▋基本信息
项目名称:上海和平饭店南楼抗震加固改造工程
建设地点:上海
建筑面积:11697m2
最初建造年份:1906年
改造设计时间:2009年
保护级别:全国重点文物保护单位
▋项目概况
和平饭店南楼建筑平面图
1989年9月25日,和平饭店南楼被公布为上海市第一批优秀近代保护建筑,保护类别为二级,编号为HP-A-006。2006年被定为全国重点文物保护单位。该楼由英国莫理逊公司华特·司各特于1906年设计,华人王发记营造公司承建,1908年开业,建成后楼高30米,共6层,砖木结构,是上海第一家著名的外资饭店,也是上海及中国第一栋安装电梯的建筑。
1909年,国际禁毒大会第一次会议在此召开。1914年,汇中饭店六楼发生火灾,顶楼两座巴洛克式亭阁及屋顶花园被烧毁。后修复为平顶。20世纪30年代,汇中饭店开始对华人开放。
和平大厦南楼北立面
“八一三”事变后,1937年8月14日,一架中国战机盘旋,突然投下两枚炸弹。一枚炸毁了汇中饭店的屋顶,另一枚炸毁了华茂饭店门前的道路。太平洋战争爆发后,汇中饭店被日军占领。
抗战结束后,饭店最初由香港上海饭店公司经营。后于1947年由中国大庆公司老板、江苏江阴北门人邓中和购得饭店产权并继续经营。1965年改名为和平饭店南楼重新营业。
和平饭店南楼位于中山东一路与南京东路交汇处,主要由主楼和后期在南侧建设的附属建筑两部分组成,占地面积2125平方米,总建筑面积11697平方米。
主楼平面呈矩形,东西轴线长87.06m,南北轴线宽21.25m。主楼共6层,局部区域(轴线9-20)共7层。东侧(轴线1-10南侧)设地下室。建筑高度32.43m,其中地下室高度2.20m,地面层高度6.10m,一至四层高度4.25m,五层高度5.18m,底层大厅处室内外高差100mm。
和平大厦南楼东立面
酒店大楼设有三跑木制主楼梯(轴 9-12)和两跑钢筋混凝土次楼梯(轴 19-20)。双跑钢楼梯并非最初设计,而是在 1914 年屋顶火灾后作为消防逃生楼梯添加的。楼梯避开底层东端的大厅,从一楼通向屋顶花园(朝东、东北、西北),东侧的两座楼梯于 1998 年修复。
辅楼位于主楼南侧,建筑平面呈不规则状,狭长,为后期逐年增建,布局十分混乱,以单层为主,局部为二层。
房屋原始设计资料残缺,没有原始建筑、结构设计图纸及施工资料。和平饭店南楼为安妮女王式文艺复兴建筑,建筑内外装饰局部为巴洛克艺术风格,门窗设计既有弧拱,也有平拱;
巴洛克艺术中的螺旋弧常用于屋檐和门框;底层东面和北面外墙采用花岗岩砌筑加固 资质 钢结构,东北面和西北面角局部采用石材处理,建筑华丽而又不失庄重;
二层以上采用大面积白砖,层间墙面及上面两层的窗户则用红砖贴面;窗框多数装有弧形三角窗楣;
原有六层楼顶上曾有花园,花园东西两侧各有一座巴洛克风格的凉亭。坐在西侧原有的凉亭里,可以俯瞰南京路的繁华,坐在东侧的凉亭里,可以远眺外滩的全貌和黄浦江的大潮。凉亭与建筑转角处的半圆形墙面相连,使建筑显得更加挺拔、华贵。
1914年火灾之后,屋顶花园和凉亭消失了近80年,直到1998年塔才得以修复,但看上去已大大缺少了昔日的韵味。
2007年,斯沃琪集团收购了该建筑30年的经营权,将其更名为斯沃琪和平饭店艺术中心并开始装修,2009年,和平饭店南楼的修缮加固工程正式实施。
