既有古城墙修复工程施工技术研究

曹颖平

（山西五建集团有限公司，山西 太原 030000）

1 提出问题的背景

中国的古城墙作为一种建筑形式，在世界建筑史上独树一帜。随着社会的发展，古城墙的历史、艺术、科学价值日益体现。古城墙的历史是城市变迁发展的一个缩影。城墙上城楼、角楼建筑都具有很高的研究价值，瓮城的布局和城砖上的铭文更为历史研究提供了宝贵的依据。现如今城墙与城市规划和建设完美结合，它的艺术价值和历史价值更将丰富城市的景观风貌。

岢岚县古城城墙保护修复工程全长3800米，缺失约1010米，残存长约2838米。本技术主要针对既有古城墙破损情况进行现场勘察、实验分析，探明破损原因，并根据具体情况，制定针对性的修缮措施，确保不破损既有城墙的情况下，进行原貌修缮恢复。

2 工艺原理

通过现场勘测，对城墙破损情况进行分类，即表面城墙砖酥碱、城墙砖整体缺失、城墙土体部分破损、城墙整体缺失等，制定针对性掏丁植筋拉结措施、外包手工青砖与内衬机红砖的混砌咬合技术、城墙原土体与补夯土台阶状夯实等措施，确保城墙修复质量及安全。

3 本工艺的特点

1）该技术确保既有城墙的原貌免遭二次破坏，有效保证城墙修复质量及整体牢固；2）该技术通过外包砖与内衬砖混砌拉结，即保证城墙修复效果，又节约了材料；3）该施工工艺简单，经济适用，具有良好的修复效果，同时缩短工期，提高了工程质量，保证安全。

4 关键技术

4.1 城墙外表酥碱情况处理措施

1）城墙中部和下部存在个别酥碱，这些个别酥碱分散墙体各处，未形成整体一片，对于这一类城砖酥碱深度超过2厘米的予以剔凿挖补，酥碱深度少于2厘米的予以保留，剔凿挖补时将酥碱的整块砖都剔除，四周砖茬务必保存完好，将该砖范围内清扫干净，并浇水使周边砖块饱和更具粘结性，才可用同规格的砖白灰膏砌筑并勾缝，最后随色做旧。

2）现存上部砖块大面积酥碱且酥碱深度较大，拆除42厘米重新砌筑，砌筑材料同原城砖，方式同原墙面。新砌城砖与旧有城砖通过丁砖连接并每隔5层植扁钢（或扁形膨胀螺丝）与旧有墙体进行拉结，扁钢隔一砖植一根，扁钢伸入墙体深度以达到受力稳定为准，外漏10CM新砖砌压，扁钢规格为50×5。

4.2 旧城墙土体窑洞的处理措施

由于保护不力，在城墙内侧人为挖掘新建窑洞居住，该处处理措施为采用砌筑红机砖进行实堵。

4.3 城砖缺失，土体局部破损城墙修缮措施

1）根据现场现存城墙情况进行GPS测量定位，确定城墙原址。

2）根据完好城墙情况确定基础上平标高，现存土墙向外扩2.5米范围内基槽开挖，据基础顶面标高200mm时人工清理，进行城墙原基础寻找及保护。

3）原基础清理，修砌后进行城墙砌筑。

11立角度皮数杆：根据城墙的角度（外城墙墙面收分为15%，内墙面收分为10%）制作度数杆。在城墙砖砌体转角处、交界处应设置皮数杆，皮数杆上标明砖皮数、灰缝厚度以及竖向构造的变化部位。皮数杆间距不应大于15m。在相对两皮数杆上砖上边线处拉准线。抄平弹线时要细致认真；皮数杆要牢固可靠，防止碰撞松动。

22砌筑：古城墙外包砖采用规格为420x210x80mm仿制手工条砖，按原制采用纯净的泼灰泥“梅花丁”砌造方法砌筑，各部位灰缝宽厚6～8mm。衬里砖墙采用规格为240x115x53mm机制红砖，灰缝宽厚≦10mm。根据外包砖与衬墙砖尺寸、灰缝厚度以及砌筑方法，利用BIM工作站Revit技术进行三维铺砖排布，确定每5层外包青砖梅花丁墙的内侧顺砖改为暗设丁头砖和衬里砖每8层墙咬合为一体，加强相互间的连接与整体性。

33衬里砖墙与城墙土体夯填：砌筑墙体时，外表层砖砌体分层、分段同砌，随之分段填充土体，分层夯筑（控制回填土含水率，木锤夯筑，随砌随夯），砖砌体与夯筑土方交替施工作业。

