“倒冠式”墓坑復(fù)原施工技術(shù)

夏永峰

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西太原 030012)

1 工程概況

曲村—天馬遺址晉侯墓地保護(hù)(晉國博物館)工程是曲村—天馬遺址的重要組成部分，本工程包括下沉式廣場(chǎng)、遺址保護(hù)廳、嘉禾臺(tái)、大門、后勤用房五部分，其中遺址保護(hù)廳包括4組墓3組車馬坑，墓葬 M91，M92，M62，M63，M64，M8，M31，M113，M114，K1 車馬坑、K5車馬坑、K10車馬坑。墓坑與車馬坑的尺寸如表1所示。

表1 墓坑與車馬坑尺寸

K1 為東西向，平面近長方形，坑長為24.36 m，寬為17.4 m，底深5 m，其中車坑長17.26 m，寬17.4 m;馬坑長 6.6 m，寬 14.3 m。馬坑與車坑有一道周代生土隔梁長14.3 m，寬0.5 m，高2.2 m～3 m。并且坑壁橫向裂紋明顯，局部土皮剝落。車高1.3 m。遺址廳已施工完畢，需對(duì)墓坑進(jìn)行原始性發(fā)掘，在發(fā)掘過程中，需對(duì)墓坑進(jìn)行加固與復(fù)原。114號(hào)墓的原始尺寸見圖1。

圖1 114號(hào)墓的原始尺寸

2 工程特點(diǎn)與技術(shù)難點(diǎn)

1)墓坑的上口尺寸小，下口尺寸大，呈“倒冠式”。

2)墓坑的尺寸比較大，其最大尺寸為6.48 m×5.48 m。

3)墓坑的深度比較大，最深為－13.35 m。

4)墓坑與墓坑之間的距離較小，最小為160 mm，最大為4 000 mm。

5)建成后客游量較大，動(dòng)荷載較大。

6)墓坑進(jìn)行鋼筋混凝土加固后，需恢復(fù)西周時(shí)期2700年前墓坑土體原狀。

7)從1992年至2000年進(jìn)行了6次大規(guī)模發(fā)掘，以及盜墓者對(duì)墓坑的破壞。

8)文物局專員發(fā)掘后，首先對(duì)其進(jìn)行了臨時(shí)支護(hù)，然后對(duì)其進(jìn)行了永久性支護(hù)。

3 現(xiàn)場(chǎng)情況

1)主體結(jié)構(gòu)、吊頂已施工完畢，房間內(nèi)正在進(jìn)行墓坑的人工開挖。

2)為了保證墓坑的安全，不準(zhǔn)使用任何機(jī)械設(shè)備。

3)施工前，必須編制專項(xiàng)施工方案，經(jīng)專家論證后才能施工。

4 工藝原理

在墓坑與墓坑之間施工人工成孔灌注樁，人工成孔灌注樁的間距為1.6 m～4 m不等，通過人工成孔灌注樁支撐700 mm高的框架梁、現(xiàn)澆梁。梁的頂標(biāo)高為－0.050 m，除墓葬外其余地面為150 mm厚鋼筋混凝土板，坑壁側(cè)壁采用土釘錨桿，采用打入鋼筋土釘(鋼筋采用防腐處理)，水平間距2 000 mm，豎向間距2 000 mm，鋼筋的傾斜角度為 15°，鋼筋的長度為 2 000 mm，2 400 mm，3 000 mm。編織鋼筋網(wǎng)片，坑壁噴射120 mm厚的C25鋼筋混凝土，最后用仿真土覆面(見圖2)。

圖2 1—1剖面圖

5 工藝流程

人工成孔灌注樁施工→土方開挖→土釘墻施工→仿真土施工。

5.1 人工成孔灌注樁施工

人工成孔灌注樁的樁徑為1 000 mm，深度為15 m和20 m，15 m長樁的根數(shù)是98根，20 m長樁的根數(shù)是40根。

因遺址保護(hù)廳的結(jié)構(gòu)、吊頂已施工完畢，人工成孔的施工全部采用人工，在施工過程中要對(duì)文物進(jìn)行保護(hù)，要經(jīng)常觀察坑壁的安全，要做到萬無一失，坑壁邊做好圍護(hù)，清理出的土方及時(shí)外運(yùn)，嚴(yán)禁在坑邊堆土。

工藝流程:放線→第一節(jié)樁孔土方開挖→護(hù)壁模板支設(shè)及放置鋼筋→第一節(jié)護(hù)壁混凝土澆筑→軸線檢查→第二節(jié)土方開挖→拆除第一節(jié)護(hù)壁模板→安裝第二節(jié)護(hù)壁的模板及鋼筋→第二節(jié)護(hù)壁混凝土澆筑→檢查樁位軸線→逐層循環(huán)作業(yè)→檢查驗(yàn)收→放置鋼筋籠→混凝土溜筒安裝→樁身混凝土澆筑。

