从夯土试验谈锁阳城遗址的本体保护

王景普

（瓜州县文物局，甘肃瓜州736100）

从夯土试验谈锁阳城遗址的本体保护

王景普

（瓜州县文物局，甘肃瓜州736100）

锁阳城遗址是全国重点文物保护单位，同时也是世界文化遗产。对其本体实施保护，显得极为迫切和重要。本文从夯土版筑的技术流程，夯土版筑的操作方法，锁阳城遗址夯土版筑的特点及内在规律，夯土试验的具体做法，新旧夯土层的结构、强度、风化、酥碱及其相关病害的机理和原因等方面，就如何做好土遗址本体保护进行了论述，由此探讨如何做好锁阳城遗址的本体保护工作。

锁阳城遗址；夯土版筑；本体保护

锁阳城遗址是我国目前保存最为完好、规模较大的隋唐、五代、北宋、西夏时期夯土版筑的古城之一。1996年，被国务院公布为全国重点文物保护单位。2007年，被列入国家申报世界文化遗产备选名单。2014年6月24日，成功入选《世界遗产名录》。这次申遗成功不仅实现了中国广大文物和文化工作者的多年夙愿，还对未来在这一地区兴起文化遗产保护热潮、促进当地旅游经济发展起到积极和重要作用，使这个世界级别的文化遗产得以更好地保护、传承和发扬。

锁阳城遗址沿用时间长、内涵丰富，具有极高的历史、科学、艺术价值，对它本体实施保护，显得极为迫切和重要。为了研究古代夯土版筑墙体的长久保存和延续的科学方法及内在规律，取得夯土版筑技术在土遗址抢险加固的实际操作中准确的理论数据和操作经验。相关工作人员长期致力于研究探索新旧夯土层的结构、强度、风化、酥碱及其相关病害的机理和原因，新旧夯土墙体的融合和外观的协调一致，新旧夯土墙体的酸碱盐等物理及化学成分的成因机理和当地的气候、地理条件的适应性，解决既要加固又要坚持最小干预原则，新旧夯土墙的工艺、强度的融合，外观效果与内部结构的协调一致，保存的长久性等这些主要技术难点和问题。通过以上研究和探索，使锁阳城遗址本体的保护做到最大限度符合本体保护要求。针对人为损坏、悬空失稳等病害，做了夯土实验，取得了一些科研数据和方法，为本体保护的具体实施积累了大量的第一手实践经验。

一、夯土版筑的工艺流程

夯土建筑是西北最为常见的沿用至今的一门建筑技术，俗称“打墙”，也叫“沙墙”，“最早在商朝就有了比较成熟的操作技术”。①

当地沿用至今的技术工序是：

第一，选土。用于夯土建筑的土质选择比较考究，选用的土质中沙、碱比例不宜过大，沙的比例过大不易黏合，夯建的墙体，黏合不结实，易倒易裂。若含碱过大，容易返碱起酥，造成墙体建筑的疏松、酥碱，影响质量和寿命。因此，古代乃至现在，夯土建筑都选在土质中性、黏性较强的分布地带，就地夯筑，省时省工。

第二，泡土。在选好备用的土质后，放水泡土。选好的土要一次性把水灌够。要让土泡透，同时大量的泡水可以使土中的碱分随水下渗。泡好的土用手捏成团，扔到地上能够散开，再经数次搅拌均匀才可开始夯筑。泡好的土表层还需用犁或人工翻松，用耙耙细，用磙子碾压细匀平展，以保持水分。

第三，确定位置夯实基础。按建筑的形制放好线，一般都要根据建筑墙体的高度和厚度来确定基础的宽度，因为夯土版筑的墙体有收分，还要铲墙，这些都要在放线时考虑进去。基础确定后，将基础夯坚实。

