DB11∕T 1955-2022 古建筑維護與加固技術規范 石結構_第1頁
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文檔簡介

1、ICS 91.080CCS P 20DB11北京市地方標準DB11/T 19552022古建筑維護與加固技術規范 石結構Technical code for maintenance and strengthening of ancient buildings stone structures2022 - 03 - 24 發布2022 - 07 - 01 實施北京市市場監督管理局發 布DB11/T 19552022DB11/T 19552022III目次前言II范圍1規范性引用文件1術語和定義1基本要求2程序3勘查3安全評估5維護6加固710驗收11附錄 A(資料性)石結構材質鑒定和性能測試12

2、附錄 B(資料性)古建筑石結構維護方法15附錄 C(資料性)石構件受彎加固法17參考文獻19前言本文件按照GB/T 1.1的規則起草。本文件由北京市文物局提出并歸口。本文件由北京市文物局組織實施。本文件起草單位:北京市文化遺產研究院、建研科技股份有限公司、中冶建筑研究總院有限公司、中國地質大學(北京)、北京市文物古建工程公司、北京市文物建筑保護設計所、北京市北海公園管理處。本文件主要起草人:姜玲、張濤、徐福泉、張文革、張中儉、張興、居敬澤、孫淼、王嵩、張曉波、吳婧姝、王丹藝、胡睿、付永峰、杜德杰、夏艷臣、岳明、李博。DB11/T 19552022DB11/T 19552022 PAGE 21

3、PAGE 22古建筑維護與加固技術規范 石結構范圍本文件規定了古建筑石結構的勘查、安全評估、維護、加固、驗收。本文件適用于下列古建筑的石結構維護與加固:核定公布為文物保護單位的古建筑;尚未核定公布為文物保護單位,但被登記為不可移動文物的古建筑。其他具有保護價值的建筑可參照使用。規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件, 僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T 39056古建筑磚石結構維修與加固技術規范GB50003砌體結構設計規范GB50009建筑結構荷載規范GB503

4、67混凝土結構加固設計規范GB50702砌體結構加固設計規范JGJ 123既有建筑地基基礎加固技術規范JTG/T J22公路橋梁加固設計規范WW/T 0007石質文物保護修復方案編寫規范WW/T 0028砂巖質文物防風化材料保護效果評估方法DB11/T 1190.2古建筑結構安全性鑒定技術規范 第2部分:石質構件DB11/T 1828文物保護工程資料管理規程術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1勘查 reconnaissance and survey對場地地質、巖土、環境、結構體系、保護現狀和主要病害等進行調查、分析與評價,編制成果文件,為后期保護工程的設計與實施提供資料的活動。來源:G

5、B/T 39056-2020,3.1.83.2病害 disease在長期使用、保存過程中,古建筑石結構在材料、結構構造、外貌形態上發生的一系列引起古建筑石結構損壞的現象。3.3損傷 damage由于荷載作用、環境侵蝕、自然災害和人為因素等對結構構件造成非正常的位移、變形、開裂及材料的破損和劣化等損害。來源:GB/T39056-2020,3.1.103.4風化 weathering由于物理、化學、生物等因素,導致的古建筑石結構表面破壞現象。3.5非結構病害 unstructured disease通過維護手段可處理,對安全穩定性不產生影響的石結構損壞現象。3.6結構病害 structural d

6、isease必須通過加固手段進行處理,對安全穩定性產生影響的石結構損壞現象。基本要求古建筑中石結構的維護與加固應堅持不改變原狀、最低限度干預、保護文化傳統、使用恰當的保護技術的原則。古建筑中石結構的維護與加固應在古建筑殘損現狀勘查的基礎上,對結構病害進行安全性評估, 研究分析病害發生的原因和機理,根據勘查及評估結果進行維護或加固;對非結構病害可根據病害類別進行維護。勘查宜采用無損或微損探測、原位測試與取樣試驗相結合的綜合勘探方式進行。勘查應在初步分析造成文物病害主因的基礎上進行,病害主因與地基、基礎(含臺基)無關時, 可只進行主體結構勘查;病害主因與地基、基礎有關聯時,應同時進行地基與基礎勘查