1)在安裝滑輪組及吊桶時(shí)，注意使吊桶與樁孔中心位置重合，作為挖土?xí)r直觀上控制樁位中心和護(hù)壁支模的中心線。

2)井底照明采用12 V以下照明燈具。

3)為防止物體墜落傷人，地面人員誤入孔中，在每個(gè)挖孔樁孔口設(shè)0.8 m高鋼筋安全圍欄，圍欄用 φ14鋼筋，縱橫間距200 mm焊接而成。

4)樁孔口安裝水平推移的活動(dòng)安全蓋板，當(dāng)樁孔內(nèi)有人挖土?xí)r，應(yīng)掩好安全蓋板，防止雜物掉下砸人。無關(guān)人員不得靠近樁孔口邊。吊運(yùn)土?xí)r，再打開安全蓋板。

5)吊放鋼筋籠:將檢查合格的鋼筋籠由吊車送到孔內(nèi)，就位時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁孔，吊直扶穩(wěn)，緩慢下沉，避免碰撞孔壁。整個(gè)鋼筋籠下沉至設(shè)計(jì)位置后應(yīng)及時(shí)固定、復(fù)查清孔后的孔底沉渣厚度，并澆灌混凝土。沉淀物其厚度不得大于100 mm，否則應(yīng)重新清孔。

6)澆筑樁身混凝土:澆筑混凝土之前必須清理干凈樁內(nèi)的雜物?；炷凉嘧兜臉堕L大于6 m，混凝土振搗時(shí)采用混凝土自身的重力來保證混凝土振搗密實(shí)?；炷恋膹?qiáng)度等級(jí)不能小于C20。

5.2 土釘墻施工

1)工藝流程。成孔(用人工洛陽鏟)→清孔→置釘→孔內(nèi)灌漿→編織鋼筋網(wǎng)片→噴射混凝土。

2)成孔。成孔施工過程中應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求:a.孔壁應(yīng)順直，以便安放鋼筋土釘和灌注水泥漿。b.孔壁不得有松土及塌陷現(xiàn)象，否則影響鋼筋拉桿和土釘?shù)某休d力。c.成孔的傾角度、成孔的深度，孔徑及孔距的允許偏差符合規(guī)范要求。

3)置釘。土釘采用螺紋筋，在每根圖釘上每隔2 m焊接鋼筋定位器，定位器采用φ8圓鋼筋，尺寸及制作方法見圖3，圖4。圖釘?shù)拈L度由設(shè)計(jì)確定。

圖3 鋼筋定位器

圖4 定位器與土釘鋼筋焊接圖

4)孔內(nèi)灌漿。第一次注漿，注漿導(dǎo)管先隨鋼筋一起插入孔底，注漿管距孔底0.2 m～0.5 m，導(dǎo)管出漿口應(yīng)始終處于漿體表面以下，保證孔中氣體全部溢出，直至注滿孔，邊注邊拔管。第二次注漿，注漿導(dǎo)管采用φ25鋁塑花管，固定在土釘錨索鋼筋上，并隨土釘錨索鋼筋一起插入孔底，距離孔底0.5 m。

5)編織鋼筋網(wǎng)片。每層土釘筋施工(安置土釘筋及孔內(nèi)注漿)完畢后，即可安設(shè)面層鋼筋網(wǎng)片。鋼筋網(wǎng)片現(xiàn)場(chǎng)制作，水平向接頭采用綁扎，豎向接頭采用焊接，搭接焊長度應(yīng)符合要求。鋼筋網(wǎng)片筋安設(shè)完畢后再安設(shè)面層的2φ12斜向筋及1φ12水平筋，并牢固安設(shè)在卡鉤之下。

6)面層混凝土噴射。噴射混凝土?xí)r要對(duì)坑底進(jìn)行保護(hù)，噴頭與受噴面距離0.6 m～1.0 m，射流方向直接指向噴射面(見圖5，圖6)。

圖5 對(duì)墓坑底進(jìn)行保護(hù)

圖6 墓道側(cè)壁噴射完混凝土的效果

5.3 墓坑壁仿真土復(fù)原的施工

聘請(qǐng)文物專家與土工專家，對(duì)復(fù)原土進(jìn)行反復(fù)大量實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出能達(dá)到仿真土的性狀配方，采用原狀土摻入水、普通硅酸鹽水泥、玻璃絲和外加劑按一定比例攪拌均勻后，用噴槍噴到混凝土側(cè)壁上，粘完后由文物專家用專用工具進(jìn)行修復(fù)，直至達(dá)到原墓坑壁的真實(shí)效果(見圖7)。

圖7 墓道復(fù)原后的效果

6 效益分析

1)“倒冠式”墓坑復(fù)原施工方法的實(shí)施已順利、安全地完成了文物保護(hù)任務(wù)，沒有對(duì)文物造成損壞，保證了文物的安全，縮短施工工期10 d，節(jié)約2萬元。文物保護(hù)施工期間嚴(yán)格執(zhí)行了文物保護(hù)的各種措施，監(jiān)理單位、建設(shè)單位以及文物專家對(duì)施工過程、施工質(zhì)量及施工進(jìn)度十分滿意，取得了良好的社會(huì)效益。

2)通過墓坑復(fù)原的施工，我們積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了一批技術(shù)骨干，鍛煉了一支施工隊(duì)伍，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

7 結(jié)語

“倒冠式”墓坑復(fù)原施工技術(shù)順利地解決了墓坑上口小，下口大的難題，同時(shí)也恢復(fù)了墓葬的原始容貌，給參觀者一個(gè)西周逼真的墓坑。