三坊七巷古夯土墙的修复探讨

■林世昌 ■福建省沿海建筑设计院，福建 福州 350000

素有“明清古建筑博物馆”之称的三坊七巷，位于福州城区南后街的东西两侧。占地面积40.2公顷，计661亩。是中国东南现存最大的古民居街区。马头墙是十足的老福州味儿，“马头墙“有平行阶梯形、云形、马鞍形等多种形式。通常为了防火起见，”马头墙”高出屋面和屋脊，随院落空间高低变化而错落有致。屋脊的马头墙最高，随屋面的倾斜而向下跌落。但大部分的马头墙由于自然环境侵蚀和人为破坏等因素已出现不同程度的损坏，部分墙体已严重损坏，处于危险状态。

1 夯土墙损坏的原因

(1)沉降引起的墙体倾斜、裂缝。从勘察资料来看，那里的地资剖面从上到下大致如下:1m左右的素填土，1～2m的粘性土，5～15m的淤泥。由于那时没有设置地圈梁，基础大多用小块石干砌，宽度大多为600～1000左右，整体性较差，墙体高低不一，所以基底应力大小不一，容易产生不均匀沉降。(2)后期加盖的房子，离马头墙较近，后期基槽的开挖，引起旧墙体的基础的沉降。(3)后期加盖的房子的檐口排水，有的滴到墙帽上，长期的侵蚀引起土墙的强度降低而破坏。(4)墙上长树，树的根系侵到墙体，降低了墙的承载力。

2 修缮古建筑的目的

修缮古建筑既要以科学技术的方法防止其损毁，延长其的寿命，更必须最大限度地保存其历史、艺术、科学的价值，所以古建筑的修缮要做到以下四点:(1)保存原来的建筑形制:古建筑的形制包括原来的平面布局、造型、艺术风格等等;(2)保持原来的建筑结构:古建筑的结构主要反映了科学技术的发展。随着社会的发展，对各种建筑物的要求不断提高，各个时期和各种建筑物的结构方式都有所不同，它们是建筑科学发展进程的标志;(3)保存原来的建筑材料;(4)保存原先的工艺技术:要真正达到保存古建筑的原状，除了保存其形制、结构与材料之外，还需要保存原来的传统工艺技术，方可成功。

3 夯土墙构造要求如下

3.1 夯土墙的用料

土墙以土为材料，土质的好坏直接关于到土墙的坚固性。一般选用黏性较好含砂质较多的黄土，一般净黄土干燥后收缩较大，夯成土墙易开裂，含砂质则可降低缩水率以减少土墙开裂，有的掺合旧墙的泥土(老墙泥)也可以减少土墙开裂。掺黏土是为了增加黏性，保证墙体的整体性与足够的强度。由于各地方土的含砂量千差万别，因此黄土、黏土及老墙泥的配合比例完全由于经验确定。通常不能直接使用生土，而要用熟土，这样筑成的土墙强度高且不易开裂。更为讲究的用料通常用“三合土”即黄土、石灰、砂子拌和夯筑，有的土中还掺入红糖和糯米浆，以增加土墙的坚硬程度。这样的土夯成的土墙铁钉都难以钉入，经数百年风雨仍完好无损。

3.2 墙身的构造处理

墙脚用毛石或条石干砌，内外两面用泥灰勾缝，起到防水作用，通常高0.6～1m。墙厚从底层往上逐渐减薄，外皮略有收分，内皮分层退台递收，一般每层减薄10～17cm，这样在结构上更加稳定，又减轻了墙身的自重。为增加墙身的整体性，土墙内还配筋，即在水平方向设置“墙骨”。通常的做法是将毛竹劈成约3～4cm宽的长竹片，作为竹筋夹在土墙之中，墙的高度方向每隔约50cm放一层竹筋，其水平间距约20cm。也有用小松木枝、小杉木枝作墙骨的。两枋之间配长的竹筋拉结，在模板底伸出，比模板长约50cm。由于夯筑中上下枋之间在各层均错开以避免通缝，所以加上墙骨、拖骨的拉结使墙的整体性大大增强。外墙的转角处还要特别布筋加固，即用较粗的杉木或长木板交叉固定成“L”形(俗称“勾股”)，埋入墙中，通常每三“版”土墙放一组“勾股”拉结，以增强墙角的整体性。夯好之后还要用尖头钢钎插入土墙，通常凭经验以钢钎插入的深度来判断土墙夯筑的密实度，这种严格的检测手段也是确保土墙质量的重要环节。

