CN117605316B - 一种用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑领域，公开了一种用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法。本发明中所提供的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，包括如下步骤：卸去木挑梁上部的载荷；自山墙顶部端面沿山墙垂直地基平面加工多个灌浆孔，所述灌浆孔的底部端面低于木挑梁水平位置最低点；对灌浆孔进行灌浆注入灌浆材料；从山墙侧面正对木挑梁加工多个脱离孔，所述脱离孔贯通至木挑梁的表面；将木挑梁从山墙内抽离取出木挑梁，插入新的木挑梁；木挑梁替换后，封堵木挑梁与山墙之间的缝隙，能够满足现有夯土建筑更换木挑梁的修缮需求和保护需求。

Description

一种用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，特别涉及一种用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法。

背景技术

福建土楼被列为世界文化遗产之一，土楼建造以石为基，以生土为主要原料夯筑而成。

福建土楼的形制基本是外圈后墙为土墙，考虑到防御及保温隔热需求，普遍厚度为1m以上，山墙形制为人工夯筑土墙，厚度在600MM以上。山墙为人工夯筑，在夯筑至木挑梁底部位置时，直接在山墙内埋入矩形木挑梁，利用夯土包裹木挑梁，上部墙体及屋面荷载、檩条形成配重，木挑梁部分埋设在山墙内，部分悬挑延伸出墙体表面，延伸部分距离墙体边缘，悬挑出去的木挑梁挑出部分与上面的负载屋面形成屋檐，保护了上部墙体不受雨水冲刷的影响。

由于木挑梁挑出部分直接暴露于外部环境中，比较容易受到环境的侵蚀以及虫害等，导致木挑梁出现糟朽，力学性能减退，甚至损坏，所以，挑梁是土楼最容易损坏的承重木构件之一。由于木挑梁是重要的承重构件，并悬挑受力，所以，糟朽或截面变小、虫蛀等较小的损伤就要进行更换，而木挑梁在土墙内埋入长度较长，一般埋入的深度至少达到挑出的长度的2-2.5倍，如木挑梁挑出长度为1米，则木挑梁埋入长度为2米-2.5米。更换难度大，不易实施，容易导致山墙损坏造成对文物的干预过大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，能够在更换木挑梁的同时，保证夯土建筑结构安全，减少对原建筑的干预，满足夯土建筑木挑梁修缮及保护的需求。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种技术方案，如下：

