古建筑木柱的损坏与修缮
在传统木构建筑中，柱、梁、枋、檩、板、椽构成了整个房屋的承重构架，作为支撑这个骨架的柱子，屋面的所有重量都要通过它来传递到基础，所以，柱子在整个结构中的作用是非常重要的。同时，由于柱子直接与地面、墙体相接，地面、墙体的潮气直接侵入柱体，加上虫害、霉菌和其它因素的损害就决定了柱子的受损概率要远大于其它木构件。所以对木柱的保护修缮始终为文物古建筑修缮的重点。
本文主要针对木柱所处的不同位置，不同损坏情况以及不同的修缮方法进行介绍。
一、柱子的不同位置
在木构建筑中，柱子有露明柱、半露明柱、墙内暗柱。
1. 露明柱是四周无任何依附的独立柱子， 如：有廊建筑的檐柱、无廊建筑室内的金柱、里围金柱及钻金柱（通天柱）等。
2. 半露明柱是一部分被包砌在山墙、檐墙、槛墙内，一部分暴露在墙体之外的柱子， 如：无廊建筑的檐柱、山柱，有廊建筑的金柱等。
3. 墙内暗柱是柱身整个包砌在墙体内，完全不露明的柱子，如角檐柱等。常见的柱子损坏状况有裂缝、糟朽和虫蛀。
二、柱子的损坏特点
1. 柱子的裂缝，有两种，即轮裂与径裂（非人为的断裂）。
① 轮裂是沿年轮的开裂。有轮裂疵病的木材不能使用。
② 径裂，沿半径方向开裂叫径裂，径裂是木材常见的一种疵病，径裂的深度一般情况下不超过柱径 1/3 就不会影响其性能，可以通过修补而加以利用。
2. 糟朽，由于传统建筑防潮功能较差，地下的潮气很容易通过灰土、磉墩、墙体侵入到木柱内部。一些表面都做了地仗油漆，但木材并未干燥的木柱，聚集在内部的水气无法散出，久而久之就会造成木柱内部特别是柱根部分的糟朽。
3. 虫蛀，主要是白蚁的蛀蚀，是木结构特别是南方地区的木结构是常见的病害，它导致柱子中空糟朽，给建筑物带来严重的隐患。
三、针对不同损坏情况采用不同的修缮方法
关于柱子修缮在文物建筑修缮工程操作规程中是这样规定的：“柱子糟朽柱心木质完好，糟朽深度不超过柱径的1/5时，应采取“剔补包镶”的方法；柱子糟朽深度超过柱径的1/5但糟朽高度入墙柱小于柱高1/3，露明柱小于柱高1/5时，可采取“墩接柱根”的方法。
根据以上要求，柱根的修缮可采取包镶和墩接两种办法，现分别加以说明。
(一) 柱根的修缮：包镶（镶补）
剔除柱子糟朽部分后用同材种干燥木料进行镶补，最好是同建筑上更换下来的同材种木料。如建筑使用的珍稀材种无法找到时可用相近木材替代，但应征得设计方及文物部门的认可。镶补木料根据使用要求涂刷防火、防腐及防虫等处理剂。镶补木料每块的宽度根据柱子直径定，约60~100mm不等，端头做人字肩以增大接触面，涂刷粘接剂后用钉固定，固定用胶可采用环氧树脂，钉可采用普通圆钉，有特殊要求的文物建筑按设计要求可另行选定（见下图）
柱子如满周圈镶补或镶补过多时需加铁箍1～2道。铁箍视柱径大小采用宽40～ 80mm，厚3～5mm 扁铁，并要求涂刷防锈漆（见下图）
(二) 柱根的修缮：墩接
1. 这里需要了解墩接柱子程序（以巴掌榫作法为例）
① 墩接前必须先将柱子及上面的梁进行支顶，避免在墩接操作中发生意外；顶起高度不宜过大，柱子虚离地面即可（有管脚榫的柱子可适当顶高一些，以不影响木结构及墙体为准）。
② 对柱子周边影响操作的墙体、抱柱、抱框进行拆除。
③ 按“室内见横缝”的要求分段锯除柱子糟朽部分，做出刻半、头缝榫卯口、头缝榫头。
④ 按墩接尺寸制作更换柱料：原柱与更换柱刻半搭接的长度为1.5倍柱本身直径，并不得小于400mm。更换柱最短长度不小于本身径（不小于200mm）。做出刻半及头缝榫（墩接柱头缝榫宽、长20~40mm、30~50mm不等，视柱径做增减）、管脚榫（原建筑无管脚榫的按原作法）。
⑤ 按要求涂刷防火、防腐、防虫涂料。
⑥ 原柱与更换柱对接入位。