第四，放线。在夯实的基础上按建制要求放好主墙的基线。一般是先打圈墙，圈墙打好后，再打隔墙。打隔墙时，在主墙与隔墙的衔接处，把夯筑好的主墙，从上到下挖一道凹槽，在夯筑隔墙时，装土夯筑，使主墙与隔墙以卯榫形式连为一体。这样做的原因是便于架杆拉板，不好处是两道墙体的衔接处，尽管有卯有榫，但随着时间和墙体的收缩依然裂缝。也可同时夯筑，在两道墙的衔接处，将夯板架成“丁”字形。虽然增加了架板的难度，但墙体结构一体，能延长使用寿命。

第五，拉板。按放线的位置将夯土板侧立起来摆放在一条直线上，每组板的两端正反开卯，衔接成一体。每组板必须一样长，便于立杆。立杆正好对正在夯板的接头中间。

第六，栽杆。两杆一组对立，在夯板接头处，挖深0.4～0.5米的坑，把杆子栽在坑里。坑一般为扁形，宽度以立杆粗细来定，与墙体垂直的方向，长一些，便于紧绳时，杆成斜向。根据墙体的厚度确定两杆之间的距离；再根据墙体厚度用土量的压力和夯土板的长度，确定每组立杆之间的距离；根据墙体高度确定立杆的高度。夯土开始后，在夯筑当中，立杆无法随时更换。立杆栽好后，用绳子将两个杆绊住，以免在两板之间装上土后松动。绊绳随着墙体夯筑到一定的高度而提高，提高时要拉紧，也叫“紧绳”。

第七，稳板。用木制的一头方一头扁的楔子，在立杆与墙板之间做稳定，一是利用楔子调整板子成直线，保证墙体的横直与竖平；二是保证每组板子的接头，贴紧楔子靠在立杆上，不松动滑脱。

第八，拌土。将准备的夯土从上到下一绺一绺取下来，搅拌均匀。在搅拌的过程中，用耙子将土疙瘩搂出来锤细，使土质的黏性趋于一致，这样夯土才紧密，夯筑才结实，墙体才光滑。

第九，装土。板子稳定好后，在两板之间装上土。装土时用尖嘴（一种用榆木或者杏木等硬质木料做的像鸟嘴样的榔头）在紧靠板子的地方捶杵，以便稳定夯板和墙体外部。如果墙体高，装土还需要搭架，分次倒上。或者用斡杆（类似于杠杆的一种吊高的工具）吊土。

第十，杵土。用石头做的形似锥体但又把锥体尖部打磨成椭圆的杵头，安上钉子形状的把子，提起来，落下去，在一个地方重复数次，把土夯筑坚实。一般在墙的底部，次数多，用力大，随着墙的升高而次数减少，用力相对减弱。同一夯土层，次数一样，是为了墙体硬度一样。但在夯土时，杵头不宜靠板太近，以免杵到夯板上，造成墙体走形。杵土一般都分为两组，一组至少是两个人。杵土时，两组分别从夯板的两边开始。一人一杵，反复几次不等，次数越多，墙体越坚固。前一人杵印靠紧，后一人杵在前一人的两个杵印交接处。杵土时，从两边夯板开始，一行一行，有序杵土，既能保证夯土坚实，无蜂窝，又能保证墙体中心的垂直，里外收分一致。

第十一，续板。在杵坚实的一层夯土的板上，再加一层板子，如同前面一样拉板、稳板、装土、杵土。

第十二，卸板翻板。在上面一层板内的土杵坚实后，开始用“尖嘴”的另一头打掉下面一层杆与板之间的楔子，板子脱落后，再架在上面，继续拉板、稳板、装土、杵土。重复循环，直至墙体达到设计的高度为止。至今，当地都有民谚：“打墙的板，上下翻，三十年的穷汉变富汉。”

