(guò)探測(cè)儀器和內(nèi)置光纖傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其安全性和有效性;

10、已被世界遺產(chǎn)組織官方認(rèn)可，能有效的進(jìn)行結(jié)構(gòu)修補(bǔ)。

體內(nèi)隱形修復(fù)錨桿加固技術(shù)，是針對(duì)文物古跡保護(hù)、修復(fù)所研發(fā)的防震補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)?？捎行У膶⒔ㄖ?gòu)件內(nèi)部已遭破壞的結(jié)構(gòu)受力體系重新調(diào)整，以此提升原構(gòu)件的承載、抗震能力。該技術(shù)所采用的錨桿材料完全隱藏于建筑構(gòu)件體內(nèi)部，是一種對(duì)于建筑物外觀完全無(wú)需顧慮的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)工法。完全適用于我國(guó)磚石結(jié)構(gòu)文物古跡的修復(fù)、保護(hù)領(lǐng)域，如古建筑(包括民國(guó)建筑)、古塔、古石拱橋梁等，相比現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)所使用的結(jié)構(gòu)體表修復(fù)保護(hù)技術(shù)，體內(nèi)隱形修復(fù)錨桿加固技術(shù)真正達(dá)到了梁思成先生所說(shuō)“修舊如舊”保護(hù)中華文化遺產(chǎn)的理念。

(文稿支持 / 江蘇筑镹營(yíng)造科技有限公司 汪方勇)

(文章來(lái)源/ 《中國(guó)民族建筑》 中國(guó)民族建筑研究會(huì))