上海市文物保護建筑勘察及修繕建議
——以執信西齋為例

■ 顧雪峰 GU Xuefeng

0 引言

文物建筑作為我國眾多燦爛文化遺產中寶貴的一部分，在文化傳承和發揚過程中具有重要價值。然而，隨著時光的流逝和社會的發展，文物建筑受自然和人為等因素作用，安全性和美觀性已逐漸退化，甚至瀕臨喪失。文物建筑的保護修復已成為我國在推進城市化建設過程中的一項重要工作[1]。由于文物建筑始建年代不一、結構形式多樣，且大多經歷過歷史修繕，因此其前期勘察對后期修繕工作的順利推進顯得尤為必要。本文結合案例分析，總結現場勘察工作重點及修繕建議，以期為同類項目的開展提供參考。

1 案例概況

勘察案例為位于上海市徐匯區華山路1954 號上海交通大學校區內的上海市文物保護建筑——執信西齋（圖1）。該建筑始建于1930 年，建筑面積約4 362 m2，主要用作學生宿舍。

圖1 執信西齋全景

1.1 歷史沿革

上海交通大學是近代中國歷史最為悠久的大學之一，其前身為南洋公學，創建于1896 年。20 世紀20 年代后期，南洋大學更名為國立交通大學（下稱“交大”），并在孫中山先生的“實業計劃”號召下，進入高速發展階段。

1929 年春，交大開啟“建設十年計劃”，并將學生宿舍建造列為重點項目。1930 年3 月28 日，在校園西側空地上，由著名建筑師范文照先生設計的新宿舍落地建成，取名為“西新宿舍”；后為紀念朱執信先生，改名為“執信西齋”。

1932 年1 月28 日，淞 滬 會 戰在上海爆發。執信西齋被臨時用作傷兵醫院，救治受傷的抗日將士。1937年，交大徐家匯校區被日本憲兵隊占領，執信西齋成為駐扎地。日軍大肆毀壞學校的圖書、儀器與設備等，致使昔日美麗的宿舍變得滿目瘡痍。

抗戰勝利后，戰時在重慶建立的交大分校開始回遷上海，交大學子們又重新住進執信西齋，并一直沿用至今。

1.2 文物建筑特色

執信西齋建筑屬于折衷主義風格，其整體平面布局近似“U”形（圖2），圍成一個朝南的三合院，房屋結構形式對稱統一。

圖2 執信西齋區域平面圖

1.2.1 建筑立面

建筑整體莊重簡潔、樸素大方。其外立面采用假清水磚墻面，紅磚外批磚粉面層、白灰勾縫。房屋立面開窗對稱規整，建筑手法古樸自然，窗框由紅磚出挑砌筑（圖3）；檐口及門窗等裝飾線腳采用紅磚自身顏色，利用磚的不同砌法（窗框部位為豎向排磚，突出立面窗框并形成獨特的立面特色），產生渾然一體且富有韻律感、立體感的裝飾效果；檐口下部利用扇形磚塊進行砌齒，整體突出墻面10～20 mm（圖4），形成連續均一的磚砌裝飾。

圖3 執信西齋外立面圖

圖4 執信西齋檐口下部齒形花飾

1.2.2 屋面與山墻

建筑屋面借鑒中國傳統建筑的雙坡屋頂造型（圖5），屋脊線條玲瓏有致；屋頂坡度多為30°，立體感強烈。雙坡挑檐的形式使建筑主體與屋頂坡面完美銜接。

圖5 主樓雙坡屋頂

山墻處設置有半圓形木質百葉窗（圖6），不僅具備通風功能，還能起到點綴外立面，增強墻面色彩感與圖案布局協調性的作用。

圖6 山墻處的半圓形木質百葉窗

1.3 結構概況

在原設計中，該建筑為中部3層、兩翼2 層的磚木結構房屋，東西長約85.1 m、南北寬約54.9 m，建筑面積約4 362 m2。建筑一層層高為3.70 m，二層屋檐建筑標高為7.68 m，屋脊建筑標高為11.65 m（所有標高均為相對一層室內地坪標高）。

建筑墻體多采用紅磚及混合砂漿砌筑，其中：外墻面做法由內向外依次為防水界面劑、磚粉面層和白色涂料（勾勒磚縫）；內墻面則采用砂漿找平和白色涂料（衛生間區域瓷磚貼面）。建筑二、三層房間內多為泥墁條吊頂，地面鋪裝木地板；走廊多為輕質扣板吊頂，地面鋪設地磚；另外，衛生間、淋浴間、盥洗室等區域地面亦鋪設地磚。門窗洞口多為矩形，尺寸主要有3 種規格，即：1 500 mm×1 600 mm、1 500 mm×2 100 mm、1 100 mm×2 100 mm。

