浅谈仿古木结构工程的监理体会
厉桂仁
北大附属嘉兴实验学校主入口门厅设计为传统的木结构,即斗拱式仿古建筑,我们很荣幸承担了校区(二标段)的监理任务。项目监理部对该门厅的施工过程格外重视,通过有效监管,如今该门厅已巍然屹立在校区的正东面。作为仿古建筑,斗拱普遍被大家所认知,但在施工中质量与安全的事前控制,还得从实施中才能做到理论与实践的结合。这类建筑数量虽然不多,但同仁们可能随时遇到,故我将整个监理过程的要点与大家分享,或许会有所启发。
一、认识斗拱。
1.何为斗拱式建筑。
沿房屋外檐的柱顶和檐梁的上方以及大阳角上一层层叠加并以弓形外探的承重结构件统称为拱,处于各层拱之间的方形木块统称为斗,合称为斗拱。斗拱式建筑屋盖的全部荷载经过斗拱传输到立柱至基础止,因此斗拱不仅有很好的装饰效果,更是主要的承重构件。
2.斗拱式建筑的历史价值。
斗拱在我国已有悠久的历史,据记载最早在西周及南北朝的钢器拱令簋上就已有大斗的形象,战国中山国墓出土的铜方案上就有斗和四十五度的斜置拱形象,汉代的石阙、明器、画像石和画像砖上也有大量的斗拱形象,因此,斗拱有着悠久的历史并具有很好的参考价值,中国建筑学会的会徽图案就是斗拱,其地位可想而知。
3.斗拱在房屋整体中的相互关系。
斗拱基本分布于外檐柱顶和檐梁枋上方以及大阳角的挑檐梁枋上方,分别承托着相连的整个屋架荷载,其中柱顶斗拱所承托的梁或楼层地面枋及挑梁外端的斗拱所承托的檐檩插入斗拱中,使斗拱和梁架拉结在一起,并顺屋身左右横出的斗拱也和井干状的柱头枋交接在一起,这种做法已有很长的历史发展过程,演变至今的柱头枋与它成直角的正侧面梁交织在一起又分为若干个井字格的水平框架,这时的斗拱就成为各交叉点的加强节点,已不再是孤立的承架或挑檐的构件,而是水平框架不可分割的重要部分,这个水平框架如今被称为辅作层,其主要作用是保持整个构架的稳定,例如至今仍保持完好的唐代五台山佛光寺大殿就是个典型的实例。
从明代以后,柱头间使用大小额枋和随梁枋,斗拱的尺度也不断缩小并且间距又相应地加密,更有效地起着承上启下和传递荷载的作用,同时承担桁檩外挑,这使得建筑物的出檐更加明显、优美和壮观,而且它造型如盆景又似花篮,因而也是很好的装饰性构件。特别是因其采用传统的榫卯结合具有较好的抗震作用,原因就是构架的节点不是刚接,为建筑物的刚度协调起着关键作用。一旦遇有地震时,其榫卯结合的空间构架就会“松动”而不致“散架”,能有效地消耗因巨震传来的能量,这是至今仍被人们喜爱的关键所在,也相信还将一直延续下去。
4.木作构件的制作。
我们通过本校主入口大门厅建造的全过程跟踪,更加深了对过程控制的了解。做木作活特别是斗拱式古建筑,如今在嘉兴货真价实的师傅并不多,那种混凝土施工中的模板工是不能胜任的。
二、一点体会。
1.针对措施。
首先,鉴于古建筑不是普通建筑,一般施工单位实际投入的人员往往与标书有较大出入,施工方案虽有但不全,而且不全的部分也很难专人负责落实,因此,监理的担子就更重了。其次,古建筑木作工程真正的能工巧匠往往都已年迈,交流起来有一定的难度,你很难改变他早已成型的“基本功”,加上因其年迈而又在安全防护设施有限的高处作业,安全生产时刻在向我们敲警钟,项目监理部结合实际情况针对性地采取以下措施:
(1)项目经理作为安全管理主要负责人,要求到岗到位,坚持“管生产必须管安全”的原则,把“安全第一,预防为主”放在首位。
(2)人性化地与老师傅沟通,让他们自觉配合安全生产管理。
(3)鉴于木制品属易燃物,故灭火器材做到有效到位,每天清理场地后再下班。
(4)高空操作平台下方加设水平安全防护网。
