木材修復(fù)加固施工方案一、工程概況1.1項目背景本工程為某歷史建筑木結(jié)構(gòu)修復(fù)加固項目，建筑始建于1920年，總建筑面積約850㎡，采用民國時期典型磚木混合結(jié)構(gòu)，主體為三層抬梁式木構(gòu)架，主要承重構(gòu)件為杉木，屋面為小青瓦坡屋面。經(jīng)現(xiàn)場檢測，建筑存在木構(gòu)件腐朽（局部腐朽面積達30%）、節(jié)點松動（榫卯拔榫深度5-8cm）、梁架變形（最大撓度75mm）等問題，部分構(gòu)件含水率超標（實測最高32%），需進行系統(tǒng)性加固處理。1.2主要加固范圍承重結(jié)構(gòu)：一層至三層木梁（截面尺寸200×300mm至300×450mm）、木柱（直徑250-400mm）、桁架等；連接節(jié)點：柱礎(chǔ)、梁枋節(jié)點、榫卯連接部位（共涉及128處節(jié)點）；圍護系統(tǒng)：木樓板（厚50mm）、木樓梯、木隔墻；屋面系統(tǒng)：椽子（φ80mm）、檁條（150×200mm）、屋架支撐體系。1.3工程特點與難點文物保護要求：需保留原有建筑風貌，加固措施具有可逆性，新增構(gòu)件與原構(gòu)件外觀協(xié)調(diào)；構(gòu)件多樣性：涉及8種規(guī)格木梁、5種截面木柱，需定制化加固方案；施工空間限制：內(nèi)部通道最小寬度1.2m，大型設(shè)備無法進入，需采用人工配合小型工具作業(yè)；環(huán)境控制：施工期間需維持環(huán)境濕度50%-60%、溫度15℃-25℃，避免木材含水率劇烈變化。二、加固設(shè)計2.1設(shè)計依據(jù)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》（GB50005-2017）《古建筑木結(jié)構(gòu)維護與加固技術(shù)規(guī)范》（GB50165-2020）《木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗方法》（GB/T1927-2009）現(xiàn)場檢測報告（編號：JZJC-2025-048）2.2加固方案分級設(shè)計2.2.1輕度損傷構(gòu)件（腐朽面積＜10%）采用局部修補法：剔除腐朽部分至健康木材（深度≥50mm），用環(huán)氧樹脂砂漿修補；涂刷2道銅唑類防腐劑（干膜厚度≥150μm）；表面包裹單向碳纖維布（厚度0.111mm，抗拉強度≥3000MPa），纖維方向與構(gòu)件受力方向一致。2.2.2中度損傷構(gòu)件（10%≤腐朽面積＜30%）采用增大截面法：在原構(gòu)件外側(cè)增設(shè)相同材質(zhì)木夾板（厚度≥原截面1/3），夾板與原構(gòu)件間涂刷環(huán)氧樹脂膠（拉伸剪切強度≥10MPa）；采用不銹鋼螺栓（M12-M16，間距300mm）貫穿連接，螺栓孔直徑較螺栓大1mm，孔內(nèi)注膠密封；節(jié)點處增設(shè)L型不銹鋼角鋼（厚度5mm），角鋼與木材接觸部位設(shè)防腐隔離層。2.2.3重度損傷構(gòu)件（腐朽面積≥30%或斷裂）采用墩接或更換法：柱根墩接：截除腐朽部分（高度≤1.2m），采用巴掌榫連接新柱段（含水率≤15%），榫頭長度為柱徑1.5倍，接縫處用環(huán)氧樹脂膠黏結(jié)并外包碳纖維布；梁體更換：對斷裂或撓度超限梁，采用原規(guī)格杉木制作新梁，新舊梁連接采用榫卯+鋼板加固，新梁兩端伸入墻體內(nèi)≥300mm。2.3節(jié)點加固設(shè)計榫卯節(jié)點：對拔榫節(jié)點，清理后注入環(huán)氧樹脂膠，用木楔（經(jīng)防腐處理）楔緊，外部用不銹鋼扁鐵（寬50mm，厚4mm）箍緊，扁鐵兩端錨入墻體或相鄰構(gòu)件；柱礎(chǔ)節(jié)點：采用鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ)（厚度≥300mm），柱底設(shè)防腐墊木（厚100mm），墊木與基礎(chǔ)間設(shè)防潮層（瀝青油氈兩層）。