建筑采用墻下剛性大放腳磚基礎（條形基礎），基座下鋪厚度為300 mm 的三合土墊層；豎向構件采用紅磚及混合砂漿砌筑的磚墻承重。二、三層房間內樓板結構采用木擱柵+木樓板形式，走廊、衛生間、淋浴間及盥洗室區域則采用現澆混凝土板，局部樓梯間及南立面入口雨篷區域采用混凝土梁及厚100 mm 的現澆混凝土板。

屋蓋結構形式主要為：木屋架+木檁條+木望板+機制平瓦。其中，木屋架主要有兩種尺寸形式（圖7），且均為三角形木屋架。木屋架桿件間主要通過榫頭連接，僅有部分關鍵節點采用鋼片緊固件對穿螺栓連接。

圖7 兩種三角形木屋架尺寸形式

1.4 維修加固情況

該建筑曾于2007 年進行過一次大修加固，并改為磚混與磚木混合結構，具體情況如下。

（1）在建筑一、二層各房間橫墻端部靠近內縱墻處新增了T 形混凝土墻肢，并與原有墻體采用穿墻鋼筋連接，垂直向間距為500 mm（圖8）；靠外縱墻區域新增混凝土構造柱，并與原有墻體間采用化學螺栓連接，垂直向間距為500 mm（圖9）。新增的混凝土墻肢、混凝土構造柱縱橫向均采用混凝土梁相連，其中：縱向連梁設于樓地面位置，橫向連梁設于樓地面位置及樓層半高位置；新增鋼梁則位于二層混凝土板底。

圖8 一層新增混凝土墻肢與原有墻體連接節點詳圖

圖9 一層新增混凝土構造柱與原有墻體連接節點詳圖

（2）在上述新增構件區域增設40 mm 厚配筋水泥砂漿面層，對原有稱重磚墻進行加固（外墻單側加固，內墻兩側加固）。采用粘貼碳纖維布的方法，對二層走廊混凝土樓板部分區域及部分混凝土梁進行了加固（圖10）。另外，在部分木屋架間增設了鋼結構支撐（圖11）。

圖10 碳纖維布加固混凝土板

圖11 鋼結構支撐大樣及節點詳圖

（3）對墻下原有條形基礎采用外包混凝土進行加固，外包基礎底面埋深與原基礎三合土墊層埋深保持一致。對基礎部分區域增設混凝土系梁，在混凝土基礎處增設混凝土墻肢、混凝土構造柱，與原墻下基礎加固區域相連。

（4）對原清水磚墻墻面外批磚粉面層（假清水），外刷1 mm 厚紅色涂料；并對窗臺、壓頂及突出腰線等飾面層做流水坡度和滴水處理。

2 現場勘察

鑒于該建筑存在局部外墻潮濕滲水、磚塊風化等老化損傷問題，在修繕改造前，有必要開展現場勘察和安全性能評估工作，為后續修繕工程的實施提供基礎依據。

2.1 建筑結構布置復核

對建筑原結構布置和承重磚墻加固情況進行現場勘察，結果表明：房屋內外墻厚度與設計相符；承重磚墻內墻雙側和外墻單側加固砂漿厚度基本與設計相符。

2.2 材料強度檢測

（1）根據國家標準《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術規程》（JGJ/T 136—2017）[2]，現場抽樣測試該建筑承重墻體的混合砌筑砂漿強度。結果表明：砂漿強度實測平均值和最小值分別為2.0 MPa 和1.8 MPa，可評定為M2.0。

（2）根據國家標準《砌體工程現場檢測技術標準》（GB/T 50315—2011）[3]，現場使用回彈法抽樣測試該建筑黏土紅磚強度。結果表明：黏土磚抗壓強度實測平均值和最小值分別為11.0 MPa 和8.2 MPa，強度等級可評為MU10。

（3）根據國家標準《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（JGJ/T 23—2011）[4]，現場利用混凝土回彈儀抽樣測試該建筑混凝土構件強度。但由于現場檢測不具備取芯測試條件，故利用混凝土強度推定值進行評定。對原結構混凝土梁構件按照1 個檢驗批進行混凝土強度推定（原混凝土梁構件較少，共抽檢3 根梁構件）；同時，對后加固區域混凝土構件亦按照1 個檢驗批進行混凝土強度推定（共抽檢12個構件）。結果表明：原結構混凝土梁抗壓強度推定值為16.3 MPa（因測試數量較少，檢驗批強度推定值取單構件強度最小值），按齡期修正后強度為13.4 MPa，檢驗批混凝土抗壓強度等級達到C13；后加固區域混凝土構件抗壓強度平均 值 為30.4±2.24 MPa， 推 定 值為26.7 MPa，按齡期修正后強度為25.4 MPa，檢驗批混凝土抗壓強度等級達到C25；兩者均低于原設計強度C30。值得注意的是，由于不具備取芯條件，檢測結果僅用于結構驗算。采用酚酞酒精溶液檢測到加固區域混凝土構件表面碳化深度約7～11 mm，碳化作用相對較弱。