7、和主體結構勘查。維護與加固施工期間若發現與之前勘查結果不一致時,應進行有針對性的補充勘查。石結構的維護與加固應綜合考慮其文物價值及文物結構的安全性,并應符合下列規定:替換下的原構件應保留;發現隱蔽部位的構造有嚴重缺陷,或所處的環境條件存在有害因素時,應采取措施消除隱患;通過加固可繼續使用的構件應保留;新增加固部分,應易于拆除且不損傷古建筑原有部分;更換的構件需注明更換日期,標注位置不應影響外觀;應使用原材料及原工藝,當采用新材料和新工藝時,應做相關試驗,根據試驗結果,選擇適宜的方法。技術資料應真實反映維護與加固過程,存檔備查。程序維護與加固應按照下列程序進行:調查研究,確定歷史年代和風格特點,

8、收集整理歷年維修資料;勘查;評估;制定維護、加固設計方案;維護、加固施工;驗收,資料歸檔。勘查收集資料勘查時應獲取歷史、環境、工程與水文地質、地基與基礎、主體結構、保護現狀等基礎資料及其他有害影響因素資料。勘查資料收集宜包括下列內容:歷史文獻、考古成果、歷史保護等資料;區域氣象、空氣質量、水文、地質、地震資料;周邊現代工程建設資料;法式勘查。場地、地基基礎及結構場地、地基基礎勘查應包括下列內容:場地穩定性狀況,包括巖溶、土洞、滑坡、泥石流、崩塌、大的沉降、地下洞室、斷層、地震效應等;場地地質條件,包括巖土性質、地層劃分、巖土物理力學性質等;地下水對基礎的影響;地基承載力及地基穩定性;由于基礎不

9、均勻沉降而產生的主體結構的傾斜變形、裂縫破壞等現象。結構勘查應包括下列內容:沉降情況;傾斜情況;結構布置、構造等。石砌體含石墻勘查應包括下列內容:砌體軸線位移變化;基礎和砌體頂面標高變化;砌體厚度變化;砌體墻面垂直度變化;砌體墻面平整度變化;砌體水平灰縫平直度變化;內外搭砌、上下錯縫情況;拉結石、丁砌石設置方式;砌體灰縫密實情況;灰漿的品種;裂縫、空鼓、坍塌、殘缺情況;頂部滲水情況。石橋、石拱券勘查應包括下列內容:梁式橋上部承重構件控制截面的開裂情況;梁式橋組合結構上部承重構件結合面的開裂情況;梁式橋上部承重構件穩定性情況;主體結構梁板完好情況;結構永久變形情況;拱式橋拱腳變形情況;拱圈變形情

10、況;拱橋拱圈的砌體完好情況;腹拱、側墻、立墻或立柱的受力情況;橋墩的穩定性。石牌坊現場勘查應包括下列內容:整體變位及支承狀態;傾斜、位移及扭轉情況;構件斷裂、風化情況;構造與連接情況等。病害非結構病害表面風化病害勘查應包括下列內容:酸堿與泛鹽情況;層片狀剝落情況;表面溶蝕情況;粉化情況;風化裂隙情況。生物病害勘查應包括下列內容:植物病害情況;動物病害情況;微生物病害情況。表面污染病害勘查應包括下列內容:積塵情況;水銹結殼情況;人為污染情況。構件缺失勘查應包括下列內容:構件整體缺失情況;構件局部缺失情況;石砌體局部塊體缺失情況。結構病害構件級別的病害勘查應包括下列內容:斷裂情況;機械裂隙病害情況

11、;原生裂隙病害情況;人為破壞情況。結構級別的病害勘查應包括下列內容:歪閃傾斜情況;鼓脹、內陷情況;沉降情況;水平位移情況;坍塌情況。材質與性能石結構應進行石材種類鑒別,可進行巖石學名稱鑒定、物理性能測試、力學性能測試和評價、風化程度和風化深度的判定。石結構材質鑒定和性能測試參見附錄 A。歷代維護與加固措施及效果古建筑的歷代維護與加固應查清以下內容:結構形式、使用功能、受力狀態等變化情況;出現新的變形、位移、裂縫等;存在因維護與加固不當而造成的不良影響;歷代維護加固措施有效性。安全評估古建筑石結構的安全性評估應按 GB/T 39056 相關條款執行。安全性評估分為兩級評估。第一級評估應以外觀損傷