3.3 边框体系的处理

夯土墙的转角及沿长度每隔5m左右设一构造柱(砖柱)，沿高度方向每隔4m左右设一圈梁，圈梁可用配筋砖带或木圈梁。构造柱和圈梁形成了边框体系有效约束了墙体，增强了墙体的变形能力。

3.4 新旧夯土墙的连接问题

在修复夯土墙过程中，为了最大体现历史的原貌，一段墙有的只修其中毁坏的局部，保留其中质量还可以的一部分，在新旧墙体连接处设砖垛过渡，砖垛与旧墙体的缝隙插入小生铁片逼紧和灌注灰浆处理。

3.5 夯土墙的裂缝处理

有的夯土墙墙体强度还可以，只是由于不均匀沉降引起墙体小裂缝，为了保存它，在缝隙插入小生铁片逼紧和灌注灰浆处理即可。

4 夯土墙的抗压试验

对于用传统工艺修复的新夯土墙，为了了解其抗压强度，在实体中取试件做抗压实验。构件根据施工工艺的不同分为三种:木卡夯墙、木柱夯墙和连体夯墙。夯土墙材料配合比为:本地熟土32%、生土18%、壳灰12%、壳灰丁10%、碎瓦片、瓷片25%、糯米浆3%等，按一定比例进行科学配料，混合均匀。

4.1 试验条件

由于我国暂无夯土墙材料试验的相关规范，本次试验参考《砖石结构设计规范》(GBJ3－73)，试件采用边长为15cm的立方体试块，试件均由现场夯土墙中取样(取样区域跨越不同夯循)，并切割成边长约150mm的立方体试块，由于夯土墙材料强度较低，试块在加工成型的过程中存在缺损情况，本次试验对于边角轻微缺损的试块采用水泥土材料修补平整，水泥土配合比例为淤泥:水泥:砂=10∶3∶3，掺水量经以材料具有较好可塑性，修补容易成型为宜。试块上下受压面采用厚度约3mm的水泥砂浆找平。修补用水泥土制作3个试块，与修补后的夯土墙试块同条件养护。在夯土墙试块抗压试验的同时进行水泥土试块抗压强度试验。

4.2 试验设备

试验加荷采用液压式万能试验机，加荷速度为1.1kN/s。

4.3 试验结果

图1～图3所示为夯土墙试块抗压典型试验曲线。由图1～图3可见，荷载曲线在4～5kN左右曲线出现水平段，这是由于试块两个受压面不完全平行，试验机球铰在持荷状态下进行调整，以使上下承压面受压均匀。随着荷载增加，荷载－时间曲线呈线性增长，约达到极限荷载70～80%时，试块首先出现竖向裂缝，荷载曲线出现拐点趋于平缓，随后试块出现多道竖向裂缝，并迅速产生横向胀裂，试块边角部及外层剥落，此时荷载迅速降低，试块破坏。

图1 夯土墙试块木柱03试验曲线

图2 夯土墙试块连体03试验曲线

图3 夯土墙试块木卡03试验曲线

5 结论

影响修复墙体强度主要有以下几点:(1)材料的影响:夯土墙材料直接影响墙体的承载能力，墙体材料的强度越高，墙体的承载力越大，影响土料强度的主要因素有:土的种类，含水率，掺料的种类及比例等;(2)施工方法及施工质量的影响:两板水平接缝处是夯土墙施工的薄弱环节;(3)墙身构造的影响:加构造柱、圈梁及墙筋可以提高墙体的整体性，构造柱可以使易受风雨侵蚀的房屋转角部位得到保护，提高房屋的耐久性。

[1]涂烨.三坊七巷夯土版筑施工工艺[J].福建建设科技，2013(4):22－23.

[2]黄仪.“三坊七巷”夯土墙材料性能试验研究[J].福建建设科技，2009(1):68－69.