▋加固前识别主要问题
根据原建筑资料,和平饭店南楼原设计基础主要采用墙下碎石混凝土刚性条形基础、大砖基础,基础宽度3.048m(10'-0"),基础深度2.743m(9'),下设水泥垫层。
基础下有木桩,根据原地质雷达探测结果,木桩长度约为6.096m(20'),1998年房屋加固时,在房屋南侧外承重墙基础增加了全长基础梁,并在水平轴线位置采用锚杆静压桩加固基础。
和平饭店南楼上部结构原设计主要为钢筋混凝土单向内框架,建筑南北外墙及连廊两侧(B、C轴线)混凝土柱共同承担竖向荷载;
架空层、一至五层及西侧六层的水平构件均为木托梁加木地板,托梁间设剪刀撑,部分客房及卫生间楼板为钢丝网填砂楼板,地下室顶板为钢筋混凝土现浇楼板。
房屋的承重传力体系为南北纵向外墙和中部(走廊两侧)用纵向钢筋混凝土梁柱结构(内框架)支撑各层木地板。即荷载通过墙梁柱结构传递到木地板上。此外,在建筑中部(轴线10和12)和西侧(轴线13、17和19)还有五面横向墙,以抵抗一定的水平荷载。
房屋原设计内外墙无圈梁、构造柱,门窗楣为砖砌,1998年加固时在酒店各层四周增设钢筋混凝土圈梁进行加固;
同时,为增加房屋东侧的整体性,提高抗侧力,东侧采用横向内框架加固;南北墙内侧增设钢筋混凝土墙柱,对原内框架混凝土柱进行加固,并与钢筋混凝土梁横向连接。加固后,建筑初步形成双向内框架,周边外墙采用圈梁连接。
和平大厦南楼典型结构布局
和平饭店南楼主楼梯为木结构,西侧次楼梯为钢筋混凝土结构(六至七层为钢结构),东侧一至屋顶的消防楼梯为钢结构。
建筑东西两侧原设计为木质平屋顶,设有屋顶花园,中央楼梯间为坡屋顶,火灾后,东侧改建为木质平屋顶,西侧改成木框架坡屋顶,南北两侧设有脊窗,形成假七层。
1998年加固大修时,因原屋面渗水严重,为恢复屋面塔,将东侧木屋面拆除,加梁、柱后改为现浇钢筋混凝土屋面。
该建筑承重砖墙主要采用粘土红砖,尺寸为240mmx120mmx50mm,墙厚为254~708mm;主要承重木构件采用松木,地板采用水曲柳,墙面装饰采用柚木;内部隔墙主要采用轻钢龙骨及屋面板,房屋原设计混凝土级配为1:2:4,钢筋混凝土构件设计强度等级为C30。
从抗震性能来看,原结构优点是墙体较厚,主要问题是结构体系比较混乱,为单向内框架结构,无圈梁、构造柱,结构整体性较差。
▋抗震评估与加固
1.设计依据
《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2001
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)
砌体结构设计规范GB50003-2001
建筑抗震设计规范GB50011-2001(2008版)
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-1999
建筑抗震鉴定标准GB50023-2008
砌体工程现场检验技术标准GB/T50315-2000
《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规范》JGJ/T136-2001
《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2004