三、材料選擇3.1木材加固用木材：選用杉木（含水率≤15%），順紋抗壓強度≥35MPa，順紋抗拉強度≥95MPa，彈性模量≥9000MPa；修補用木材：采用與原構(gòu)件同樹種硬木（如樟子松），密度≥0.55g/cm3，經(jīng)脫脂、防腐處理（載藥量≥4kg/m3）。3.2膠粘劑與化學(xué)藥劑結(jié)構(gòu)膠：環(huán)氧樹脂型（雙組分，配比1:3），耐老化年限≥50年，使用環(huán)境溫度-30℃-60℃；防腐劑：銅唑類（主要成分為銅、唑類化合物），涂刷量≥200g/m2，干膜厚度≥150μm；防火涂料：木結(jié)構(gòu)專用超薄型（厚度≤3mm），耐火極限≥1.5h，燃燒性能達到A級。3.3金屬連接件不銹鋼件：304材質(zhì)，包括螺栓（M10-M20）、角鋼（L50×5-L100×8）、扁鐵（寬40-80mm，厚3-6mm），抗拉強度≥515MPa，屈服強度≥205MPa；五金件：黃銅合頁、不銹鋼木螺絲（長度為木材厚度2.5倍），表面做鈍化處理。3.4其他材料碳纖維布：單向編織，面密度300g/m2，彈性模量≥230GPa，延伸率≥1.7%；防火巖棉：用于木隔墻內(nèi)部填充，厚度50mm，導(dǎo)熱系數(shù)≤0.04W/(m·K)，燃燒性能A級。四、施工步驟4.1施工準備現(xiàn)場清理：清除構(gòu)件表面灰塵、油污及松動木屑，設(shè)置臨時支撐（如滿堂腳手架，立桿間距≤1.5m），卸載原結(jié)構(gòu)荷載（如屋面臨時支頂，減少梁跨中彎矩）；材料預(yù)處理：木材進行干燥處理（窯干至含水率12%-15%），金屬件除銹（表面粗糙度Ra≤6.3μm），膠粘劑按配比提前攪拌（攪拌時間≥5min）。4.2構(gòu)件檢測與標記無損檢測：采用應(yīng)力波斷層掃描（分辨率≤5mm）檢測木材內(nèi)部腐朽、空洞，標記損傷區(qū)域（用紅漆圈出，標注深度、范圍）；變形測量：使用水準儀、全站儀測量梁撓度、柱傾斜（允許偏差：柱傾斜≤1/200，梁撓度≤L/250，L為構(gòu)件跨度）。4.3基礎(chǔ)施工柱礎(chǔ)加固：開挖柱基至持力層（深度≥1.5m），澆筑C30混凝土基礎(chǔ)，植入Φ12鋼筋（植入深度≥10d，d為鋼筋直徑）與原基礎(chǔ)連接，養(yǎng)護期≥14天。4.4構(gòu)件修復(fù)加固4.4.1局部修補剔除腐朽：用鑿子、鏟刀清除腐朽木材，直至露出健康木質(zhì)（用含水率儀檢測，含水率≤20%），創(chuàng)面修整為斜坡（坡度1:3）；涂刷藥劑：創(chuàng)面涂刷2道防腐劑（間隔4h），干燥后涂刷環(huán)氧樹脂膠（厚度1-2mm）；嵌補木材：按原截面尺寸制作修補木塊，采用榫卯或搭接連接，縫隙用環(huán)氧樹脂砂漿（配比：樹脂:砂=1:3）填充，外部用夾具固定（固化時間≥24h）。4.4.2增大截面施工表面處理：原構(gòu)件表面打磨（粗糙度Ra=12.5μm），清除木屑后涂刷底膠（用量0.2kg/m2）；夾板安裝：夾板預(yù)先鉆螺栓孔（孔徑=螺栓直徑+1mm），與原構(gòu)件貼合后穿入螺栓，分兩次擰緊（初擰扭矩30N·m，終擰扭矩50N·m）；防腐處理：夾板與原構(gòu)件接縫處注入防腐劑，外部用密封膠（硅酮型）封閉。4.4.3碳纖維布加固基底處理：木材表面用砂紙打磨（順木紋方向），涂刷底膠（干燥時間≥6h）；布裁剪與粘貼：按設(shè)計尺寸裁剪碳纖維布（預(yù)留搭接長度≥100mm），涂刷浸漬膠（用量0.8kg/m2），將布沿受力方向粘貼，用刮板排除氣泡，表面再涂一層膠；固化養(yǎng)護：室溫（≥15℃）養(yǎng)護7天，養(yǎng)護期間避免機械擾動。