作者:周乾
編輯:張琦
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所謂“一塊玉”基礎(chǔ),是指基礎(chǔ)做法為一個(gè)整體,專業(yè)上又稱之為“滿堂紅”基礎(chǔ)。這種做法的一個(gè)顯著特征是:原有地基被全部挖去,然后重新由人工回填。
為什么要挖去原有地基,而不是利用原始土層的基礎(chǔ)呢?這與中國古代的朝代更迭密切相關(guān)。我們知道,現(xiàn)存紫禁城是明朝永樂皇帝朱棣建造的。他建造的紫禁城,是在元朝紫禁城的基礎(chǔ)上建立的。也就是說,在明朝之前,紫禁城這個(gè)位置是元朝皇宮所在地。在中國古代有一個(gè)不成文的規(guī)定,就是任何一個(gè)朝代取代前朝時(shí),都會滅前朝的“王氣”,其做法之一,就是把前朝的建筑從底到頂都給毀了,包括基礎(chǔ),爾后從頭再來蓋自己的宮殿。因此,明朝建立紫禁城時(shí),把元朝所有的建筑連根毀掉,這樣一來,明紫禁城的基礎(chǔ)都得重新再做一遍,這就是紫禁城古建筑基礎(chǔ)為“滿堂紅”做法的主要原因。
在進(jìn)行人工回填土?xí)r,具體做法為:一層三七灰土、一層碎磚,反復(fù)交替。所謂三七灰土,是一種以生石灰、粘土按3:7的質(zhì)量比例配制而成具有較高強(qiáng)度的建筑材料,在我國具有悠久的使用歷史。比如南北朝時(shí),南京西善橋的南朝大墓封門前的地面即是灰土夯成的。這種灰土基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)在于,生石灰遇水生成熟石灰,強(qiáng)度增大,吸水性很強(qiáng),有利于在潮濕的環(huán)境中使用?;彝粱A(chǔ)本身的粘結(jié)強(qiáng)度比較高,適合于承受上部建筑傳來的重量,而不會產(chǎn)生土體松散。
石灰是一種易于獲得的建筑材料,我國在公元前7世紀(jì)就開始使用石灰。《本草圖經(jīng)》有:“石灰,今所在近山處皆有之,此燒青石為灰也。又名石鍛,有兩種:風(fēng)化、水化?!?/span>由此可知,生石灰取材方便,加工加單,使用效果好,因而在古建筑基礎(chǔ)中大量使用。
那么,為什么紫禁城古建筑的基礎(chǔ)不是全部做灰土分層,而非得“一層灰土、一層碎磚交替”呢?其實(shí),這主要出于減小建筑物發(fā)生沉降的考量。我們知道,灰土材料一般比較松軟,但柔性強(qiáng)就意味著硬度低,當(dāng)上部建筑的重量較大時(shí),盡管建筑在自重作用下會均勻下沉,但下沉量過大就會影響建筑的有效使用。相比而言,碎磚的硬度遠(yuǎn)大于灰土,且大部分屬于燒窯或砌墻用的殘余料。把它們過篩子后得到尺寸相近的顆粒,就可用于代替灰土層。
關(guān)于“糯米”基礎(chǔ),我國古建筑專家劉大可先生在《明、清古建筑土作技術(shù)(二》中認(rèn)為,古建基礎(chǔ)中有灌江米汁(糯米漿)的做法。這是將煮好的糯米汁摻上水和白礬以后,潑灑在打好的灰土上。江米和白礬的用量為:每平方丈(10.24平方米)用江米225克,白礬18.75克。在清代,官方對小夯灰土的做法也有這樣的描述:“第二步須在此步上趁濕打流星拐眼一次,潑江米汁(糯米汁)一層。水先七成為好摻江米汁,再灑水三成,為之催江米汁下行,再上虛,為之第二步土,其打法同前”。
此外,張秉堅(jiān)等學(xué)者對西安明代城墻灰漿進(jìn)行了試驗(yàn),證明了其中含有糯米成分。盡管西安城墻與故宮古建筑基礎(chǔ)無直接聯(lián)系,但也可輔證這種施工工藝確為古建的傳統(tǒng)做法。
糯米具有很好的粘性,摻入灰土基礎(chǔ)中,可使基礎(chǔ)具有很好的整體性和柔韌性,類似于硬度較高的均勻面糊團(tuán)。這使得紫禁城古建筑的基礎(chǔ)成為一個(gè)整體,建筑物上部傳來的重量使得基礎(chǔ)產(chǎn)生整體均勻的下沉,幾乎不產(chǎn)生破壞,保證了上部建筑的穩(wěn)定性。即便是地震發(fā)生之時(shí),基礎(chǔ)產(chǎn)生整體均勻變形,可延長建筑的晃動周期,錯(cuò)開地震波的峰值,減小基礎(chǔ)及上部建筑的破壞,甚至有日本學(xué)者將這種柔性人工地基稱之為建筑結(jié)構(gòu)地基隔震應(yīng)用的先例。
對于有淤泥層或地下水的地基層,古人則考慮在填土層之下埋設(shè)木樁。木樁可穿透淤泥層,并使得樁尖抵達(dá)堅(jiān)硬的巖石層,木樁之上再為分層夯土。這樣一來,就可以避免基礎(chǔ)的不均勻沉降了。
(作者系故宮博物院研究館員)