⑦ 剔凿箍槽，安装铁箍（铁箍宽、厚 40~80mm、3~5mm，视柱径做增减）。
⑧ 拆撤支顶（见下图）
在“墩接柱子”这个维修项目中还有另外一些作法，这里做简单介绍。
2. 抄手榫墩接
这种作法的优点是用于露明柱时不易错位移动，但由于安装方法是两柱对接，所以只能用于原柱拆下整修式柱顶拆卸后的墩接维修，有一定的局限性。
具体作法：
原柱与更换柱断面上画十字线，分为四瓣，各剔去对角的两瓣，上下对角相插，相插的长度亦为柱径的1.5倍（且不得少于 400mm）。搭接部位打铁箍两道，铁箍与柱子卧平(见下图)。
3. 螳螂头榫墩接
这种方法较为少见，具体作法：更换柱的上端做“螂螳头”式通长榫头，榫头宽度1/4～3/10柱径，长为柱径的1.5倍（不得少于 400mm）。见下图：
4. 不露明柱的几种墩接方法
墩接柱子除了用木材以外，还有用石材墩接的作法，这种作法适用于糟朽高度在 200mm 以内的柱子，尤其是埋砌在墙体中不露明的柱子。这个高度的木质更换柱易劈裂而且由于墙体潮湿极易糟朽，用石材代替木材做更换柱更为延年，再由于是埋砌在墙体内不用考虑外观效果，所以，是一种比较可行的方法。
不露明柱石材墩接的具体作法：
按墩接高度做出石更换柱（墩），原柱顶海眼剔凿加大深度，灌注环氧树脂栽铁榫与石更换柱（墩）底部凿出卯口插接入位；石更换柱（墩）顶部剔凿海眼，与原柱后做管脚榫相接，如果原作法没有管脚榫的按原作法（见下图 a）。
这种石材墩接的方式同样可以用于小于200mm高的露明柱子的墩接，由于是露明柱，要考虑到外观效果，所以其墩接的方法有所不同。
不露明柱混凝土墩接的具体作法：
用标号不小于C15混凝土按墩接长度打成方柱墩，柱墩每边要比木柱宽出不少于 50mm，并按木柱直径（圆柱可加工成方形）在混凝土方柱墩内预埋角钢，埋入柱墩内部分需焊接连成整体，其长度不少于500mm，露出长度1.5倍柱径或不少于 400mm，角钢打眼用圆钉或螺栓与原木柱固定。在施工时须特别注意的是混凝土有收缩，必须等到混凝土柱墩干燥后再进行墩接，以免影响柱子的原有高度。
混凝土柱墩底部与原石柱顶对接部分作法同石更换柱（见下图）。
不露明柱混凝土柱墩接示意说明
这里需要说明，利用石材或混凝土墩接的做法，不符合“不改变文物原状”的文物古建筑保护原则，严格地说是不允许的，对于非文物建筑修缮这种做法是可以的，但在文物修缮中不应推广，特此说明。
混凝土方柱墩，长按墩接高度，见方按圆柱扒方后每边各加50mm；根据柱径大小按方柱尺寸在混凝土墩四角预埋50×50×5～100×100×10角钢，伸出的锚固长度 1.5倍柱径，涂刷防锈漆后与原木柱钉接，并用角钢抱箍两道加固；角钢埋入混凝土墩接柱部分长度不少于500mm并用扁铁拉结；木柱扒方部位补齐随原径。木柱包鑲、墩接实例如下：
(三) 辅柱法
如遇不能抽换的柱子（如中柱、山柱）发生折断腐朽，而不能落架大修时可采取加辅柱的方法进行加固，辅柱一般采取抱柱形式，断面方形，可在柱的两个面或三个面加安辅柱，用铁箍将柱子与辅柱箍牢，使之形成整体 。
（四）针对虫蛀的修缮
这里，介绍一种“灌浆加固”的维修方法。这种方法就是将高分子材料（树脂类）灌注在柱心糟朽的空洞部分，这样，即能最大限度的保留了文物建筑构件的本体又相对增强了构件强度，同时也减少了虫害对构件的继续蛀蚀。具体做法如下：
（1）采用敲击、钻孔的方法确定糟朽部位的深度、高度，确定维修方案。
（2）在与柱子连接的梁、枋等构件下方采用牮杆支顶加固。
（3）在 柱 子 糟 朽 最 严 重 的 一 侧 剔 凿 或 锯 出 宽 约100~150mm（以便于操作为准，越窄越好）的通长口子，将柱心糟朽部分剔除直至见到好木；