4.5節(jié)點施工榫卯節(jié)點：清理榫卯縫隙，注入環(huán)氧樹脂膠（壓力≥0.2MPa），用木楔楔緊（楔入深度≥50mm），外部用不銹鋼扁鐵箍緊（扁鐵兩端用膨脹螺栓固定）；桁架節(jié)點：增設(shè)鋼拉桿（直徑Φ16），拉桿兩端用花籃螺栓調(diào)節(jié)張力，節(jié)點處涂刷防火涂料（干膜厚度≥2mm）。4.6屋面與圍護系統(tǒng)施工椽子、檁條加固：對腐朽椽子，采用“斷梁接柱”法，在原椽子旁增設(shè)新椽子（間距≤500mm），新舊椽子用鐵絲（Φ4）綁扎（間距500mm）；木樓板加固：在樓板下方增設(shè)木龍骨（50×100mm，間距600mm），龍骨與原樓板用木螺絲（長度80mm）連接，板縫灌注環(huán)氧樹脂膠。五、質(zhì)量控制5.1材料質(zhì)量控制進場檢驗：木材需提供含水率檢測報告、力學(xué)性能試驗報告；膠粘劑需提供出廠合格證、拉伸剪切強度檢測報告（每批次抽檢3組）；抽樣檢測：每100根木構(gòu)件抽樣1根進行抗彎強度試驗（允許偏差±5%），每500m2碳纖維布抽樣1組進行拉伸試驗。5.2施工過程控制含水率監(jiān)測：每日測量木材含水率（上午9時、下午3時各1次），環(huán)境濕度超60%時停止膠黏作業(yè)，開啟除濕機（除濕量≥20L/h）；膠黏劑施工：環(huán)境溫度低于15℃時，采用加熱毯（溫度≤60℃）預(yù)熱構(gòu)件，膠黏劑使用前預(yù)熱至25℃；螺栓連接：采用扭矩扳手檢查螺栓擰緊度（允許偏差±10%），每個節(jié)點抽樣3個螺栓檢測。5.3驗收標準構(gòu)件修復(fù)：修補面平整度≤3mm/m，與原構(gòu)件接縫間隙≤0.5mm；結(jié)構(gòu)性能：加固后梁撓度≤L/400，柱傾斜≤1/500，節(jié)點抗拔力≥15kN；耐久性：防腐劑涂刷均勻度≥95%，防火涂料附著力（劃格法）≥1級，無剝落、起皺。5.4安全控制腳手架：搭設(shè)高度≥作業(yè)面1.2m，立桿基礎(chǔ)設(shè)墊板（厚50mm），掃地桿距地≤200mm，剪刀撐間距≤6m；防火措施：施工現(xiàn)場嚴禁吸煙，配備干粉滅火器（每50㎡1組），動火作業(yè)辦理許可證并設(shè)專人監(jiān)護；高空作業(yè)：作業(yè)人員系安全帶（雙鉤式），搭設(shè)安全網(wǎng)（網(wǎng)眼≤100mm），工具用繩索系掛。六、施工組織與進度6.1施工班組木工班組：8人（負責構(gòu)件制作、安裝）；加固班組：6人（負責碳纖維布粘貼、螺栓連接）；雜工班組：4人（負責材料運輸、現(xiàn)場清理）；技術(shù)負責人：1人（持證上崗，5年以上古建筑加固經(jīng)驗）。6.2進度計劃工序工期（天）備注施工準備與清理7含臨時支撐搭設(shè)構(gòu)件檢測與標記5第三方檢測單位配合柱礎(chǔ)與基礎(chǔ)加固15含混凝土養(yǎng)護木構(gòu)件修復(fù)加固45分區(qū)域流水施工節(jié)點加固20優(yōu)先處理關(guān)鍵節(jié)點屋面與圍護系統(tǒng)施工25雨季前完成屋面防水驗收與清理8含竣工資料整理總工期：125天七、環(huán)境保護與成品保護7.1環(huán)境保護噪聲控制：采用低噪聲工具（如電動鋸代替氣動鋸），晝間噪聲≤70dB，夜間（22:00-6:00）禁止施工；廢棄物處理：木材邊角料回收率≥90%（用于修補或燃料），廢膠桶、廢砂紙等危險廢物交由有資質(zhì)單位處理。7.2成品保護構(gòu)件防護：加固后構(gòu)件用塑料薄膜覆蓋（養(yǎng)護期內(nèi)），嚴禁碰撞、堆載；防火防潮：通風口設(shè)防蟲網(wǎng)（孔徑≤1mm），地面設(shè)排水溝（坡度≥2%），墻面涂刷防潮涂料（耐水性≥96h無異常）。八、驗收與保修8.1驗收流程分項驗收：每道工序完成后，由技術(shù)負責人組織自檢，報監(jiān)理驗收（驗收資料包括隱蔽工程記錄、檢測報告）；竣工驗收：邀請業(yè)主、設(shè)