木结构设计规范GB50005-2003
《既有建筑抗震评估与加固规范》DGJ08-81-2000
二、1998年加固的主要内容
1998年,由于东西两侧市政建设及建设工程加固 资质 钢结构,和平饭店南楼变形加剧,对楼体进行了加固、扩建和大修,加固措施主要有:
1)房屋南侧基础加固:增设通长基础梁穿过墙体承受荷载,梁下打入250mmx250mmx20m锚杆静压桩13根。为使压桩更好地发挥作用,在打桩区外侧增设扶壁柱,柱子与墙体混凝土采用短榫连接,以传递上部荷载。
2)自底层至五层东侧南北向外墙内侧增设扶壁柱,其内部框架柱外包角钢增加截面配筋,柱间新增南北向钢筋混凝土梁,形成水平框架。
3)该建筑每层四个平整外圆内侧增设钢筋混凝土圈梁,使内外形成一个整体。
混凝土套管加固原有混凝土柱
此次加固后,建筑初步形成了双向内框架形式,周边外墙采用圈梁连接,一定程度上提高了整体的抗震性能。
3.本次修复加固主要内容
1)木质地板修复
(1)所有已虫蛀、腐朽或损坏的现有楼板托梁均须按原状更换,新木材应为与原木材相同的材质(松木),强度等级要求为TC15-A。
(2)木材、混凝土和砖墙之间的所有接触区域均必须涂上防腐剂,以进行二次防腐。
(3)所有木材必须涂刷防火涂料。木材防火涂料应符合消防部门的要求,并由有资质的专业防火涂料涂装单位涂刷。
(4)本工程所用木材均须经有资质的专业防蚊灭虫单位进行白蚁、蚊虫防治。
木托梁地板修复细节
2)对原有砖墙进行修补加固,采用水泥压力灌浆
压注水泥浆体修补墙体裂缝就是在水泥浆体中加入一定量的悬浮剂,利用外部空气(如空压机、手压泵等)将浆体注入墙体裂缝中,提高墙体的粘结力和抗剪抗拉强度,达到加固修补墙体裂缝的目的。本次采用的压注水泥浆体。
压力注浆施工工艺流程:
(1)表面处理:刮去墙体裂缝两侧100~200mm范围内的抹灰层。
(2)校准注浆嘴位置:以使浆液能够填满裂缝,裂缝宽度在校准的注浆嘴位置处;
当裂缝宽度小于2mm时,注浆嘴间距可取250mm;当裂缝宽度为2-5mm时,注浆嘴间距可取350mm;当裂缝宽度为5-20mm时,注浆嘴间距可取450mm;裂缝端部必须设置注浆口。
(3)钻孔:在上述注浆嘴位置钻孔,深度30~40mm,孔径略大于注浆嘴外径。钻孔后,清理钻孔处碎屑、粉末,用鼓风机或皮老虎吹干净。务必保持裂缝畅通。
(4)固定注浆嘴:先用水冲洗孔内,再用纯水泥浆刷洗,再用1:3水泥砂浆固定嘴;为防止嘴松动,固定嘴时要用手挤紧砂浆。墙体嘴端面不应有较大的缝隙,以保证嘴的固定。
(5)封缝:在清理干净的裂缝两侧洒水1-2次,涂上纯水泥浆,再用1:2的泥浆砂浆封缝,封缝宽度为200mm。
(6)灌浆:待裂缝堵漏材料达到一定强度后,即可进行灌浆。灌浆前,先将水倒入灌浆储罐中,用2-3个压力注入适量的水,以保证灌浆流畅、严密。再将配制好的浆液倒入灌浆储罐中。用2-3个压力灌浆,直至浆液停止或从相邻的喷嘴溢出为止。灌浆顺序为从下往上。灌浆时用塞子或木塞塞住灌浆已通过的口。
施工中如发现墙体局部渗浆,应暂停片刻堵住,然后再次灌浆,保证浆液继续流入,完全填满后停止。 进行二次灌浆,即在10-15分钟内再次灌浆,从上至下。
3)修复原有混凝土结构中裸露的钢筋