一种用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，包括如下步骤：

卸去木挑梁上部的载荷；

自山墙顶部端面沿山墙垂直地基平面加工多个灌浆孔，灌浆孔的底部端面低于木挑梁水平位置最低点；

对灌浆孔进行灌浆注入灌浆材料；

从山墙侧面正对木挑梁加工多个脱离孔，脱离孔贯通至木挑梁的表面；

将木挑梁从山墙内抽离取出木挑梁，插入新的木挑梁；

木挑梁替换后，封堵木挑梁与山墙之间的缝隙。

进一步，卸去木挑梁上部的载荷，包括拆除木挑梁所在山墙两侧房间的屋面，屋面，包括瓦件、椽子、封檐板及拆除山墙两侧的屋面檩条。

进一步，灌浆压力为0.2MPA-0.3MPA。

进一步，灌浆孔对称设置在木挑梁的两侧，灌浆孔沿木挑梁两侧横向均匀分布。

进一步，灌浆孔中心轴线距离山墙侧表面的垂直距离为100MM-200MM，相邻的木挑梁同侧灌浆孔之间的中心距为150MM-300MM。

进一步，灌浆孔底部端面与木挑梁水平位置最低点的垂直距离为100MM-500MM。

进一步，灌浆孔的为圆孔，灌浆孔的直径为50MM-150MM。

进一步，脱离孔为锥形孔，脱离孔对称设置在木挑梁的两侧，脱离孔截面开口较大的一端朝向木挑梁，相对设置的两个脱离孔底部贯通。

进一步，脱离孔的水平截面为梯形，梯形的腰与下底的夹角为40°-50°。

进一步，脱离孔的水平方向中心距为800MM-1200MM。

进一步，脱离孔在垂直方向的上边界高出木挑梁上边界20MM-50MM，脱离孔在垂直方向上的下边界低于木挑梁下边界20MM-50MM。

进一步，脱离孔加工时避让灌浆孔及木挑梁。

进一步，灌浆材料组成按照重量比为白灰：水泥：粉煤灰：水＝0.5:1:0.3：0.9。

进一步，于脱离孔加工前，灌浆材料的抗压强度需要达到15MPA。

进一步，封堵木挑梁与山墙之间的缝隙包括采用硬木条塞入木挑梁与山墙上下之间的缝隙。

本发明所提供的夯土建筑木挑梁更换施工方法，相对于现有技术，通过加工灌浆孔并进行灌浆材料注入的设置对山墙墙体进行了加固，又通过脱离孔的加工使得木挑梁能够与山墙脱离进行更换，在更换的过程中能够有效保证山墙墙体的牢固性，避免造成山墙或者夯土建筑的大面积破坏，遵循了文物修缮要求的最小干预原则，又保存了木挑梁位于山墙中间的原形制做法，能够满足现有夯土建筑更换木挑梁的修缮需求和保护需求。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明中夯土建筑整体结构示意图；

图2是本发明中山墙灌浆孔位置分布示意图；

图3是本发明中山墙局部剖面结构示意图；

图4是附图3中A-A剖视图。

附图标记说明：1、后墙；2、山墙；3、屋面；4、木挑梁；41、支撑端；42、固定端；5、灌浆孔；6、脱离孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的一个实施例中，所提供的一种用于夯土建筑木挑梁4更换的施工方法，包括如下步骤：

卸去木挑梁4上部的载荷；

自山墙2顶部端面沿山墙2垂直地基平面加工多个灌浆孔5，所述灌浆孔5的底部端面低于木挑梁4水平位置最低点；

对灌浆孔5进行灌浆注入灌浆材料；

从山墙2侧面正对木挑梁4加工多个脱离孔6，所述脱离孔6贯通至木挑梁4的表面；

将木挑梁4从山墙2内抽离取出木挑梁4，插入新的木挑梁4；

木挑梁4替换后，封堵木挑梁4与山墙2之间的缝隙。

如图1-4所示，在本发明的另一个实施例中，本发明所提供的用于夯土建筑木挑梁4更换的施工方法中夯土建筑建构，包括后墙1以及垂直于后墙1设置的山墙2，所述山墙2用于夯土建筑内部空间的分割；山墙2的上端部埋设有木挑梁4，所述木挑梁4包括延伸出墙体之外的支撑端41以及埋设在墙体之内的固定端42；山墙2的顶部呈山字形，山墙2的顶部设置有屋面3，屋面3与山墙2对应设置，大致呈山字形，屋面3最高点为屋脊，屋面3自屋脊向两侧倾斜向下延伸出墙体，屋面3的延伸面与木挑梁4的支撑端41相交，所述支撑端41对屋面3起支撑作用，所述屋面3包括有瓦件、椽子、封檐板及檩条等组成。

在如土楼这样的夯土建筑中，木挑梁4是重要的承重构件，因此，木挑梁4出现损伤，会造成极大的安全隐患，需要进行及时更换。更换前，需要针对性的对木挑梁4进行检查，如糟朽、截面变小、虫蛀等，针对有损伤的木挑梁4进行标记更换。

