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第二章台基营造技术第一节灰土一、 灰土分类及一般概念灰土用于基础,在明、清以前的建筑实例中尚未发现,宋代李诫编撰的《营造法式》中也未见记载。古建筑基础灰土技术的推广、普及时期是在明代,成熟完善时期是在清代。(一)灰土的步数、厚度及配合比古建灰土与现代灰土垫层相同,均应分层夯筑。每一层叫做”一步”,有几层就叫几步,最后一步又叫”顶步”。小式建筑的灰土步数为 !"#步。一般大式建筑的灰土步数为#"$步。清代陵寝建筑的灰土多为十几步作法。紫禁城内的一些宫殿的灰土步数甚至多达三十层。这与现代设计规范相差较大。古人对土作工程在建筑工程中的地位比现代工程技术人员要看得重一些。古人对极重要的宫殿,不是当作百年大计,而是当作万年大计来考虑,例如陵寝就被称做为”万年吉地”。从长远的经济观点看,增加灰土步数能够延长修缮周期,从而降低了工程的总成本。此外,加大灰土步数是古人出于对防潮的考虑,即为了创造一个较为干燥的小环境。这种小环境能够隔绝”地气”潮湿上蒸,保护砖墙不使酥碱。这对建筑本身是十分有益的。普通民房基础灰土厚度一般为虚铺#!"#%厘米,夯实!%厘米。按照清工部《工程作法则例》及其它有关文献的规定:每步灰土的厚度为虚铺##&'厘米((寸),夯实厚为!)厘米(%寸)。每步素土的虚铺厚度为$#厘米(!尺),夯实厚为##&'厘米((寸)。一般普通房屋的基础灰土配合比多为$*((体积比,下同),散水或回填用灰土也可采用#*+或!*,的灰土配合比。大式房屋的灰土配合比以'*居)多。有些重要建筑的灰土配合比甚至超过'*。)泼灰与黄土拌和后经筑打可用做基础虽然在明代初期已被发现。但对灰土的最佳配合比似乎一直在不断摸索。至清代后期,虽然人们已认识到#*+或!*,灰也可满足一般要求,但还是认为灰的比例大一些比较好,这是因为古代工匠不但考虑了灰土的强度。还有防潮方面的考虑。施工中,往往以”手攥成团,落地开花”为标准,甚至以灰土的颜色来决定配合比,严格地讲,这些标准必然会受到含水率、土的粘度、土的颜色等因素的影响。因此,拌和灰土时,还是应该严格把关,按规定配合比拌合。根据清工部《工程作法则例》规定,基础槽宽应为墙宽的!倍。如墙宽!尺,槽宽为"尺。墙宽超过!尺(#"厘米)者,均只另加宽!$"尺(%#$&厘米)。槽宽与墙宽之差,叫做”压槽”。”一块玉儿”满堂红灰土的压槽宽度一股为 '$!&('米$(#"()尺)。压槽的加放说明了古人对力学的认识,”一块玉儿”作法说明古人已懂得加大灰土面积能够减少对地下的压强。《普祥裕万年吉地工程备要》中有这样一段奏折:”宝城大槽正北并东西槽帮均有酥碱脱落,拟将宝城、方城大槽内四面槽帮再去土三、四尺,筑打灰土比原估较宽,倍加稳固”。经过这段记载能够看出,古人不但把灰土压槽做为基础放脚,还做为砌体防潮的措施。古代重要宫殿常采用的满堂红灰土和压槽尺寸比较大的作法。虽与现代设计规范不尽相同,但事实证明,这种先期补足的方法远比后期墙体修缮的方法要高明得多,也经济得多。(二)灰土的分类古建筑基础的开挖形式主要有两种,一种是挖成沟槽形式,一种是”满堂红”大开挖,叫做”一块玉儿”。如果灰土的步数较少(如'(步!),或基础”埋深”较浅时,柱顶部位的灰土也可做独立基础。小式建筑及一般大式建筑多采用沟槽形式。重要的宫殿建筑常采用”满堂红”形式。这种作法既能够更好地防止基础不均匀沉降。又能将建筑与自然土壤有效地隔开,因此对建筑防潮十分有利。但”一块玉儿”作法的造价较高。因此一般只用于重要的宫殿和地下建筑。有时需将灰土做成台阶形式。如礓石察、宝城背里等,叫做”蹬灰土”或”举溜蹬灰土”。根据夯底直径的不同,夯筑方法可分为小夯灰土(又叫小夯硪灰土)和大夯灰土(又叫大夯硪灰土)。小夯夯底宽*$#厘米(+寸),大夯夯底宽'!$&厘米("寸)。小夯灰土多用于重要的宫殿基础,大夯灰土又分大式大夯灰土及小式大夯灰土,多用于一般大式建筑及各种小式建筑。夯筑时,夯的数目(称为”一槽”)一般应在"把以上。小夯灰土每槽所用夯数更多,一般可分为二十四把小夯灰土、二十把小夯灰土和十六把小夯灰土。古建灰土有”三合土”之说。”三合”中除白灰以外,关于”二合”一般有三种解释:一是黄土与黑土,二是生土(粘性较大的土)与熟土(砂性土和渣土)。三是主土(挖槽土)与客土(外运土)。三合土的提法说明古人对土质与灰土质量的关系已有认识 ,但尚缺乏深化研究。施工中,只要能保证不用砂性土或无法过筛的粘土 ,是能够直接使用挖槽余土的(原因详见后文)。二、 土作常见工具(')夯夯是土作夯筑的主要工具。根据夯的形状和夯底宽度 ,可分为大夯、小夯和雁别翅三种(图!,)'。制作夯的木材一般应为榆木。可由一或二人执夯操作。(!)硪也作”石呙”,是土作夯筑的主要工具之一。硪为熟铁制品,也可用石制品。按重量可分为&人硪(