12、等宏觀控制和構造鑒定為主進行綜合評定,第二級評估應以承載能力驗算為主進行綜合評定。古建筑石結構的第一級安全性評估各層次分級標準及處理建議應符合表 1 的規定。表1第一級評估各層次分級標準層次鑒定對象等級分級標準處理建議一單個構件a1符合 a1 級的要求,具有足夠的承載能力,安全不需要進行處理b1不符合 a1 級的要求,有缺陷需要進行處理cl不符合 al 級的要求,存在安全隱患,危險需要采取應急措施二分部結構Al符合 A1 級的要求,具有足夠的承載能力,安全不需要進行處理表 1第一級評估各層次分級標準(續)層次鑒定對象等級分級標準處理建議二分部構件B1不符合 A1 級的要求,有缺陷需要進行處理C

13、1不符合 A1 級的要求,存在安全隱患,危險需要采取應急措施三整體結構符合級的要求,具有足夠的承載能力,安全不需要進行處理不符合級的要求,有缺陷需要進行處理,并需要進行第二級評估不符合級的要求,存在安全隱患,危險需采取應急措施,并需要進行第二級評估古建筑石結構的第二級安全性評估各層次分級標準及處理建議應符合表 2 的規定。表2第二級評估各層次分級標準層次鑒定對象等級分級標準處理建議一單個構件a符合 a 級的要求,具有足夠的承載能力不需要進行處理b不符合 a 級的要求,尚不顯著影響承載能力可不進行處理c不符合 a 級的要求,顯著影響承載能力應進行處理d極不符合 a 級的要求,已嚴重影響承載能力應

14、立即進行處理二分部結構A符合 A 級的要求,具有足夠的承載能力不符合要求的次要構件宜進行適當處理B不符合 A 級的要求,尚不顯著影響承載能力不符合要求的構件應進行處理C不符合 A 級的要求,顯著影響承載能力應進行處理,且不符合要求的構件應立進行處理D極不符合 A 級的要求,已嚴重影響承載能力應立即進行處三整體結構一符合一級的要求,具有足夠的承載能力不符合要求的次要構件宜進行適當處理二不符合一級的要求,尚不顯著影響整體承載不符合要求的構件應進行處理三不符合一級的要求,顯著影響整體承載應進行處理,且不符合要求的構件應立即進行處理四不符合一級的要求,已嚴重影響整體承載應立即進行處理維護石結構歸安石結

15、構歸安應符合下列規定:石結構拆除前應記錄構件規格尺寸、材質類型、灰漿種類、砌筑方式、損壞程度等信息,做好影像及文字記錄,構件拆卸前應做好編號;石結構拆卸前應做好周邊其它結構的加固支頂,不可因拆卸對其它石結構的穩定性造成干擾,必要時需先拆除上部關聯構件,降低荷載后再拆除需修復的石結構石結構歸安應滿足原材料、原結構、原形制、原工藝、原位置的要求。石結構清洗石結構清洗應符合下列規定:有效清除文物表面污染物和文物材質孔隙中的深層污染物;不傷害文物本體,施工速度可以控制,并根據施工情況進行調節,可隨時開展和終止;清洗結束后,不在文物上留下有害物質,不引起二次污染。石結構表面處理石構件表面處理應符合下列規

16、定:表面滲透加固,應依據 WW/T 0007 和 WW/T 0028 中的相關規定,對主要的材料、方法、工具等進行研究。并掌握加固過程的養護條件、完善加固效果的評估方法,論證表面滲透加固對石結構文物顏色及加固材料老化后的影響。表面封護處理,應研究擬使用的材料成分及透光性、耐酸性、毒性等性能指標,確定封護處理的工藝、濃度配方、施涂工具與方法、成膜養護條件等,并進行封護效果評估。生物病害去除生物病害去除應符合下列規定:優先考慮物理方法,再考慮化學方法;材料無毒或者低毒;材料低殘留;材料不應污染石材表面。石構件補配對于石結構中缺失的石構件,當影響結構安全時,應采取補配的措施。補配前應明確缺失石構件在

17、建筑物的位置、作用、石材種類、表面做法及安裝要求等信息,材質、色度、規格等應與原材料保持一致。對于石結構中存在不影響其結構安全的局部破損、殘缺、開裂等現象時,可對其采取修補措施。石結構修補石結構修補應符合下列規定:根據石結構表面破損的程度分別采取相同材質的石粉粘接和石材粘接修補等方法。當石結構中非承重構件出現裂隙時可采取裂隙注漿和增設鐵鋦、銀錠隼等方法。石構件更換當受力石構件出現影響結構安全的破損、裂隙、斷裂或風化病害時,可對該構件進行更換。石構件更換應符合下列規定:構件拆卸前應對石構件的尺寸、所在建筑物的位置、石材種類、表面做法及安裝要求等信息進行詳細記錄。石構件拆卸前應對周邊石結構進行支頂