针对埋设在山墙2中木挑梁4进行更换时，首先，卸去木挑梁4上部的载荷；即拆山墙2上部及两侧的屋面3，如瓦件、椽子、封檐板及檩条等；然后，自山墙2顶部端面沿山墙2垂直地基平面加工多个灌浆孔5，所述灌浆孔5的底部端面低于木挑梁4水平位置最低点；在埋设有木挑梁4的山墙2顶部，垂直地基向下加工多个灌浆孔5，所述灌浆孔5优选采用钻孔工艺加工，钻孔的深度需要超出木挑梁4底部，优选地，所述灌浆孔5直径为50MM-100MM，优选地，灌浆孔5底部端面超出木挑梁4底部100MM-500MM，所述灌浆孔5均布在木挑梁4的两侧，沿木挑梁4堆成分布，所述灌浆孔5的中心轴线到木挑梁4表面的距离大于100MM，优选地，所述灌浆孔5中心轴线到山墙2侧面的距离大于100MM，所述灌浆孔5的中心轴线到木挑梁4表面的距离为100MM-200MM，所述位于木挑梁4同侧的灌浆孔5水平方向均匀间隔分布，相邻两个灌浆孔5的中心距为150-300MM；然后，对灌浆孔5进行灌浆注入灌浆材料，灌浆压力为0.2MPA-0.3MPA，为了避免灌浆时出现穿孔，钻孔灌浆要间隔实施。灌浆孔5钻孔完成后，采用高压气体对灌浆孔5内部进行清洗，去除碎屑；在进行灌浆前，先洒水湿润；灌浆材料可选的为建筑泥浆、混凝土等，优选地，灌浆材料组分按照重量比为：白灰：水泥：粉煤灰：水＝0.5：1：0.3：0.9。通过对灌浆孔5的灌浆作业使山墙2的墙体形成一个更加牢固的整体，实现对墙体的加固。待灌浆材料凝固至抗压强度达到15MPA后，从山墙2侧面正对木挑梁4沿木挑梁4中心轴线加工脱离孔6，所述脱离孔6可以有多个，所述脱离孔6贯通至木挑梁4的表面，优选地，所述脱离孔6相对设置，即沿木挑梁4两侧对称设置；优选地，所述脱离孔6为锥形孔，所述脱离孔6截面开口较大的一端朝向木挑梁4，相对设置的两个脱离孔6底部贯通；所述脱离孔6加工时避让灌浆孔5及木挑梁4，不能对木挑梁4及灌浆孔5内灌浆材料进行破坏。所述脱离孔6的水平截面为梯形，所述梯形的腰与下底的夹角为40°-50°。

所述脱离孔6的水平方向中心距为800MM-1200MM。优选地，所述脱离孔6在垂直方向的上边界高出木挑梁4上边界20MM-50MM，所述脱离孔6在垂直方向上的下边界低于木挑梁4下边界20MM-50MM，以便木挑梁4能够与山墙2墙体脱开，顺利取出。将损伤的木挑梁4取出后，在原来位置插入新的木挑梁4，对新的木挑梁4的位置进行校正检验，校验完成后，对木挑梁4与山墙2墙体之间的缝隙进行封堵。优选地，木挑梁4与山墙2墙体上下之间的缝隙采用硬木挑封堵，根据缝隙大小，选用合适厚度的硬木条，塞入木挑梁4与山墙2墙体上下之间的缝隙，使得木挑梁4与山墙2墙体之间相对固定。最后恢复屋面3，将檩条、椽子、封檐板、瓦件等依照原结构设置归位，完成木挑梁4的更换施工。

在一个实施例中，山墙2的厚度为800MM，木挑梁4居中设置在山墙2墙体内，所述木挑梁4的横截面为矩形，矩形的长度为350MM，宽度为180MM，所述矩形的宽度与山墙2的厚度对应设置，所述矩形的长度沿山墙2的高度方向设置。对木挑梁4进行卸荷后，在木挑梁4对应的山墙2顶部端面进行灌浆孔5加工，所述灌浆孔5直径为80MM，灌浆孔5垂直于地基平面加工，灌浆孔5的深度为灌浆孔5底部端面低于木挑梁4底部，优选地，所述灌浆孔5底部端面距离木挑梁4底面的距离为300MM，所述灌浆孔5沿木挑梁4延伸的方向加工，并相对木挑梁4对称设置，木挑梁4同侧的灌浆孔5之间均匀间隔分布，相邻两个灌浆孔5之间的中心距为200MM，所述灌浆孔5距离靠近的山墙2墙体侧表面的距离为145MM。灌浆孔5灌浆材料采用为组分重量比：白灰：水泥：粉煤灰：水＝0.5：1：0.3：0.9，灌浆压力为0.2MPA-0.3MPA，对灌浆材料制作70.7MM×70.7MM×70.7MM的立方体同条件试块留存。待灌浆材料凝固至抗压强度达到15MPA后，沿着木挑梁4水平轴线，进行脱离孔6的加工，所述脱离孔6的垂直方向截面为矩形，垂直方向的高度为430MM，所述脱离孔6的水平中心线与木挑梁4的中心轴线对齐设置，即，所述脱离孔6的上边界与木挑梁4上端面的垂直距离为40MM，所述脱离孔6的下边界与木挑梁4下端面的垂直距离为40MM；所述脱离孔6水平方向的截面为梯形，所述梯形的腰与下底的夹角为45°，木挑梁4同侧相邻的两个脱离孔6水平方向的中心距为1000MM，对称设置的两个脱离孔6底部贯通，以便于木挑梁4与山墙2墙体脱开，损伤的木挑梁4从山墙2墙体内抽离，插入新的木挑梁4，然后对木挑梁4的位置进行校正，位置确认后，使用宽度×厚度为80MM×40MM的硬木条插入到木挑梁4与山墙2上下墙体之间的缝隙，所述硬木条的长度与木挑梁4埋入山墙2墙体的长度对应。最后使用三合土封堵木挑梁4与墙体之间的剩余缝隙，待三合土凝固后，恢复屋面3。