（4）分段灌注，以每段 800~1000mm 高为限，每段留出灌浆口后将口子用干燥旧木料补严，同时将灌浆部位的缝隙嵌严以防漏浆，固化后方可进行下段作业；
（5）灌注时采用漏斗等工具，尽量提高浇筑高度，加大灌浆压力，灌实、灌严（见下图）。
(五) 抽换柱子
当木柱严重糟朽或高位腐朽，或发生折断，不能用墩接方法进行修缮时，可以采取抽换或加辅柱的方法来解决。木柱抽换最重要的是安全问题。事先一定要采取稳妥措施，将与柱子相关的梁、枋等构件支顶牢固，构件支起高度要大于檐枋自身高，创造抽出柱子的条件，然后将柱子撤出，换上新柱。抽换构件，在条件允许的情况下方可进行。并不是所有的构件都能抽换，也不是多数构件都能抽换。只有檐柱、老檐柱等与其它构件穿插较少，构造简单的构件才能进行抽换。
① 挑顶抽（更）换柱子
a. 先用牮杆、千斤顶、垫木、抄手楔将梁、枋等构件支顶牢固。
b. 将残损柱子四周的抱柱、抱框拆除，砖墙柱门每边掏开200mm左右，以便于柱子拆卸。
c. 千斤顶、立牮杆渐进顶起梁、枋（每次顶起的高度不得过大），等牮杆根据顶起高度随时背抄手楔及垫木，以保安全。
d. 顶起高度超过枋（梁）高度后撤出残损的柱子，换上新柱后回复原位。
e. 拆除千斤顶、立牮杆、等牮杆。
挑顶更换柱子过程示意（见下图）。
② 不挑顶抽（更）换柱子：
整栋建筑只做瓦面查补，屋面不动时抽换柱子的作法有两种：
⑦ 拆除牮杆。
（2）第二种，柱顶石不动抽（更）换柱子（也称：偷（托）梁换柱）（见下图）：
① 确定柱高后用牮杆、垫木、抄手楔将梁、枋等与柱连接的构件支顶牢固，有斗栱的建筑在室外一侧加装一根斜戗，支顶在斗栱头翘部位；
② 将残损柱子四周的抱柱、抱框等构件拆除，柱外侧砖墙拆除（根据拆除方向确定），拆除宽度以便于柱子的拆卸、安装为准；
③ 根据柱头枋、梁榫卯的高度及松紧情况锯除部分残损柱根，残损柱的锯除面为斜面马蹄形(见下图马蹄形示意)，其短角面向室内，长角面向外（墙身方向、残损柱拆除、安装方向），锯除面的斜度以能向外拆卸残损柱为准（也是新柱向内安装的依据），也可根据木构件的实际情况作调整。
④ 拆卸残损柱，制作新柱，新柱按所述方法锯出马蹄形斜面，并按对应尺寸做出柱脚垫木，垫木应采用密度高的硬木，减少劈裂，垫木根据柱顶石原状确定是否做出管脚榫，在安装中可根据实际情况适当调整管脚榫的高度；
⑤ 自外向内（可根据木构件的实际情况作调整）安装新柱（如安装困难，可将入榫卯口适当加宽，安装入位后用木枋补严）、柱根垫木，安装铁箍，铁箍宽度要宽于柱脚马蹄形斜面 30~50mm；
⑥拆除牮杆。
抽（更）换中需要注意的几点：
1. 在柱子抽（更）换前应对檐出较大特别是带斗栱的建筑除在室内进行支顶外，在室外也要进行支顶，以防止在抽（更）换过程中发生结构歪闪；
2. 在柱子支顶过程中， 每次顶起的高度控制 在20mm左右不能过大，且在支顶过程中随时观察与柱子相接的梁、枋等构件榫卯处变化的情况，不得伤及到这些构件的榫卯并要求在顶起立牮杆的同时随时背紧等牮杆下的抄手楔，防止发生意外。
3. 在柱子拆卸和安装过程中，特别要注意与柱子相连的梁、枋等构件的榫卯部位，事先将该部位所有妨碍拆卸的铁件、卡口等摘除。如遇多方向构件与柱子相接不易拆卸时，可将柱子上的卯口适当扩宽，待安装入位后再用木枋补严，一定不要伤及构件的榫头。
4. 在拆卸柱顶石抽（更）换柱子时，归安后的柱顶石与新换柱一定要附实，如有不实的地方采用垫铁背实。
在以上柱子修缮过程中，都需要经过认真的检查和鉴定，然后根据残毁程度，定出各种加固措施和修整的处理方法，在保证安全的情况下尽可能的修补使用原构件，部分换新构件，严格按照原尺寸、式样、材质进行复制，符合文物修缮原则。
随着时代的发展和技术的更新，相信今后会研制出更有效的方法和手段去解决柱子糟朽的现状，使文物古建筑更加延年。