18、加固,拆卸時不應傷及周邊石構件棱角,有多個石構件拆卸時應進行編號并記錄所在位置。石結構維護方法及要求見附錄 B加固加固原則古建筑石結構的加固設計,應采用線彈性分析方法計算結構的作用效應,并應符合 GB 50702的有關規定。驗算古建筑中石結構的承載能力時,其作用應依據建筑的現狀使用功能確定。作用的組合、作用的分項系數及組合值系數應按照 GB 50009 的規定采用。結構的重要性系數0 按下列規定確定:全國重點文物保護單位,重要性系數取 1.2;市級文物保護單位,重要性系數取 1.1;其他類,重要性系數取 1.0。石砌體強度參數(標準值與設計值)和彈性模量應依據石砌體的殘損情況實測確定。當無實測

19、條件時,砌體強度參數(標準值與設計值)和彈性模量應按照 GB 50003 的規定取值,并乘以折減系數0.9。對外觀已顯著變形或石材已明顯風化、酥堿的構件,應乘以表 3 的調整系數。表3調整系數表古建筑物修建距 1840 的時間(年)調整系數抗壓設計強度抗彎和抗剪設計強度彈性模量1000.810.770.813000.720.770.775000.680.630.68古建筑中石構件應按 DB11/T 1190.2 的有關規定驗算其承載能力,若原有構件已部分缺損或酥堿,應按剩余的截面進行驗算。古建筑石結構加固包括地基與基礎加固、主體結構加固。主體結構加固分為墻體加固、拱券結構加固、石構件加固、斷裂

20、石構件修復加固。現狀結構為危險的石結構構件,應優選支撐或局部更換等傳統加固方法;必要時也可采取體外預應力加固、角鋼-打包帶加固等措施,并對加固件進行防銹防腐處理。古建筑石結構的加固應在結構變形穩定的條件下進行。古建筑石結構的加固不應破壞建筑的法式特征,不宜改變原有結構的受力體系。古建筑石結構的加固過程中不應采取對石材有害的材料,所用材料應盡可能與原有結構材料相匹配。加固措施完成后不應有非必要的殘留物質。對因斷裂而喪失承載力的橫向受力構件可另加支撐,新增支撐應可識別;傳統方法無法解決的,也可采用植筋、粘接等措施加固,實施前,應進行現場試驗。加固部分宜與原結構采取可去除的隔離措施,以實現可逆化加固

21、。對加固過程中可能出現斷裂或坍塌的石結構,應在加固設計文件中提出相應的臨時性安全措施。地基與基礎地基與基礎依據現狀勘查及安全性評估結論確需進行加固的應當進行加固處理,古建筑無顯著的不均勻沉降、傾斜,且其使用功能無大的變更時,不應對地基與基礎有大的擾動。地基與基礎加固方法的選擇應綜合考慮當地工程地質和水文地質資料、地基受力影響深度、材料來源和施工設備等條件,并應考慮主體結構、基礎和地基的共同作用,進行多種方案的技術經濟比較, 選用地基處理或加強主體結構與地基處理相結合的方案。地基的加固方法選用見表 4,基礎的加固方法選用見表 5。表4地基加固方法加固方法適用范圍木樁法適用于軟弱地基土層的加固。石

22、灰樁法適用于處理水位以下的粘性土、粉土、松散粉細沙、淤泥、淤泥土質、雜填土或飽和黃土等地基及基礎周圍土體的加固。樹根樁法適用于淤泥、淤泥土質、粘性土、粉土、沙土、碎石土及人工填土等地基土上既有建筑的修復和增層。坑式靜壓樁法適用于淤泥、淤泥土質、粘性土、粉土和人工填土等地基加固,且地下水位較低的情況。錨桿靜壓樁法適用于淤泥、淤泥土質、粘性土、粉土和人工填土等地基加固。注漿加固法適用于沙土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。一般用于防滲堵漏、提高地基土的強度和變形模量以及控制地基沉降等。深層攪拌法適用于處理淤泥、淤泥土質、粉土和含水量較高的粘性土的地基。灰土擠密樁法適用于處理地下水位以上的失陷性黃