第十三，封顶。在墙体高度达到后，最后的一板杵坚实，再装上土，再杵坚实，使墙顶凸出成弧形，俗称戴帽。便于雨水散落。

第十四，铲墙。墙体建起后，墙面不是很平整，在墙体没有风干之前，有眼力的匠人用方锨（以前铁匠用铁锻打的方头锨，也叫打锨）铲去墙面上的板痕，使墙面平整、光滑。夯筑一流的墙体，无裂缝，无板痕，墙直面平，收分一致，墙面光滑，衔接紧致。

二、夯土版筑的操作方法

当地沿用至今的夯土版筑按稳板方法的不同大致有三种：

第一种是立杆稳板夯筑，也是最常用的一种，适用于中型建筑。特点是成本低，所有工具可重复使用；规模可大可小，墙体可宽可窄，墙身可长可短、可高可低。尤其是形制相同的建筑，同位照搬，速度更快。但也有局限性，墙体的宽度和高度达到一定程度，便无法使用。

第二种是绳捆稳板夯筑。稳板无需栽杆，用绳索代替立杆来稳板。按墙的宽窄把墙板两头用绳索捆死，然后在板里装土夯筑。翻板后绳索不能重复使用。但夯筑可以不受墙体宽度、长度和高度的限制。可用于各种墙体的夯筑，并且方便、简单、速度快。不足之处是没有很好的稳板技术，容易使墙体跑偏，难以掌握墙体的垂直。建好的墙体上有绳头的眼状斑痕。

第三种是土匣夯筑。把夯土板的上下侧面两端上开卯，一端用木杆，在木杆的端部开榫，一端用夯板也开榫，将木杆和板组装成匣状，称其为“土匣”。夯筑时，木杆连接的一端开启，和墙体土筑连接，将封闭的一端放在后边，一匣一匣夯筑，拉动往前，一圈一圈绕着夯筑，既能盛住土，又便于挪移。特点是不受劳力限制，规模可大可小。

三、锁阳城遗址夯土版筑的特点

锁阳城遗址建筑是古代夯土版筑技术的杰出典范，其特色是土匣和立杆稳板相结合。现在留在墙体上的排列均匀有序的洞，就是固定夯板的木杆所遗留的。和小型墙体的土匣不同的是，固定夯板的圆木，夯筑后留在墙体内，增加墙体的整体性能，防垮塌，防墙裂，和墙体夯筑时的收分，起到抗震作用，形同现代建筑中的钢筋。夯土内固定圆木可为一根，在墙体底部贯穿墙体；也可不是一根，而是断开的，里外半边各自固定。先用土夯实圆木，固定住夯板，再装土夯实墙体靠板的部位，无论多宽多高的墙体，递增几层都可夯筑。夯土内断开的圆木，虽节省木料，只能保持墙体的稳定性，墙体的抗震性能却减弱。把夯土内固定圆木上稳定墙板的楔子加长当立杆，用来稳板，翻板夯筑几层后，再铺一层圆木。所以，城墙上圆木留有的洞是几层。锁阳城遗址的夯土版筑，从城墙现在保存的圆木遗留的洞来看，属于节省木料断开的圆木，原因有二：一是城墙上的洞里外属于一个夯土层面，但里外的洞不相对正，即是偶有对正的，也不相通，圆木朽蚀后，洞里面尽头是夯土；二是现在从岔落、倒塌的地方看，里面的墙体没有圆木的痕迹和圆木朽蚀留下的洞。经过笔者对内城墙周围和里外遗留的各种印迹的观察分析，断定圆木是断开的。现在，有些洞内圆木的痕迹还明显可见（见图1）。

图1

锁阳城夯土建筑的艺术价值，不仅表现在城址规模的宏大，“外城墙周长5354.4米……内城墙体东城墙长493.6米，南城墙长557.3米，西城墙长516米，北城墙长536米，墙基厚7.5米，顶宽4.6米，残高12米”。②特别是马面与墙体的整体夯筑，这样庞大的夯土工程，墙直一线，角为90度，收分适度均匀，从地基开始的夯土板层的水平翻升，到夯土的细匀，夯土密实坚硬，历经千年还保存比较完整。可见在当时条件下，建筑的技术是多么的高超。“经观察研究，该城是经过创建者深思熟虑、统一规划、一次性建成的。”③这在当时还是现在，都让人叹为观止。

