中國古代建筑的夯筑技術

中國古代建筑的夯筑技術

該建筑是一座大型多層住宅建筑，適合大家庭生活，具有突出的防御功能，采用骨墻支撐，主要分布在福建省西南部的永定、南京、和平、惠安等山區(qū)。造型有圓形、橢圓形、方形、交椅形、曲尺形、弧形、扇形等，構成漢族傳統(tǒng)建筑住居的杰出范例。這些土樓高超的夯土版筑技術，是古老的中國生土建筑工藝和當?shù)刈匀?、社會環(huán)境相結合而產(chǎn)生的一種特殊產(chǎn)物，是對古代生土建筑技術和藝術的繼承、發(fā)展和創(chuàng)新。1結構體系和建筑結構所謂夯土版筑，就是用木棒（亦稱夯杵）將黃土用力夯打密實變硬而建造起來的樓房。夯土造屋早在殷商時代就有了。從考古發(fā)掘上來看，我國這種夯筑技術的最古遺例，是在河南省湯陰縣叫做白營子的地方，它是七八千年前的新石器末期的遺址。公元前11世紀（商代）以后，這種技術被各個領域廣泛應用，許多規(guī)模宏大的宮室和陵墓都是用夯筑技術建造的，特別是夯土臺基成為建筑物的必有通式。在四千多年前的大禹王時代，不僅利用這種技術建造城池宮殿，而且用于修堤筑壩，治理水患?，F(xiàn)尚存河南省安陽、鄭州等三千余年前的城池宮殿遺址，都是利用夯筑技術建造的。鄭州的商城遺址四周總長6960m，采用分段版筑逐段筑成，質(zhì)地相當堅固。這種夯筑技術伴隨著漢民族的遷徙，從黃河流域跨過揚子江，向江南地區(qū)傳播，直至傳播到福建省西南部、廣東省東北部、江西省南部的山區(qū)農(nóng)村。隨著漢族南遷，從唐代開始，福建、廣東、江西的夯筑技術逐漸發(fā)達，到了明代，福建西南部山區(qū)農(nóng)村建造房屋都以粘土為主要建筑材料，并利用夯土技術建造，這種夯土技術已到了巔峰水準，建造的樓房一般皆為三四層，高達五六層，有的高度超過20米。一層是廚房，二層是糧倉，三層以上為臥室。一層的廚房和二層的倉貯室對外不開窗，三層以上的臥室才開內(nèi)大外小的小窗，還有一座圍合型的土樓只留一個大門出入，高大厚實的土墻外高層出挑，又設有多個了望臺，用于觀察樓外動向，樓樓有水井、污水排放暗溝，安裝有谷礱、石舂、石磨等稻谷、雜糧加工制作工具，并有大量的柴草。因此，只要樓門一關，里面便是一個應有盡有的小天地，即使被外圍困一兩個月，樓內(nèi)居民仍可以足不出戶照常有序地生活。北宋李誡編修的《營造法式》規(guī)定：“筑墻之制，每墻厚三尺（1尺≈0.33m)，則高九尺，其上斜收，比厚減半；若高增三尺，則厚加一尺，減亦如之”。而現(xiàn)在福建大部分建于明清時代的土樓，是中原夯土版筑技術經(jīng)幾千年積累提高的技術結晶，是夯土文明最高成就的實物，這種夯土墻的技術水準達到了高度與寬度之比是25:1的登峰造極境界，可謂是對古代夯土技術的一大貢獻。難怪日本琉球大學的福島駿先生稱之為“利用特殊的材料和絕妙的方法建起的大廈”。那么，福建土樓是如何利用“特殊”的材料和“絕妙”的方法建起來的？2細混凝土材料傳統(tǒng)夯筑土樓使用的材料主要是土、木、竹、石等，土樓以土為承重墻體，故而建造土樓需要大量的泥土。土質(zhì)的好壞直接關系到土墻的耐久性和堅固性。因此要選取粘性好，又含有一些砂子的黃土，少量砂子可以減少土墻筑成后的收縮，使土墻不易裂縫；然而，一般的凈黃土縮水性較大，夯成土墻易傾斜走樣或開裂，建造土樓時，有的就摻上耕地下層未被翻犁過來的新土即田土甲泥，以增強粘性。生土挖出后一般不直接夯筑，而要敲碎研細，并放置幾個月，讓其發(fā)酵，使其和易性更好，以保證夯土墻的質(zhì)量。夯筑土墻最講究的是用“三合土”，即黃土、石灰、河沙，三種成分攪拌夯筑效果最佳。其主要的作法有濕夯和干夯兩種。濕夯三合土的配方，黃土、石灰、沙的比例為1:2:3，多用于墻腳，這種土墻在水中浸泡而永久不變；而干夯三合土則以土為主，黃土、石灰、沙的比例為4:3:3，也可以5:3:2，多用于大型圓、方土樓的一層外周底墻，這種土墻雖怕水，但比普通土墻要堅固得多。