23、土、素填土和雜質土等地基。高壓噴射注漿法適用于淤泥、淤泥土質、粘性土、粉土、黃土、沙土、人工填土和碎石土等地基加固。表5基礎的加固方法加固方法適用范圍加大基礎底面積法適用于既有建筑的地基承載力或基礎底面積尺寸不滿足設計要求的基礎加固。基礎補強注漿加固適用于因不均勻沉降、凍漲或其他原因引起的基礎裂損的加固。地基處理方法的確定宜按下列步驟進行:根據結構類型、荷載大小及使用要求,結合地形地貌、地層結構、土質條件、地下水特征、 環境情況和對鄰近建筑的影響等因素進行綜合分析,初步選出幾種可供考慮的地基處理方案, 包括選擇兩種或多種地基處理措施組成的綜合處理方案;對初步選出的各種地基處理方案,分別從加固原

24、理、適用范圍、預期處理效果、耗用材料、施工機械、工期要求和對環境的影響等方面進行技術經濟分析和對比,選擇最佳的地基處理方法;對已選定的地基處理方法,應按建筑物地基基礎設計等級和場地復雜程度以及該種地基處理方法在本地區使用的成熟程度,在場地有代表性的區域進行相應的現場試驗或試驗性施工, 并進行必要的測試,以檢驗設計參數和處理效果。如達不到設計要求時,應查明原因,修改設計參數或調整地基處理方案。地基與基礎加固應符合 JGJ 123 的要求,并應符合下列規定:應驗算地基承載力;應計算地基變形;應驗算基礎抗彎、抗剪、抗沖切承載力;受較大水平荷載或位于斜坡上的既有建筑物地基與基礎加固,以及鄰近新建建筑、

25、深基坑開挖、新建地下工程基礎埋深大于既有建筑基礎埋深并對既有建筑產生影響時,應進行地基穩定性驗算。加固時應采取有效措施防止對古建筑及鄰近建筑產生不良影響。對處在濕陷性黃土、膨脹土、凍土等特殊土地區的古建筑,應按相應的現行有關標準執行。對于實施地基與基礎加固的古建筑,宜在施工期間設置現場監測系統,當發現異常情況時,應及時分析原因并采取有效處理措施。并應在施工完成后一定時期內進行沉降觀測,直至沉降達到穩定為止。主體結構墻體墻體加固應符合下列規定:墻體裂縫的加固應根據成因采取不同的處理方法。由地基不均勻沉降產生的斜裂縫,應在地基基礎沉降穩定或地基進行加固處理后再進行加固;地基基礎穩定后,墻體裂縫不再

26、繼續變化,可用灰漿封護,定期進行觀察。因墻體傾斜、扭轉而造成的裂縫,應在結構整體整修復位后方可進行處理。結構裂縫的修補應根據其種類、性質及出現部位進行設計,選擇適宜的修補材料、修補方法和修補時間。修補裂縫應符合下列規定:石塊材開裂修補應阻止水或其他有害物質進入裂隙;修補填充應注意材料的匹配性,修補主體材料應與修補對象材質相同或相近;修補后表面感觀應協調一致;石材間砌筑灰縫修補應采用傳統材料、傳統工藝進行,慎用現代材料。修補以勾縫、填補為主,勾補前應按實際情況對灰縫進行必要的清理。灰縫填補應充盈整個裂隙,并應采取防護措施,避免污染周圍;石結構內部有空鼓時宜優先采用傳統材料灌漿處理;傳統材料無法滿

27、足要求時,可采用壓力灌漿法;壓漿的材料宜采用無收縮灌漿料;空氣壓縮機的壓力值宜控制在 0.2MPa0.3MPa;壓漿時應嚴格控制壓力,防止損壞邊角部位和小截面的砌體,必要時,應作臨時性支護;坍塌部位應采用原石構件按原工藝進行補砌;鼓閃比較嚴重的部位,宜增加拉結措施。拱券結構當拱券結構承載力、穩定性、整體性及耐久性不滿足要求時應進行加固,加固應符合下列規定:新增加固部分應對原有本體部分盡量小的干預,并應做到可逆、可識別;拱券結構加固可根據拱券結構病害情況按 JTG/T J22 的規定選用拱下增設支承拱、拱背加大截面、調整拱上建筑恒載以及增加橫向整體性等方法;加固設計計算應按照 JTG/T J22