城墙衬里砖墙在平面布置间距及肋墙的深度等则视残存土墙体的保存状况及加固需要而调整。衬里砖墙及肋墙与城墙土体之间尽量避免光面交接，使其互相交结紧密。

4.4 新建城墙施工

1）新旧城墙交接处理：新旧墙体交接处采用搭砌法，即把旧有墙体拆成台阶形，用规格一致的城砖一层层搭砌，保持新旧墙面灰缝一致，浑然一体，砌筑所用城砖按原城砖尺寸。

2）砌筑施工同前，即每5层外包青砖梅花丁墙的内侧顺砖改为暗设丁头砖和衬里砖每8层墙咬合为一体。

砌筑时先砌筑城墙外侧墙体，每工序砌青砖四层，高度不应超过0.5m，当日砌筑，当日不得垫土夯筑墙心。（具体施工方法同前面所述）

3）土体夯填

按设计配合比充分拌合均匀灰土，分层铺垫夯实，虚铺每层厚度不得超过250mm，夯实后厚度约120-150mm，使用蛙式打夯机夯打，一夯压半夯、两边成活。打不到的地方采用人工夯打，夯锤底面直径200-220mm，采用一点三打，重复投窝一点二打，再将夯窝之间未夯的部位采用一点三打的步骤夯平，成活后表面无虚土、无橡皮土，且夯痕明显，经隐蔽项目检验合格后铺筑下一步。

每次夯筑结束后，在停夯期间，应采取防雨、防晒措施，夯后3天内严禁水泡，气温过高时（超过30℃）应洒水养护。

在过度失水和胶结干透的夯层上铺筑下一步夯土层时，铺筑厚度应增加至200mm，以防夯筑时将上一步夯层振坏。

拌合好的灰土料，当日必须铺筑夯打，严禁隔夜夯打。

在垫筑夯层土时，有的残存墙上留存有原夯土，补夯夯土时需将原墙体表层的分化干酥土层刮去，露出原夯土层，在原夯土层上铲挖台阶，从而使新旧土体结合紧密。

4.5 城墙顶面铺砖及防水做法

1）城墙顶面采用海墁铺砖做法：三七灰土三步（3x150）分层夯实，干密度为1.75／cm3，夯实系数0.95，并按i＝1%～2%找坡。筑打灰土时，必须按相关施工规范规定分层筑打，并严防城墙砖砌体与海墁砖结合部位的根部渗水。做到：不留死角、不留缝隙、密实度均匀、排水坡势顺畅；城顶烟囱粗砂混合1-3cm卵石回填，上部1.5m2：8灰土夯实。

420x210x80城砖，丁字缝随坡势顺墁第二层海墁（混合砂浆座底，生石灰浆灌缝，砖缝≤8mm）；

420x210x80城砖，丁字缝随坡势顺墁（混合砂浆座底，生石灰浆灌缝，砖缝≤8mm）；（城墙顶面铺砖海墁排水体系采用无组织排水法，排水朝向墙顶女儿墙墙根处排水槽）。

2）防水做法，城墙顶部外包砖基础做防渗水处理，疏通排水系统，消除雨水侵蚀隐患，回填保护，上部增设散水。墙顶内侧女儿墙下排水沟、内墙排水槽组成古城墙排水体系。

排水口做法：排水口采用石制排水口组合套件，需要注意排水沟与排水口的有机组合及石制出水石端部形象的艺术优化。

3）排水槽做法，城墙排水槽采用城砖砌筑。为了防止和减少因冻融循环造成的排水槽砖表面的剥蚀现象，建议在排水口和排水槽表面刷2-3道有机硅外墙防水剂。

4.6 质量控制措施

1）严格工艺规律，施工现场的生产工艺和操作规程，是操作者进行生产施工的依据和法规，任何人都必须严格执行。

2）掌握施工生产现场的质量动态，这就是指按照一定的要求，对质量状况进行综合统计与分析，及时掌握质量现状，发现质量问题，明确对策和方向。

3）加强质量检验工作，充分发挥质量检验的作用，促使工程质量在管理状态下的稳定与提高。

4）严格执行分部、分项工程质量检验制度，每项工程完成后在质量员的指导监督下，由单位工程施工员，具体组织班组质量员进行质量评定工作，每月及时填报质量评定表上交分公司工程管理部，以便抽查复核，一经发现问题，必须及时进行整改处理。

5）做好隐蔽验收工作，根据工序编制好分层、分段予检计划。隐蔽验收在组织验收前施工员应填写好验收单，及时通知建设、监理和设计单位进行验收，按照公司、项目部的规定做好各项技术资料的积累，由资料员汇总，及时归档。

6）建立班组自检、互检和交接检制度，由班组质量员、现场施工员在操作过程中及时进行自检、互检，若发现问题，及时纠正。

7）建立成品保护制度：城墙外包砖每砌筑五层用彩条布覆盖，防止墙面污染。

6 结语

岢岚县古城文化旅游项目城墙保护修复工程全长3800米，缺失约1010米，残存长约2838米。运用该施工方法，与传统的方法相比较，在提高工程质量和缩短工程两个方面都取得较好的效果。同时，使岢岚历史风貌得到科学展示和体现，并成为岢岚古城的文化亮点，且为今后既有古城墙保护修缮（复）提供前期工程的实例。