本发明所提供的夯土建筑木挑梁更换施工方法，首先通过灌浆孔的设置对山墙墙体进行了加固，又通过脱离孔的加工使得木挑梁能够与山墙脱离进行更换，在更换的过程中能够有效保证结构上的安全性，避免造成山墙或者夯土建筑的大面积破坏，遵循了文物修缮要求的最小干预原则，又保存了木挑梁位于山墙中间的原形制做法，能够满足现有夯土建筑更换木挑梁的修缮需求和保护需求。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

卸去木挑梁上部的载荷；

自山墙顶部端面沿山墙垂直地基平面加工多个灌浆孔，所述灌浆孔的底部端面低于木挑梁水平位置最低点；

对灌浆孔进行灌浆注入灌浆材料；

从山墙侧面正对木挑梁加工多个脱离孔，所述脱离孔贯通至木挑梁的表面；

将木挑梁从山墙内抽离取出木挑梁，插入新的木挑梁；

木挑梁替换后，封堵木挑梁与山墙之间的缝隙。

2.根据权利要求1所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述卸去木挑梁上部的载荷，包括拆除木挑梁所在山墙两侧房间的屋面，所述屋面，包括瓦件、椽子、封檐板及拆除山墙两侧的屋面檩条。

3.根据权利要求1所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，对所述灌浆孔进行灌浆注入灌浆材料时，灌浆压力为0.2MPA-0.3MPA。

4.根据权利要求1所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述灌浆孔对称设置在木挑梁的两侧，所述灌浆孔沿木挑梁两侧横向均匀分布。

5.根据权利要求4所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述灌浆孔中心轴线距离山墙侧表面的垂直距离为100MM-200MM，相邻的木挑梁同侧灌浆孔之间的中心距为150MM-300MM。

6.根据权利要求1所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述灌浆孔底部端面与木挑梁水平位置最低点的垂直距离为100MM-500MM。

7.根据权利要求1所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述灌浆孔的为圆孔，所述灌浆孔的直径为50MM-150MM。

8.根据权利要求1所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述脱离孔为锥形孔，脱离孔对称设置在木挑梁的两侧，所述脱离孔截面开口较大的一端朝向木挑梁，相对设置的两个脱离孔底部贯通。

9.根据权利要求8所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述脱离孔的水平截面为梯形，所述梯形的腰与下底的夹角为40°-50°。

10.根据权利要求8所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述脱离孔的水平方向中心距为800MM-1200MM。

11.根据权利要求8所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述脱离孔在垂直方向的上边界高出木挑梁上边界20MM-50MM，所述脱离孔在垂直方向上的下边界低于木挑梁下边界20MM-50MM。

12.根据权利要求1所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述脱离孔加工时避让灌浆孔及木挑梁。

13.根据权利要求1所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述灌浆材料组成按照重量比为白灰：水泥：粉煤灰：水＝0.5:1:0.3：0.9。

14.根据权利要求1所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，于所述脱离孔加工前，所述灌浆材料的抗压强度需要达到15MPA。

15.根据权利要求1所述的用于夯土建筑木挑梁更换的施工方法，其特征在于，所述封堵木挑梁与山墙之间的缝隙包括采用硬木条塞入木挑梁与山墙上下之间的缝隙。