28、 的規定進行,并應考慮結構損傷、材料劣化、新舊材料的結合性能及材性差異等因素的影響。材料、幾何等參數應通過實測確定。因加固導致恒載增加時,應對拱座及基礎進行驗算;拱下增設支承拱加固時,新增恒載、臨時卸除荷載的恢復及使用荷載由加固后的組合截面拱承擔;拱背加大截面加固新增部分與原砌體結合面應考慮有足夠的抗剪能力。采用增大截面或在主拱券上采取增強加固措施時,應根據平截面假定計算原拱券和新增部分的應力,并應分階段計算受力;更換破損的石質構件應逐個或小批量分次進行,修補用的石材強度指標不應低于原構件,必要時應采取臨時支撐措施。構件梁板式石構件發現結構病害時應進行加固,加固應符合下列規定:文物保護等級高的

29、梁板構件宜進行可逆的預防性加固;構件加固承載力不宜考慮原石構件承載能力,加固部分承載能力應可承受結構自重及使用荷載;傳統做法不能滿足加固要求時,梁板式石構件可采用體外預應力加固、角鋼-打包帶加固等措施,具體方法參見附錄 C。斷裂石構件應進行修復,修復加固應符合下列規定:斷裂石構件的粘接修復,應使用與石材性能相匹配的膠粘劑。當石構件受力較大或石材的性能較差時,除選用低強度膠粘劑修復外,尚應借助拉結措施來固定石材。石材粘接面應清理干凈,加固劑均應滲透到石材空隙內;粘接施工時宜施加壓力,以保證界面粘接性能;拉結措施宜采用經防腐處理的鐵鋦、石榫等傳統方式,傳統方式不能滿足加固要求時,也可采用植筋加固。

30、驗收古建筑石結構維護與加固工程的驗收應符合 GB/T 39056。古建筑石結構維護與加固工程資料應符合 DB11/T 1828。附 錄 A(資料性)石結構材質鑒定和性能測試基本要求石結構材質鑒定和性能測試的基本要求:巖石學名稱的鑒定;物理性能的測試;力學性能的測試和評價;風化程度和風化深度的判定。巖石學名稱的鑒定現場描述石質材料的顏色、構造、礦物成分、顆粒大小、顆粒之間的膠結情況,并初步判斷巖石學名稱。北京地區的石質古建筑主要由大理巖、石灰巖、白云巖、花崗巖、砂巖建造的。薄片鑒定:按照WW/T 0063的規定在古建筑上采集代表性的樣品,切割并制作薄片,薄片制作方法按照SY/T 5913的相關規

31、定執行。在偏光顯微鏡下觀察薄片,并描述其結構、構造、礦物成分及含量、填隙物、孔隙特征等。薄片的鑒定方法參見SY/T 5368規范。同時進行礦物成分和化學成分的測定。根據薄片鏡下觀察結果,參考礦物成分和化學成分的測試結果結合現場判斷,鑒定樣品的巖石學名稱。礦物成分測試:采用射線衍射定量分析方法測試樣品的礦物成分及含量。取少量古建筑石材用研缽盆研磨至粒徑小于0.040mm的粉末,低溫烘干(小于60)冷卻至室溫,進行礦物成分測試。測試和鑒定方法參見SY/T 5163規范。對于砂巖、凝灰巖等含有黏土礦物較多的樣品,采用自然試片、乙二醇飽和試片和高溫試片的衍射峰面積差減法測定各黏土礦物的相對含量。黏土礦

32、物種類主要包括高嶺石、蒙皂石、伊利石、綠泥石、伊利石/蒙皂石間層礦物、綠泥石/蒙皂石間層礦物。化學成分測試:采用X射線熒光光譜法測定古建筑石材的化學成分。采用熔融法或粉末壓片法制樣并進行化學成分測定。熔融法參見GB/T 14506.28規范,粉末壓片法參見DZ/T 0279.1規范。物理性能的測試古建筑物理性質的測試項目應包括塊體密度、顆粒密度、吸水率、孔隙率等。有要求時,還可以測定其孔徑分布、吸水性能等。塊體密度宜采用水中稱量法測定,但對于遇水崩解、溶解和掉塊的樣品,應采用蠟封法測定。測定塊體密度時,所需樣品宜大于15g,不能小于5g。上述兩種測定方法參見GB/T 50266規范。顆粒密度宜