原钢筋混凝土结构中裸露的钢筋应采用丁苯水泥砂浆修补。采用丁苯水泥砂浆修补时,应沿钢筋长度方向清除锈蚀钢筋处的松散、鼓起的混凝土。在钢筋与混凝土粘结牢固的地方,凿除时不得破坏钢筋与混凝土间的粘结。钢筋必须除锈、清理干净。
使用丁苯水泥砂浆修补时,应先在构件及钢筋表面抹一层丁苯水泥砂浆。抹丁苯水泥砂浆与抹第一层丁苯水泥砂浆的间隔时间不得超过20分钟。第一层厚度为8-12mm。待第一层稍干后再抹第二层。抹顶层时表面应压实、抹平。丁苯水泥砂浆硬化前,表面应严禁沾水。丁苯水泥砂浆必须按规定配制、搅拌,并应在3-4小时内用完。
4)原有混凝土梁、柱采用混凝土套筒及阳角钢加固。
(1)原有梁、柱混凝土套管加固
浇筑混凝土前将原柱表面打毛、清理、刷混凝土界面剂。施工前必须将原楼面支撑好。在原梁、柱上钻孔时不得损伤原梁、柱钢筋。钻孔前应先将梁、柱的混凝土保护层凿掉,确定原梁、柱内钢筋的基本位置,在原钢筋间隙处钻孔。
原有混凝土梁、柱加固混凝土套管结构图
(2)原有梁、柱采用外角钢加固
采用外加钢筋加固原有混凝土构件时,必须采用改性环氧树脂胶粘剂对混凝土与钢筋(钢垫板、角钢)之间的接缝进行灌注。
外钢筋注胶应在钢架满焊后进行,原混凝土构件截面的棱角应打磨至不小于7mm的半径,以便注胶后钢筋与混凝土能够相互结合。
钢构件施工完成后,在原柱外侧四周浇注40mm厚无收缩灌浆料,浇注无收缩灌浆料前将原柱表面打毛、清理干净、刷混凝土界面剂。
用外角钢加固混凝土柱
外角钢法加固混凝土梁
5)外墙局部加固采用钢丝网
无收缩灌浆料钢筋网层设置ф10@200双向钢筋网,钢筋网层内钢筋与原钢筋混凝土支墩柱采用植筋连接,原柱外钢筋搭接长度为400mm。灌浆料钢筋网层通过钢筋与新浇钢筋混凝土梁及各层新浇钢筋混凝土楼板可靠连接,网层内钢筋在各新浇梁、楼板内锚固长度为300mm。
施工前先将原有墙面抹灰铲除,将砖缝凿除10mm深,用钢丝刷将墙面刷干净,洒水润湿,先喷一层素水泥浆,墙面清理干净后绑扎ф8@200双向钢筋网及ф12锚杆挂牢,施工完毕后注意浇水养护,在无收缩灌浆材料钢筋网层加固前,应先修补原有砖墙裂缝,裂缝可采用水泥压力灌浆修补。
墙体局部钢筋网加固详图
结论
作为全国重点保护文物,和平饭店南楼历经多年沧桑与时代变迁,见证了中国屈辱的过去,同时也随着国家的强盛而不断焕发出新的活力,文物的保护与加固,一直是一对矛盾的综合体。
由于时代的限制,古建筑尤其是砖木结构建筑很难达到现行标准的要求,若按现行标准的要求进行综合加固,必然会触及外观等具有保护价值的部位。如何在加固的同时保护建筑原有的外观,如立面、特殊装饰等,是历史建筑保护面临的难题。
和平饭店南楼改造加固工程很好地解决了这一问题,由于墙体相对较厚,建筑原结构整体刚度强,具有一定的抗震能力,因此尽量减少墙体的加固,以裂缝修补为主。
加固修缮主要集中在建筑内部,如增加圈梁和扶壁、形成双向内框架(1998)等整体措施,加强房屋的结构完整性,提高其抗震能力。
此次通过对楼面木托梁的更换修缮、墙面的修复、原内部混凝土梁柱的加固等措施,进一步提高了房屋的抗震性能和耐久性,更好地保护了文物,提高了安全性和适用性的目标,可作为文物建筑保护修缮的典型案例。
本文作者:郑诗举
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