(5)工作区域严禁吸烟,杜绝一切明火。
(6)30Kg以上的构件统一由吊机起吊到位。
以上措施的实施,证明其确实有效。
2.斗拱制作中的事前控制。
(1)斗拱的用料、制作,必须满足设计要求。
(2)斗拱的各类榫卯节点必须符合传统做法。
(3)斗拱的外观尺寸必须采用1:1的样板翻版而成,不得使用由残缺、缺棱、掉角的构件,线条顺直,基本无创锤痕。
(4)斗拱榫卯必须结合紧密和安装牢固,销子齐全,基本无翘曲、无缝隙及不松动。
(5)斗拱安装时必须逐层固定、层次清楚、棱角分明,同一层面的同类构件必须在同一水平面上。
(6)造型复杂的斗拱如镏金或如意等宜先做一攒组装,确认无误后再成批画线制作。
(7)安装过程不得蹬踏昂头、耍头等部位,安装翼角连檐时不得捆缥斗拱。
(8)每组斗拱应先在地面试装成功后再拆除捆绑并标注安装部位,严禁正式安装过程中调换构件。
(9)制作完毕的斗拱构件应遮盖严密,严防暴晒或雨淋。
(10)保存期超过三个月时,宜将各构件先刷一遍底漆,防止因气温导致构件变形。
3.梁、枋、柱类制作中的事前控制。
梁、枋、柱类构件一般以圆形居多,首先应核实材质是否符合设计要求,其次就是含水率。材质较易控制,如楠木、柚木、香樟等,至于含水率的控制有一定的难度,凭经验是以干燥者为佳。制作过程柱类要求顺直,梁类要求选料时考虑二千分之一的跨内起拱,枋类要求与之相邻时以严密为佳,无论斗拱或梁、柱、枋类均应进行使用前的防火、防虫、防腐处理。
制作过程是按预定规格在其端头画出中心点,然后画出八卦线,八卦线以外部分按直线砍刨掉,再在八卦面上弹成十六瓣线并砍刨成十六方。一般情况下,作为专业工匠,凭目测直接刨成三十二方,直至所有棱角刨光,最后成圆柱、梁或枋交与“把作师傅”(确定各类尺寸的画线工),其余工匠则按各自特长在把作师傅授意下投入各构件的细加工。
制作过程特别要注意穿插枋卯的口子为大进小出的结构,通常进榫部分卯口高度按穿插枋高相等,半榫深按1/3柱径定,出榫部分的高按进榫的一半计,卯口宽按柱径的1/4计,这里还有个榫卯“半线”卡,即在把作师傅画的榫头锯榫时要锯除榫侧的半根线,在凿卯眼时又要在把作师傅画的卯眼侧留住半根线,最终在榫卯汇合时各留的半根线而又拼成一根线,这就是祖传工匠对细节部位的把关要求之一。有些祖传的工艺及流程中的细节把关已将失传,例如:某幢木结构民宅,每根圆柱子都是上细下粗且各自弯曲成型的原条木,但最终整幢房子的轴线之间净距绝对是设计中的净距,试问这梁的净长度是怎么定的,有望同仁们对此发表见解。
4.安装工艺和安全技术措施。
为保证斗拱组装顺利,在正式安装之前要进行“草验”,即:试装。如果试装中发现榫卯过紧或者其他偏差,要进行修理或者更换部件,使之符合榫卯结合的要求。试装成功的斗拱要分组捆绑在一起并标注记号,以防止混杂搞错。
在正式安装时,将组装成功的整攒斗拱运抵至对号的部位进行定位固定。一般情况下,斗拱的各部件由人工搬挪至安装部位进行安装,如是预先组装完成的整攒式斗拱,则因其重量及形状只能采用吊机起吊到位。
无论是人工搬挪还是机械吊装,其安装部位的下方必须张挂水平安全网。机械吊装要确认合理的起吊点及绳扣的可靠性,依次按平身科、柱头科、角科逐层进行,先安第一层大斗以及与大斗有关的垫拱板,然后再按照山面压檐面的构件组合规律逐层安装。
斗拱安装中要每层挂线,以保证各攒和各层构件平与齐,正心枋和内外拽枋及斜斗板和盖斗板等构件要同斗拱其他构件一起安装(万一遗漏一个构件是没法补装的),安装到耍头一层时,柱头科要安装挑尖梁,确保翘、昂、耍头等出入平齐和高低一致且结合严实。对于大型斗拱的安装,在支座内外还要加搭水平钢管以承托外伸的拱臂,以防止斗拱倾斜与位移等。