但不管是濕夯還是干夯，都十分講究土中水分的控制，水分太多了，夯筑時會發(fā)生水析現(xiàn)象，土墻不能夯實；水分稍偏多，則墻體不易干燥，且會收縮變形開裂；水分少了則粘性差，很難夯實。因此在夯墻施工中依泥水匠師傅的經(jīng)驗掌握，一般拌和的“三合土”捏緊能成團、拋下即散開就認為是水分合適。還有一種特殊配方的“三合土”是將紅糖、蛋清水及糯米湯水加入“三合土”中，翻鋤和勻，這三種原料都是絕好的粘固劑，可以增強“三合土”的堅韌度。用這種方法夯筑的土墻干固后異常堅硬，水浸不變，即使用鐵釘也難以釘入，其堅固耐久性遠勝于水泥，因此許多土樓歷經(jīng)數(shù)百年風雨依然固若金湯，完好無損。3墻篩、泥水藝人們對福建土樓高大雄偉、氣勢磅礴的驚嘆之余，卻很難想象它的夯筑工具卻是如此的簡單，只要有墻篩一副，夯杵兩根（亦稱舂杵棍），圓木橫擔若干支，大拍板一把，小拍板若干把，繩線一盤，魯班尺或楊公尺，短木尺和三角尺、水準尺各一把，鐵錘、榔鋤頭、鐵鏟、丁字鎬各一把，以及泥刀、竹刮刀、鋤頭、木鏟、簸箕若干，泥水匠就可以建起令世人驚奇的龐大土樓。這些工具除鐵具外，都是泥水匠或木匠自制，要求不是很高。墻篩以老硬杉木制作，外部略顯粗糙，但內(nèi)平整。規(guī)格一般長1.5～2m，高40cm，木板厚7cm，其形狀與制磚木模相似，若建造圓土樓的墻篩則制成弧形狀。墻篩的一端為開放的，用硬雜木制成的“墻卡”支撐，成“H”形，非開放的一端以“墻針”固定?！皦︶槨睘閮筛蚤绢^固定的模封，這樣墻篩能靈活拆卸，任意改變墻篩的內(nèi)空。內(nèi)空即構筑的土墻厚度。夯筑土墻的舂杵棍，用重實而不易開裂的雜木制作而成，重約5～10kg。杵棍兩端一頭大一頭小，直徑約8～10cm，中間部分削至適于手握為準，沒有統(tǒng)一標準。長約與人等高。墻篩內(nèi)填上虛土時用小頭夯，待夯得差不多了再用大頭夯平。大小拍板也是用雜木做成的，大拍板長約1m，小拍板長20cm，寬約7cm，都是圓把手，表面油光。作用是：毛墻夯成一版后，墻篩一脫開，就用大拍板重拍毛墻兩面的墻皮，使墻面表皮硬實；小拍板則用于補墻修光墻面。4建造土墻的準備建造土樓的程序一般包括開地基、打石腳、行墻、獻架、出水、裝修等項。4.1圓樓墻腳施工開地基、打石腳是行墻的基礎。開地基前，不論是建方樓還是圓樓，都要根據(jù)基地的大小，所需房間的多少，以及財力、物力等，來確定樓的規(guī)模、層數(shù)和間數(shù)。方樓確定邊長，圓樓則要確定半徑。再以門檻和“楊公仙師”之間的中點為全樓的中心，量出外墻位置。并劃出樓的開間和進深大小。如方樓可以根據(jù)設計好的外墻寬度，畫好外墻基槽的灰線，叫做“放線”；圓樓沿中軸線定出圓心后，用繩子繞圓心畫出內(nèi)、外墻的位置，再根據(jù)設計好的外墻寬度畫“灰線”，這樣就可以挖槽筑基了。筑基的基坑俗稱“大腳坑”，地面以下的基槽稱大腳，地面以上的墻腳、腰壁稱小腳。大腳坑的寬度一般比小腳坑的寬度大一倍，深度則根據(jù)樓基地的土質(zhì)與樓高而定。樓高3層以內(nèi)，基坑深要挖30～60cm?；坶_挖之后，開始墊墻基、砌墻腳，叫“打石腳”。打石腳通常用五六十厘米的鵝卵石墊底，方樓的四角則用整塊的巨石壘砌，以確保屋角地基的穩(wěn)定。石縫中填以小石塊，使其相互擠緊牢固。如果是臨河宅地，在打石腳時還要在塊石之間灌注石灰漿，樓基砌好后填土夯實，然后再砌地面的小腳。小腳通常砌0.6～1m，在常遇水患的地方，墻腳要砌高過最高洪水位以上，南靖縣坎下村的懷遠樓墻腳就砌了3m高。墻腳用鵝卵石或毛石壘砌，砌法很有講究，即鵝卵石的放置要大面朝下，小面朝上；大頭朝內(nèi)，小頭朝外；大石在下，向上逐漸收分，分為內(nèi)外皮，中央再填入小石塊；同時還要用泥灰勾縫或用三合土濕砌，這樣墻腳更加穩(wěn)固，既可防潮，又不會被人從墻外撬開，對確保樓體安全，防止盜匪侵襲都有重要作用。