大同古城墻修復結(jié)構(gòu)設計探討

馬 勇

(大同市二院建筑設計研究有限責任公司，山西 大同 037008)

大同古城墻修復結(jié)構(gòu)設計探討

馬 勇

(大同市二院建筑設計研究有限責任公司，山西 大同 037008)

介紹了大同古城墻的現(xiàn)狀及破壞情況，探討了具體的修復結(jié)構(gòu)設計方案及補強措施，指出古城墻修復不同于其他建設工程，修復措施是否合理，對古城墻的安全與價值至關重要。

古城墻，修復，補強，裂縫

歷史城市是人類社會物質(zhì)文明和精神文明的結(jié)晶，是一種延續(xù)不斷的文化現(xiàn)象。城市既是歷史文化的載體，又是社會經(jīng)濟的文化景觀。保持城市景觀的延續(xù)性，不但是人類現(xiàn)代文明的發(fā)展需要，也是可持續(xù)發(fā)展的具體行動。作為凝聚了數(shù)個朝代精華和氣韻的大同古城，處在城市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的敏感期間，如何保護與合理利用我市歷史文化遺產(chǎn)，是我們目前需要思索的一個戰(zhàn)略課題。

大同市是國家首批公布的24座歷史文化名城之一。2300年前，這里便有了行政建制。漢代名郡、北魏京華、遼京陪都、明清重鎮(zhèn)，凝重的歷史積淀，為這片土地留下了極為豐富的歷史文化遺產(chǎn)?，F(xiàn)存大同古城墻是明代大將軍徐達在漢、魏、唐、遼、金、元舊土城基礎上于明洪武五年(公元1372年)增筑起來的。古城位于大同市中心區(qū)域，面積3.27 km2，輪廓略呈正方形。城墻高14 m，上寬12 m，下寬18 m，周長約7.2 km。墻體以“三合土”夯填，墻表包以城磚，它的外輪廓像齒輪一樣，城墻外輪廓呈凸凹相間。建有主城門四座，東曰和陽門，南曰永泰門，西曰清遠門，北曰武定門，城門各有登城馬道(斜坡，可通馬車)，同時還建有城門樓、甕城、箭樓、望樓、角樓、控軍臺、護城河、吊橋等一系列軍事設施，明清大同城壯麗雄偉、固若金湯，各種防御設施自成體系，為我國古代軍事建筑中頗具特色的重鎮(zhèn)名城。

對大同城墻的破壞，最早當為明末清初的戰(zhàn)火，李自成攻大同，這是一次破壞。還有一次較為嚴重的是大同總兵姜瓖反清被平叛后，多爾袞對大同實施屠城。當時，大同府城被斬低五尺，府衙被掘地三尺，大同廢，不立官，曾威赫一時的九邊重鎮(zhèn)一片荒蕪。之后，對大同城墻進行大規(guī)模破壞是在20世紀50年代末，厚重的城磚被扒去蓋了房，裸露的墻體也成了建設取材的場地。從此以后，大同的古城墻支離破碎。被扒走城磚的墻體禁不住風雨的沖刷，不少地方陸續(xù)倒塌?？梢哉f，大同城墻無論從高度、長度和寬度都遭到了嚴重的破壞。穿行于市內(nèi)，不時可以看到一段土城墻。雖然城墻外邊的磚都被剝掉，但也不難看出其猶存的雄風。

進入21世紀，修復大同古城墻在全市上下已達成共識。2008年，大同市委、市政府做出了修復古城墻的重大戰(zhàn)略決策。修復的宗旨主要把握兩點，一是修舊如舊恢復原貌；二是修復時注意挖掘其歷史文化價值。受市文物局委托，我單位與山西達志建筑保護有限公司共同承擔了修復舊城墻的設計任務，我單位主要負責舊城墻修復的結(jié)構(gòu)設計工作。經(jīng)我們前期認真調(diào)研，舊城墻修復存在以下困難：1)舊城墻年久失修，加之50年代末破四舊的人為破壞，城墻外飾面墻磚基本被拆除，城墻土體有近1/2已不復存在。2)大部分現(xiàn)存土體均有寬窄不等的裂縫，有的甚至向外傾斜，若遇暴雨很可能倒塌會殃及附近建筑和行人。3)城門樓、箭樓、望樓、角樓也基本沒有，需考慮重建。甕城、月城等已無蹤跡可尋。修繕難度巨大。

針對城墻修繕面臨的諸多困難，我單位成立了以總工辦牽頭的設計小組，認真分析并實地勘察舊城墻的現(xiàn)狀，提出了城墻修復的結(jié)構(gòu)方案總體思路：立足現(xiàn)狀，在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，盡量采用簡單、節(jié)約、施工方便的結(jié)構(gòu)方案。下部地基由于常年雨水滲人和人為擾動，土襯石以下1 m～2 m范圍內(nèi)土層不能作為城墻的天然地基，結(jié)合地質(zhì)勘探報告，根據(jù)不同情況地基分別采取3∶7灰土換填和大直徑人工挖孔樁加固地基，且土襯石以外1.5 m寬散水部分從基底全部采用3∶7灰土夯填，以防止地表水滲人地基。其次上部結(jié)構(gòu)根據(jù)土體的缺失情況和保留價值分別采取以下三種方案進行設計：