创、(翼)角及橼望的安装,首先要按设计要求分好橼档间距,然后在正身部位两尽端各钉一根檐橼,并用木杆校对橼头的高低,并在橼头尽端上楞挂线、中部再钉1~2根檐橼挂住线的中段,然后两人一挡钉正身檐橼、橼碗、花架橼、脑橼。在嫩戗(仔角梁)下皮、距老戗(老角梁)头向里5cm处剔凿连檐口子,小连檐正身按橼径1/5留雀台,与橼头钉牢,两端插入连檐口子内,使之成为一条冲、翘圆滑的曲线,并点上橼花,然后钉枕头木、戗(翼)角橼,铺钉望板后再盘橼头、擦楞。钉正身飞橼必须与下面的正身檐橼对齐,在中部加钉,然后钉大连檐。大连檐外皮与飞檐头按1/4橼径留雀台,将橼档调匀后把飞橼与望板及檐橼钉牢。
最后将连檐洒头端交代在嫩戗(仔角梁)头连檐口子上,然后随冲翘曲线在连檐及戗(翼)望角板上点翘飞橼花,依次钉好翘飞橼、盘头、擦楞,最后安闸挡板,钉飞橼望板及压尾望板。
5.筒瓦屋面的安装。
筒瓦必须符合设计要求,往屋面运瓦以人工为主,均匀堆放在屋面上,并要双坡同时进行,在屋脊边应多放垄以备筑脊,摆瓦是仰瓦上下搭压1/2瓦,盖瓦上瓦搭下瓦2/3,通过摆瓦调整搭压,使不出半截瓦的楞条,同时计算出总用瓦量;筑脊:筒瓦屋面的脊是先做的,且先做山墙处的边垄脊下两坡的老头瓦,老头瓦是下面排垄的依据,必须从一头山墙到另一头山墙按规矩排好,再按仰头瓦和盖瓦铺出屋脊两坡三张仰瓦及五张盖瓦的老头瓦,以备筑脊,老头瓦铺筑就要以瓦压1/2和盖瓦压2/3方法铺放,同时盖瓦还应两边扣盖到仰瓦内4cm,中间留出约10cm的瓦沟以便排水。
做背脊是瓦铺好以后,在两坡老头瓦的脊上用石灰砂浆窝一张盖瓦扣住两头的老头瓦,再在其上盖第二皮盖瓦。扣瓦时要骑缝,并以此找直屋脊,背脊合好以后,再在其上砌一皮瓦条找平,在做好的背脊瓦条平面上开始筑脊,筑脊瓦要立放,两头做成纹头,瓦要挤紧排齐,筑脊完成后在立瓦上抹一层盖头灰,再在背脊与老头瓦的仰瓦中的空隙用此灰抹堵严实与压光。
筑脊完成后,清理屋面开始铺瓦了,铺瓦要以老头瓦为准及摆瓦时顺坡的线为依据,每铺一垄均应从沿头向上铺筑,直至铺完整个屋面。
三、结束语。
以上是我对北大附属嘉兴实验学校工地主入口门厅斗拱监理的一点体会,供同仁们参考并欢迎交流。文章一定有很多不妥之处,请大家批评指正。
【阅读体会】
我是新来公司实习的新员工陆时伦,来北大附属学校工地,主入口门厅木结构斗拱已施工完成,董董让我把厉工写的文章《浅谈仿古木结构工程的监理体会》校对一下,我经过一晚上的学习,从阅读初始的不明所以直到阅读完后的稍有体会,是一个很好的学习过程。字里行间,老前辈通俗易通却又不失专业用词的表达真切、务实,很接地气,让我进一步感受到,本文作者厉桂仁老先生正如工作中体现的那样:“工作严谨、平易近人。”
本文从北大附属学校的门厅斗拱引出,阐述了一项古老建筑瑰宝——斗拱的施工过程,它,更是一种中华建筑文化的标志和符号。我是学电气工程与自动化的,以前,只是从课外阅读中了解了一些有关斗拱的知识,今天,通过厉桂仁老先生的文章,让我进一步了解了它的大致建造过程,真的受益匪浅。
在工地现场远眺学校大门门厅,斗拱无疑是整个学校工程最具艺术的亮点,无论是斗拱、还是描绘的图案,都透露出中华文化的渊源与深厚,这是我人生工作的第一个工程,我为我能遇上厉老先生这样敬业的长者而感到自豪。
厉老先生说,这门手艺正在慢慢失传,是莫大的遗憾,衷心希望这门艺术可以源远流长,这是我写这篇文章的初衷,希望对我们的晚辈有一点点参考作用。“老骥伏枥、志在千里”用在厉桂仁老先生身上真是太确切了。