太原市永祚寺东塔纠偏论述

孙芙蓉

摘 要：全国重点文物保护单位——太原永祚寺内耸立着两座古塔：东塔在明末清初著名的学者、思想家、书画家傅山先生的祖父傅霖先生倡议下，于万历二十七年（1599）建成;西塔由明代著名佛教建筑师妙峰大师主持监造，于万历四十年（1612）建成。两塔都具有相同的时代特色，斗拱的结构、造型，檐、椽、柱、枋的砍磨都大同小异，均为楼阁式，平面均为八角形，各13层，南北对峙，成为砖塔成双组合中形制最完善、规模最大、塔身最高的一组建筑，两塔相距46米，均为砖仿木结构建筑。双塔建成后，“凌霄双塔”即成为太原的古八景之一，亦为当代太原市的标志。

关键词：永祚寺;东塔;纠偏

由于东塔建造之初，地基处理得不够均匀结实，故东塔自建成后，就发现塔身略微向西北方向倾斜，当时就贴补砖石进行加固，现塔身东南面斗拱上仍有茸补痕迹。历经近四百年的风雨沧桑，加之地震、战争等损伤，截至1993年7月时，东塔塔尖偏离塔底中心2.8646米，塔基沉降差最大数值为0.3361米。塔基沉降造成东塔塔身明显扭曲，塔体劈裂缝隙逾百，六层以下龟裂严重：1～2层东角处裂隙达10厘米以上，可探深度达50厘米以上;3～4层3个塔檐依塔身切削式的堕落，15攒平身科，7攒角科，损害程度较大;1～4层22个面的塔檐存在裂隙，其裂缝均在塔体和塔檐结合部。此外，塔刹整体向西北方向倾斜，塔道阶梯残坏，塔道上部叠涩砖垂弯裂隙严重。

为了做好东塔的维修保护工作，从1980年起，各方积极建言献策，在大量的基础检测和试驗的基础上，东塔维修加固方案数易其稿，经反复论证，确定了太原永祚寺东塔的纠偏及维修加固方案，东塔最终于1997年9月26日修缮完毕。东塔修缮工程竣工后，永祚寺东塔仍然保持在稳定状态。为了及时总结永祚寺东塔的纠偏、加固经验，文物工作者发表数篇研究论文，其中武光文研究员发表《太原市永祚寺双塔的保护维修》[1]，该文对东塔的纠偏方法有较为详细的介绍;郭英副研究员发表《双塔寺建筑沿革初探和东塔维修技术》[2]，该文对东塔的加固修缮方法有较为详细的介绍。由于两篇论文在材料的取舍方面存在着一定的选择，故论文较少提及东塔纠偏前的分析检测成果，也没有反映东塔纠偏维修方案形成，特别是对纠偏方案论证的全过程，笔者在两位前辈论文的基础上，补充完善如下。

1 东塔加固维修方案的前期研讨

关于东塔的维修加固方法，专家们普遍认为东塔的维修工作主要是考虑如何解决塔体倾斜度的问题，解决办法：①维持现状，使倾斜度不再发展，在这个前提下考虑维修的技术问题;②对倾斜度用纠偏、拨正的方法进行维修，但是此方法难度较大。考虑到东塔倾斜度较大，且塔体扭曲严重，专家建议最好采用方法①，即通过打桩、灌注等办法加固基础，使其倾斜度不再发展，只有控制其不再发展，维修东塔的诸如塔身破损、裂隙等则容易处理。

2 东塔倾斜原因的分析检测

要做好东塔的加固维修工作，首先要找到致使塔身倾斜的主要因素，只有经过实地测量、观察，得出塔体倾斜度变化、塔身结构、塔体区域地形、地质、地下隐患等基础数据，才能为编制东塔加固修缮方案提供科学依据。为此，从1980年成立维修双塔领导组至1995年正式启动东塔加固维修工程，我们先后完成西塔所用万历时期砖及白灰浆的分析检测、东塔区域岩土工程勘察、东塔变形检测、东塔基础结构探查、东塔塔底静压力测试、塔体材料抗压强度检测等一系列理化检测工作。其中，东塔区域岩土工程勘察、东塔变形检测等数据和结论对东塔加固方案的最终形成起到了推动作用。

2.1 东塔区域岩土工程勘察

根据项目方提交的《太原永祚寺东塔倾斜变形岩土工程勘察报告》的结论，塔体两侧湿陷性很接近，均为Ⅱ级非自重湿陷性场地，且塔体所处位置较高，浸水湿陷的可能性较小，塔体地基的不均匀变形不大可能是由湿陷性引起的;塔体两侧地基的压缩性差异较大，可认为塔体的初始偏心是由于地基不均匀压缩变形所致;塔体产生初始倾斜后由于地基不均匀沉降的逐步增大与偏心距增大的相互影响以及塔体力学刚度、强度逐步降低等因素的互相影响，恶性循环，进一步加剧了塔体的倾斜。可以确定，东塔倾斜与塔体沉降侧土壤浸水湿陷无关，引起东塔塔体倾斜的最主要原因就是建塔之初地基处理不均匀。