1)現(xiàn)存少量殘損墻段或墻體全無處采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。優(yōu)點是可以裸露出古城墻的殘垣斷壁及歷史痕跡，且合理利用空間，供游客觀賞(做法詳見圖1)。

2)現(xiàn)存部分殘損墻段且不具備觀賞價值的墻體采用磚混結(jié)構(gòu)。優(yōu)點是經(jīng)濟、施工方便(做法詳見圖2)。

3)現(xiàn)存大量土體和原有城磚存在的墻段，采用外包磚夯土補強的方法進行修繕。優(yōu)點是可以最大限度的保留古城墻歷史信息和原有風貌。

框架結(jié)構(gòu)與磚混結(jié)構(gòu)只要按照現(xiàn)行國家規(guī)范設計即可。外包磚夯土補強法涉及問題諸多，比如城墻內(nèi)部新舊夯土銜接問題，城墻夯土與外包磚收縮變形問題，現(xiàn)存土體裂縫問題。我們結(jié)合實踐采取了以下補強措施：

1)在夯土前應將原城墻表面土體進行清理，為保證原城墻土體與新夯土層有效結(jié)合，隨原城墻坡度每隔0.5 m高，垂直于城墻作一切角，剔除一部分原城墻土體后，再補填新夯土層。新夯土采用2∶8灰土，壓實系數(shù)不小于0.95?；彝翍韬暇鶆蚯疫^篩，灰土配合比不宜過大，否則會發(fā)生膨脹變形。2)城墻頂部下1 m部分采用3∶7灰土夯填，既可起到隔水防滲作用也可作為角樓和望樓的地基。3)城墻夯土與外包磚應同時進行，每隔2.5 m(水平方向)采用編織條或鋼筋網(wǎng)片與外包磚磚墻進行拉結(jié)，壓進磚墻內(nèi)不小于370 mm，壓入灰土內(nèi)不小于1 m，編織條橫向間距為250 mm，豎向間距為500 mm。4)城墻每隔5 m應砌一道肋墻，肋墻伸入夯土層內(nèi)不小于2 m與原城墻土體頂實，伸縮縫處肋墻為雙墻，肋墻采用370厚磚砌體砌筑，且每隔0.5 m砌體內(nèi)壓3根6鋼筋。墻體砌筑方法采用明清營造中的十字梅花丁砌法，每隔35 m，砌體部分留一道伸縮縫。5)為保證城墻頂面垛墻與夯土部分有效拉接，在城墻頂面鋪磚層下設鋼筋混凝土帶，間距600 mm。6)原土體裂縫嚴重及有傾斜處，存在安全隱患的部分土體應及時清理，以保證城墻的安全。

古城墻修復不同于其他建設工程，它是對古城墻實施保護的實踐活動，也是自然科學研究成果的體現(xiàn)。古城墻修復措施是否合理，對古城墻的安全與價值至關重要。我們以安全為主的原則和不破壞文物價值的原則，在各個環(huán)節(jié)上認真調(diào)查的基礎上，力求做到對古城墻的修復及保護措施更加合理。只有這樣，才能最大限度的保護好大同古城的歷史文化遺產(chǎn)，恢復古城的歷史風貌，提高城市的文化品位，有利于旅游資源的開發(fā)利用、促進第三產(chǎn)業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，歷史文化名城才能真正得到體現(xiàn)。

大同古城墻東、南城墻于2011年年前后完工并對游客開放，西、北城墻于2016年年底全部完工?，F(xiàn)在古城墻不僅是古代的軍事防御設施，也是大同市歷史文化名城的重要組成部分，已成為大同這座千年古都一道亮麗的風景。

[1] GB 50011—2010,建筑抗震設計規(guī)范[S].

[2] GB 50007—2011,建筑地基基礎設計規(guī)范[S].

[3] GB 50003—2011,砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范[S].

ExplorationonancientDatongcitywallrestorationstructuredesign

MaYong

(Datong2ndInstituteBuildingDesignAcademyCo.,Ltd,Datong037008,China)

The thesis introduces the status and damage conditions of ancient Datong city wall, explores specific restoration structure design scheme and compensation measures, and points out that: ancient city wall restoration is different from other construction engineering, whether the restoration measure rational or not is ration important for the ancient city wall safety and value.

ancient city wall, restore, reinforce, cracks

1009-6825(2017)32-0039-02

2017-09-03

馬 勇(1973- )，男，工程師

TU318

A