（4）根據上海市工程建設規范《既有建筑物結構檢測與評定標準》（DG/TJ 08-804—2005）[5]，基于表面硬度法，采用里氏硬度計推算該建筑加固區域鋼梁的抗拉強度。結果表明：后加固區域鋼梁推算抗拉強度為433～438 MPa，實測鋼材強度符合Q235 級鋼的設計強度要求。

（5）對建筑原結構及后加固區域混凝土梁、柱、墻構件的鋼筋配置進行現場抽樣檢測。鑿開部分構件角部混凝土保護層，采用游標卡尺測量鋼筋直徑，并采用鋼筋探測儀檢測縱筋根數與箍筋間距。結果表明：后加固區域混凝土梁、柱、墻配筋情況基本符合設計要求。

2.3 房屋使用及損傷狀況調查

現場通過目視、無人機觀測及紅外熱成像等方式，對該建筑物特色部位（主要為房屋外立面、入口門廳、雙坡屋面等）、承重構件、設備設施等損傷及使用狀況進行調查。該建筑現有損傷主要表現為：走道局部現澆板鋼筋銹斷，木屋架螺栓節點普遍銹蝕，木樓面局部存在白蟻蛀蝕情況；外墻面普遍潮濕，涂料或粉刷層普遍起鼓脫落、局部磚塊輕微酥堿風化；室內其他老化損傷等。

2.4 房屋傾斜和相對高差測量

根據行業標準《建筑變形測量規范》（JGJ 8—2016）[6]，現場按照投點法，采用全站儀檢測該建筑角點棱線的傾斜狀況，測量結果包含施工誤差、測量誤差及累計變形（表1）。此外，為了表征該建筑相對不均勻沉降情況，現場采用水準儀測量其勒腳線的相對高差，測量結果包含施工誤差和測量誤差（表2）。角點傾斜和勒腳線相對高差測量示意圖見圖12。

表1 角點傾斜測量結果

表2 房屋勒腳線相對高差測量結果

圖12 角點傾斜（左）和勒腳線相對高差（右）測量示意圖

該建筑主要表現為向北傾斜（南北方向），而東西方向傾斜不明顯；角點棱線的傾斜率在0.16%～12.00%范圍內，其中，主樓角部棱線向北 傾 斜 率（6.37%～12.00%） 及西翼樓南側角部棱線向西傾斜率（7.06%～10.83%）普遍較大。主樓入口門廊向北平均傾斜率為2.09%，東西方向傾斜不明顯，門廊角部棱線的傾斜率處于0.23%～4.11%范圍內。

根據相對高差測量結果，房屋勒腳線平面大致呈南高北低趨勢，且翼樓高、主樓低（折算主樓平均向北傾斜率為5.90%，與傾斜測量規律大體一致）。房屋表現出393 mm 的最大相對高差，存在顯著不均勻沉降問題（主樓沉降問題相對嚴重）。

3 結構承載力驗算

根據國家標準《木結構設計標準》（GB 50005—2017）[7]和《 砌體結構設計規范》（GB 50003—2011）[8]，對該建筑結構進行承載力驗算。根據現場檢測結果，采用建筑結構空間有限元分析與設計軟件（PKPM），對房屋在正常使用情況下（不考慮地震作用）的結構承載力進行驗算。注意在磚墻驗算時，考慮墻體加固對承載力的貢獻。另外，木構件驗算時，暫不考慮蟻蛀病害對承載力的影響。

（1）采用砌體結構模型，對建筑整體進行承載力驗算。驗算過程中，材料強度按照實測結果取值，即：老結構紅磚強度MU10、砂漿強度M2.0，后加固結構混凝土強度C25；松木作為該建筑屋架等木構件的主要原料，強度等級為TC13B（順紋抗壓、抗彎、抗剪、抗拉強度分別為10、13、1.4、7.0 MPa，考慮到木構件已使用近90 年，計算時使用0.8 強度折減系數）。承載力驗算過程中的荷載取值信息見表3。結果顯示：承重磚墻受壓抗力與荷載效應比值總體處于1.21～13.67 范圍內，受壓承載力總體上能夠滿足現行規范要求（比值＞1）；原結構混凝土部分梁截面尺寸偏小且為轉換構件，計算時承載力不足；二、三層樓蓋木擱柵的抗剪承載力與荷載效應比值基本＞6.59，且抗彎承載力與荷載效應比值最小為1.82，二者均符合現行規范要求；屋面木檁條的抗剪承載力與荷載效應比值約為3.39，且抗彎承載力與荷載效應比值約為1.09，總體上符合現行規范要求。