33、采用比重瓶法測定。測試時,使用容積為50ml的短頸比重瓶。所需樣品約為10克。測定方法參見GB/T 50266規范。孔徑分布可采用壓汞法測定,參見GB/T 21650.1規范。吸水性能用毛細吸水系數表征。在古建筑現場,可采用卡斯特量瓶法測定,測試和計算方法參見WW/T 0063規范;實驗室內應測定吸水率和飽和吸水率。力學性能的測試和評價石材力學性能測試石材力學性能測試項目應包括單軸抗壓強度、抗拉強度(巴西劈裂強度)、彈性模量等。應進行建造材料的采石場調查并取樣,或者利用古建筑更換或塌落下來的構件取樣進行測試。測試方法應按照 GB/T 50266 的相關規定執行。若無法在建造材料的采石場取樣、無

34、更換或塌落下來的構件,可采用超聲波儀、回彈儀、里氏硬度等無損或微損方法間接地測定古建筑石構件的力學性質。超聲波儀測試測試區域、測試方法、數據處理等可按照DB11/T 1190.2-2018中的附錄B執行。回彈儀測試古建筑石構件表層較致密,可使用回彈儀間接測定石構件的力學強度。回彈儀的測試方法和石構件單軸抗壓強度的確定應按照WW/T 0063的規定執行。里氏硬度計測試對于表層劣化嚴重或膠結性差的古建筑石構件,可選用里氏硬度計間接測定石構件的力學強度。測試要點如下:宜選用 D 型(標準型)沖擊裝置,對于風化嚴重的構件可選用 C 型沖擊裝置;每個測區內不少于 5 個測點,各測點間距應大于 2cm,每

35、個測點只測試一次;石構件的單軸抗壓強度(UCS)可根據其里氏硬度值由下式計算得到:UCS 8 106 L2.5(R2=0.77)(A.1)式中:UCS單軸抗壓強度,單位為MPa;使用D型沖擊裝置測定的里氏硬度值。R2 判定系數,R2值越接近1,說明回歸方程對觀測值的擬合程度越好。風化程度和風化深度的判定風化程度的判定石構件的風化程度可用風化系數來表示。風化系數可由石構件的縱波波速測值得到。石構件縱波波速按照 WW/T 0063 和 DB11/T 1190.2 規范來測定。縱波波速測定后,石構件的風化系數 Fs 可以按照下式確定:F V p 0 V psVp(A.2)式中:Fs石構件的風化系數V

36、p0新鮮巖石的縱波波速;Vp 古建筑石構件的縱波波速。風化系數越大,風化程度越高,具體的評價與分級要求可按照表A.1執行。表 A.1 巖石風化系數 Fs 風化程度分級表風化程度風化系數 Fs未風化Fs 0.10微風化0.10Fs 0.25弱風化0.25Fs 0.50強風化Fs 0.50對于無法確定新鮮巖石縱波波速的情況,可根據石構件的巖石學名稱,查詢相關手冊通過經驗來確定。風化深度的判定對于風化深度在1mm20mm的石構件,可采用鉆入阻力儀對風化深度進行快速、精確測量。測試要點如下:宜選擇石構件表面較為平整處作為測點;針對不同病害類型和風化程度,選擇有代表性的部位作為測點;根據被測石構件的硬度

37、選用不同直徑的鉆頭,通常選用直徑 5mm 的鉆頭;由于鉆頭磨損影響測試結果,不宜采用磨損較為嚴重的鉆頭,同時記錄鉆頭使用的次數;當結構疏松易產生鉆屑時,鉆入深度不宜過深;測試結束后,可得到鉆進深度與鉆入阻力的關系曲線(如圖 A.1 所示),一般認為鉆入阻力值在風化層一直增長,鉆入阻力值不再增長時的鉆入深度即為風化深度(圖 A.1 所示巖石的風化深度為 1.3mm)。1210鉆入阻力(N)86420012345678910鉆入深度(mm)圖A.1 鉆進深度與鉆入阻力值關系曲線附 錄 B(資料性)古建筑石結構維護方法B.1古建筑石結構維護方法古建筑石結構維護方法見表B.1。表B.1 古建筑石結構維