2.2 东塔倾斜度检测

关于东塔倾斜度的记录，目前可见最早的资料为1982年4月手写的《双塔维修建议》，该文中介绍了东塔、西塔倾斜程度的测量方法和结果，文中有“西塔塔尖总偏移52.9厘米;东塔塔尖总偏移273厘米”等内容，根据“双塔维修经费于1980年7月下拨”的记录，推测关于东塔倾斜度最早的记录时间在1980年7月左右。

1989年11月，我们再次委托专业检测部门对东塔倾斜度进行了检测，结果表明当时东塔塔尖（高程57.0637米）相对塔基的位移量已达到2.8215米。据华北测绘职工大学提交的《太原双塔寺东塔变形观测报告》“塔基不均匀沉降引起塔身倾斜，塔基最大沉降量差为0.3361米，引起的最大塔基倾角为1°49′56″，由此铜盘处（高程52.2097米）相对于塔基的位移量应为1.582米，而铜盘相对塔基位移量实为2.4975米，故可以断定铜盘处尚有0.9155米的位移量是由其他因素引起的”，可知塔基沉降是东塔倾斜的主要原因。

该报告在分析了东塔各层中心相对于塔基中心位移量及高程后，得出“塔身各层高差增值引起塔心的位移，即塔基不均匀沉降的同时，塔身各部位由于受力不均而产生不均匀挤压龟裂，类似于在各层次继续产生不均匀沉降，各层次产生的不均匀沉降使得塔身倾斜随着塔高而增大”的结论。

我们在1993年测得东塔塔尖位移量为2.8646米，东塔的倾斜度逐年加大，且倾斜速度逐渐加快。

3 东塔纠偏方案的最终确定

永祚寺东塔的加固已到了刻不容缓的地步，但是对东塔是“加固补强”还是“复位纠偏”，专家们仍然在激烈争辩。根据国家文物局的建议，我们邀请杭州曹氏建筑物纠偏研究所曹时中先生考察双塔，曹先生在考察后指出，“古塔的‘加固补强是指在地基沉降的一侧，采用‘压力注浆等措施使其地基强度提高、模量值增大，从而减少或终止不均匀沉降，达到使建筑物安全的目的;‘加固补强的技术简单地说就是人为地在古塔沉降一侧地基中垫了一个‘水泥块，保证古塔不再倾斜”。曹先生还介绍“保持古塔不再倾斜的方法还可以是在古塔沉降一侧打入灰土桩、静压桩、树根桩等‘硬桩，以承托古塔重量，保证古塔不继续倾斜;也可以类似意大利比萨塔一样在未沉降一侧加压铅块以保证古塔不再继续倾斜”。

曹先生同时指出：“‘补强地基的方法虽然可以保证永祚寺东塔不继续倾斜，但是，倾斜已达2.86米的东塔，塔体刚度、强度已发生较大变化，而太原地区又处于地震较活跃地带--仅在双塔建成后的400年间，震中在太原的4.75级以上地震就有十余次。如果不纠偏，倾斜度如此之大、塔体刚度、强度已降低很多的东塔很难应对地震的考验。”

古塔的“复位纠偏”通常是采用“迫降纠偏法”，即在古塔未沉降的一侧，采用直接掏土、钻孔取土、地基应力解除、深井深层冲水掏土等方法，人为地调整古塔基础不均匀沉降而达到纠偏的目的。针对纠偏过程中可能造成已扭曲、龟裂严重塔体“崩塌”的疑惑，纠偏前可以在查明结构的强度基础上，先对塔体采用钢箍加固、辅以锚杆捆住塔身的方法，以加强塔体在纠偏过程中整体性;针对纠偏有可能“矫枉过正”的疑惑，曹先生提出“掏土时要根据倾斜程度、方向以及安全纠偏率等分阶段掏土，迫使沉降较少的塔基东南侧部位下沉;沉降不能一蹴而就，需待前一次沉降稳定后，再进行下一次掏土;为了防止‘矫枉过正纠偏不能百分之百纠正，达到国家文物局规定的古塔类文物倾斜度控制在1%范围内的要求即可”。

经过审慎研究，我们委托曹时中先生承担了永祚寺东塔的纠偏工作，曹先生采用“直接掏土纠偏法”，开始时每天纠偏1厘米，最快每天纠偏11厘米，平均每天纠偏5～6厘米，经过40余天的紧张工作，1995年8月22日，永祚寺东塔在一片质疑声中扶正到位。此后多年，我们不间断地对东塔进行沉降、倾斜、裂隙观测，确定永祚寺东塔处于稳定状态，东塔的纠偏成果最终得到了时间的检验。

参考文献

[1]武光文.太原市永祚寺双塔的保护维修[J].五台山研究，2003（2）.

[2]郭英.双塔寺建筑沿革初探和东塔维修技术[J].古建园林技术，2002（1）.