4.2時懸大墻“固土”墻腳砌成，待壁面三合土干固后，開始支架模板夯筑土墻，土樓人家稱其為“行墻”。夯筑第一版墻時，要在土墻與墻腳交接處，要用小拍板拍打成折角。一般一版墻高1.2尺，分四伏土或五伏土，由兩人站在墻垛上使勁、反復夯筑，每版墻要埋入二根長約2m的竹片或杉木枝條為“墻骨”，每兩伏土放置兩根短竹片、木片，以增加其拉力，確保土墻不傾斜、開裂。若夯筑方形土樓，還要在轉(zhuǎn)角處放置較粗的杉木交叉固定成L形作墻骨，增加墻體整體性。每夯一版前要在“墻枋”兩端擋板上吊鉛垂，以保證墻體的垂直。通常一天行墻一周，行完一周行第二周時，必須反方向進行，即正反方向輪流夯筑，這樣墻體才更加牢固。同時要在已夯好的墻上灑些水，以使上下周之間的墻體能夠夯合。而一般夯筑完一層，要停工半年時間，讓其土墻干了、堅硬了，才再夯筑上一層。夯筑土墻分兩個階段，第一階段是先沿寬度和長度兩個方向，每隔八九厘米舂一個窩，每個窩連續(xù)舂兩下，稱重杵，使土相互粘結。第二階段是在夯筑的毛墻還未被風干之前要進行修墻補墻。首先是過一遍大板，用大拍板把墻體拍擊結實，若毛墻過厚或移位，要用泥鏟先除去一部分，再用大拍板拍實；其次是以細泥修補墻面，用小拍板拍光，使墻面更加光潔、平整，這樣不僅使版層的接縫更彌合，而且增加了墻面的美觀效果。經(jīng)過大板拍擊、小板過光后，土墻堅固異常，具有良好的防風雨侵蝕和抗震等性能，因此這是一道必須要做的工序，也是一堵1m左右的土墻能筑起一二十米高的大樓的重要原因。每一座土樓的墻體都是下寬上窄，這就要求在夯筑土墻時，必須自下而上收分。采用墻的內(nèi)面收分，使其收分斷面正好與樓棚枕齊平，可由樓板蓋住。同時，要有意識地讓墻倒向背陰的一側，因為朝太陽一面干的快，收縮快，而背陰的一面干的慢，收縮慢，這樣墻體就會倒向太陽的一側，以防傾斜。福建土樓一般底墻厚在1.2m～2m之間，像懷遠樓外墻總高13.5m，底層墻厚1.3m，若按宋《營造法式》的規(guī)定建造土樓，則底層墻厚要做到4.1～4.3m。福建土樓如此薄的土墻能達到堅固的要求，說明從地基處理、夯土墻用料、墻身處理及夯筑方法都創(chuàng)造了寶貴的經(jīng)驗。4.3豎木柱、架木梁夯筑完土墻，只是完成了一座樓的“外部”，其“內(nèi)部”的立柱、架梁、鋪板等木結構也至關重要。在建造中，每當把土墻夯到一層樓高時，要在墻頂上挖好擱置樓板梁的凹槽，然后由木工開始豎木柱、架木梁，這道工序稱為“獻架”。其做法是木梁的一端直接架在外墻挖好的小槽中，另一端由內(nèi)圈豎起的木柱支撐，內(nèi)圈木柱之間架橫梁，橫梁上支架若干“龍骨”。龍骨的另一端支架在外墻上挖出的槽內(nèi)（需適當抬高，土墻收縮后才能與樓板面保持水平），龍骨上再鋪木樓板（土樓人叫“棚”），樓板向上一面要刨光，所鋪樓板要留一片板的空位，等過了一年樓板縮水確定后，才裝上最后一片板，并用竹釘固定，確保樓板緊密。竹釘需用熱沙子炒至干老變黃才干燥耐久。土墻夯筑到第三層時，由支撐二樓的柱子上再豎起支撐三樓的柱子，并在其上面架橫梁與龍骨。4.4釘組片數(shù)片數(shù)的規(guī)定建造一座大型土樓，一般需耗三四年時間。墻體全部建好，各層獻架完成，便開始封瓦頂。屋頂?shù)哪緲嫾苡谩按┒贰迸c“抬梁”相結合的方式，架梁上擱檀、椽和望板，望板上直接鋪瓦。在椽木時要掌握兩個要求，一是釘椽木的片數(shù)要以“天、地、人、富、貴、貧”六個字為據(jù)，以釘“天”釘“地”不釘“人”，釘“貴”釘“富”不釘“貧”（以房間內(nèi)能看到的片數(shù)為準），如果釘在“貧”字上，對住居人不吉利。二是內(nèi)椽較短，外椽較長（通常在2m以上），叫前戴斗笠后披蓑衣，目的是為防止雨水打濕外圍土墻。圓樓在鋪瓦頂時，由于屋頂外坡向外伸展較長，其周長較大，而內(nèi)坡越往內(nèi)周長越小，所以要采取“剪瓦”的方法來處理，即每鋪若干隴，內(nèi)坡要減瓦隴