38、護方法序號方法要求1石結構歸安拆卸石構件:拆卸石構件時不應傷及棱角。有多個石構件時應編號。拆卸前應對石構件棱角加以保護,不應使舊的石構件產生新的損傷;砌筑結構需清鏟灰漿結合層:用灰漿穩固的石構件需用鏨子剔除粘在石構件或砌體上的灰漿結合層,清理基層浮土;原位歸安:用灰漿穩固的石構件歸安時,將走閃舊石構件拆下后鋪坐灰漿,重新安裝。安裝就位后用石片或經過防腐處理的鑄鐵片背ft,使構件穩固。歸安的石構件應與原有石構件平直、齊順,縫隙符合要求;砌筑結構需灌漿時:用灌漿方法穩固的,應先用麻刀灰勾縫,細縫用油灰或石膏漿勾縫。安裝面積大的應多設置漿口。從漿口向里先灌適量清水,用桃花漿或生石漿多次灌入,每次間隔

39、應在 4h 以上,直至灌滿為止;打點、勾縫:舊石構件歸安后,對接縫處進行修理,將灰縫勾嚴勾平。2石結構清洗一般污染及輕微風化的石構件,可利用去離子水清洗。使用工具:軟牙刷、毛刷。首先對石構件表面用去離子水進行浸潤,浸潤期間用軟牙刷等工具對石構件表面附著的塵土、風化產物等污染物進行清洗。最后使用去離子水進行沖洗;微生物(地衣、菌類、藻類)污染物、積塵水垢以及油類污染物,可使用飽和蒸汽與去離子水進行清洗;對石質文物表面的水垢結殼,以及部分與文物本體粘結力較強的污染物宜采用機械清洗法。可使用竹簽、醫用手術刀或者微粒子噴射來清洗。使用微粒子噴射清洗時應根據被清洗文物的石料、部位和水垢成分選擇粒子材料,

40、帶有雕刻的石構件不宜使用微粒子噴射清洗;針對石構件表面可溶鹽的處理可使用紙漿吸附法,可使用紙漿、紙巾、脫脂棉、紗布、活性白黏土等,用去離子水濕潤敷在石構件上,外面再覆蓋塑料薄膜。過一段時間揭開薄膜,使吸附材料干燥。隨著外表面水分的蒸發,鹽溶液向外遷移,逐漸轉移到吸附物上。可用測定吸附材料電導率來檢驗除鹽量及清洗效果。3生物病害的去除雜草、樹木去除:雜草、灌木需去除時,宜采用機械方式去除,機械去除過程中應剔除侵入石結構內部的草木根莖;當采用化學制劑對雜草、灌木進行去除時,應采用注射方式操作;殺草劑應選擇低毒、環保、對石本體無危害,對后期保護處理無不良影響的藥劑;雜草、灌木去除過程中不得采用火燒、

41、直接拔出等手段;剔除完成后應對破損部位進行修補與復原。微生物病害去除:表 B.1 古建筑石結構維護方法(續)序號方法要求3生物病害的去除苔蘚地衣去除宜采用機械方式去除;當采用化學制劑對微生物進行去除時,應選擇低毒、環保、對石本體無危害,對后期保護處理無不良影響的藥劑;剔除完成后應對破損部位進行修補與復原。4石結構補配石構件制作:補配選用的石料應挑選與原石材種類相同,無瑕疵、隱裂、紋斑或質地均勻的石料,石構件應使用傳統工具并按傳統工藝進行加工制作,然后根據原做法和設計方案要求進行雕刻、表面刷道、剁斧、砸花錘或磨光、扁光等處理;石構件安裝:石構件安裝前應核對構件所在位置、標高、與古建筑的關系等信息

42、,拴好垂直和水平控制線,對于不穩定的構件可使用經防腐處理的鑄鐵片進行背ft、墊穩、找平,補配石構件應與原有石構件平直、齊順、縫隙一致。修活、打點:石構件安裝后應對接槎、水平縫等處進行修活打點,將局部凸起處用傳統工具并按傳統工藝修平;勾縫:對有勾縫要求的石構件,補配完成后用與原灰縫材料一致的材料將縫子勾抹嚴實。5石結構修補當石結構表面存在輕微破損、殘缺現象時可使用相同材質的石材研磨成石粉,摻入粘合劑后對其進行修補,待修補面固化后應參照構件表面做法對其進行雕刻、刷道、剁斧等表面處理。對于石結構存在較大的破損、殘缺現象時,可采用同材質的石材進行粘接修補,修補前需將破損處剔鑿成規整的凹槽狀,然后將修補石材加工成與凹槽尺寸接近的形狀,將凹槽內清理干凈后均勻的涂上粘合劑,然后將石材鑲嵌于凹槽內,待粘合劑完全固化

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