（2）采用SAP2000 對木屋架進行承載力驗算，主要包括軸力、剪力及彎矩。結果顯示：屋架桿件剪應力效應與抗力比值，上、下弦桿強度計算時效應與抗力最大比值，以及穩定性計算時效應與抗力最大比值均＜1.0?？紤]到木屋架目前使用狀況良好且無明顯結構性損傷，可認為木屋架構件承載力能夠滿足現行規范要求。

（3）由于缺乏工程地質資料，地基基礎承載力驗算難以開展。驗算房屋軸基底反力基本低于80 kPa，結合該建筑當前并未出現由不均勻沉降導致的結構性損傷，且改造后使用荷載與原有荷載保持同等，因此該建筑地基基礎承載力總體上符合現行規范要求。

4 抗震性能分析

由于該建筑始建于1930 年，根據上海市工程建設規范《現有建筑抗震鑒定與加固規程》（DGJ 08-81—2015）[9]，按后續使用年限30 年（A類）、7 度抗震設防、丙類要求，基于結構體系、結構連接整體性和材料強度三方面，開展房屋抗震措施鑒定。

結果表明：該建筑材料強度、局部橫墻間距較大處設置的混凝土墻肢，填充墻中部及木擱柵底部設置的混凝土梁，以及木屋架之間設置的鋼支撐等部分抗震措施基本滿足A 類建筑要求；地震作用下，房屋承重墻抗震承載力亦基本滿足A 類建筑要求。因此，可認為該建筑物整體抗震性能滿足現行鑒定標準對A 類建筑物的要求。

5 修繕建議

基于實際測量結果，結合考慮后續的功能使用布局，現有不足之處主要表現為：①部分梁截面尺寸偏小，且存在計算超筋現象；②局部混凝土現澆板主筋銹斷，承載力不足；③現場不具備木構件全面普查腐朽及蟻蛀損傷的條件；④二層轉換梁承載力不足，走道局部混凝土板銹脹嚴重。

根據文物及歷史建筑相關保護條例，基于修舊如舊、以修為主的原則，提出以下修繕建議。

（1）文保部位修繕：房屋外立面、檐口下部花飾、特色門窗拱券等文物保護部位均存在一定的損傷，應嚴格按照原樣式、原材質、原工藝進行修繕。

（2）墻體結構維護：恢復清水磚外墻，并對表面風化的磚塊進行維修；清除外墻上生長的植物，并進行修補；對部分軸縱橫墻連接處脫開的墻體及時采取維修補強措施；此外，衛生間、盥洗室及淋浴間外墻普遍存在滲漏情況，應全面排查其防水構造措施，并及時進行維修處理。

（3）木構件維護：委托專業單位進行蟻害檢查和防治，在修繕過程中對木構件腐朽及蟻蛀等損壞情況進一步檢修，并對蟻蛀或腐朽嚴重的木構件進行替換；對銹蝕的木屋架螺栓節點鐵件進行除銹，并采取防腐措施。

（4）混凝土構件維修：針對部分梁截面尺寸偏小且承載力不足、局部混凝土現澆板主筋銹斷等問題，應及時采取加大截面或黏鋼板、板鋼筋除銹加鋼套管等修繕補強措施。

（5）碳纖維布處理：由于碳纖維布加固局部混凝土梁板年限較久，存在材料老化、強度不足等問題，建議后續對碳纖維布進行整體替換或采取可靠修繕處理措施。

（6）防潮問題：房屋底層墻體普遍潮濕，施工單位在進行房屋修繕施工時應先檢測墻體含水率；同時，可打“防潮針”（高強壓密注射防水劑）應對磚墻底部潮濕問題，條件允許時，可對防潮層進行整體替換。

（7）設備管線維護：房屋設備管線使用年限較久且存在局部老化等情況，建議在后續房屋修繕時，對設備管線等進行更換。

（8）裝修注意事項：在后續裝修時，新增輕質材料隔墻應保證可靠連接主體結構，嚴格控制樓面使用荷載，嚴禁屋架懸掛較重設備。

6 結語

文物建筑是歷史更迭的見證者，它不僅具有極高的歷史價值、藝術價值和科學價值，還具有文化價值、情感價值、使用價值等多方面價值；且隨著社會的發展和人民生活水平的不斷提升，這些價值愈發凸顯。本文從上海市文物保護建筑——執信西齋的背景入手，在了解其歷史沿革、建筑特色、結構概況及維修加固情況后，對建筑進行現場勘察、結構承載力驗算和抗震性能分析，并提出修繕建議。這一系列完備的勘察程序和內容，可為后續的文物建筑保護和修繕工作提供借鑒。文物建筑的勘察需要充分認知文物本體價值、準確評估文物損害情況、仔細考慮現場工程條件，如此方可提供堅守修復理念且可落地實施的修復方案。