锁阳城的建筑是典型的夯土版筑技术，所以，取得夯土版筑试验技术，搞清楚古代夯土版筑墙体长久保存和延续的科学方法及内在规律，取得夯土版筑技术在土遗址抢险加固的实际操作中准确的理论数据和操作经验，用夯土版筑建筑技术来保护本体再恰当不过。但如何使夯土板筑技术在本体保护中能达到土遗址保护的要求，就需要把传统的夯土版筑技术与土遗址本体保护的实用技术进行对接，继承、吸收、探索传统的夯土版筑技术经验，形成夯土版筑技术在土遗址保护中的熟练运用，才能使土遗址保护达到保护标准。

四、夯土试验的具体做法

2013年3月，我们在瓜州县文物局李宏伟局长的安排和指导下，在锁阳城原管理所用房的西北空地上，进行了三次夯土试验，这次试验的目的是继承、吸收、运用传统的夯土版筑技术经验，为夯土版筑技术在土遗址保护中的运用取得第一手资料和经验。现就具体做法，进行说明，以求教于各位专家。

我们采用沿用至今的民间传统夯筑技术，与现代化的科学技术手段相结合，首先对土质进行化验分析，选择酸、碱成分相近的土质作为取土的场地，在没有任何仪器测试生土湿度和夯土强度的情况下，凭借以往的实践经验，进行了三次试验。

第一次试验：在没有明显碱痕的地方，选择原土，将选好的土碾细，用眼看，没有沙质，用水泡透后，放置两天，待土表面风干至人站在上面不攮（“陷”的意思），用铁锹挖至0.2～0.3米深处的土，能散开不成泥团时，将表层翻松、拍细，放置至用手捏住成团、扔在地上散开这种湿度，没有进行拌土、锤细，就直接采挖装土进行夯筑。夯板宽0.2米，夯土层厚0.2米，墙体底宽1米，顶宽0.4米、长6米、高1.4米。一层用三组夯板连接，待第二层夯筑好后，卸第一层夯板翻板。两天筑起。夯筑时每个触点捶杵三下，杵头提高约0.2米，自然落下。杵头直径0.2米，重量5公斤。

小结：夯筑的墙体不够密实，板缝衔接不够紧密。夯筑好后，没有铲墙，墙体表面有蜂窝。分析认为：所选用土因多年没有泡水，风化、碱化严重，看似湿度合适，实则偏干，影响了夯筑时土的黏合度，使墙体硬度降低。

第二次试验：在选好用土的地方，揭去表面的风化土层，约0.3～0.5米，然后开始泡土。水深0.3～0.4米，待水渗进土后，连续第二次灌水，水深0.3～0.4米。搁置至土层表面人站在上面不攮，用铁锹挖至0.2～0.3米深的土，土散开不成泥团时，将表层翻松、拍细，碾压，待土用手捏成团，扔在地上散开这种湿度，开始夯筑。装土前，先将土采挖出来，边采挖边将土捶细，上下层拌匀，然后装土进行夯筑。装土时，用“尖嘴”在两边紧靠板子的地方反复有序的捶杵。待土在夯板内装满后，拨平，再用杵头分行反复有序捶杵。捶杵时先从靠夯板的两边开始，一行一行至墙体中间。每个触点捶杵五下。夯板宽0.15米，夯土层厚0.15米，墙体底宽1米，顶宽0.4米，长5米，高1.5米。一层用三组夯板连接，待第二层夯筑好后，卸第一层夯板翻板。三天筑起。每个触点捶杵五下，杵头提高约0.3米，自然落下。杵头直径0.2米，重量5公斤。筑起后的第二天，进行铲墙。铲墙后放置三天，有淡淡的白色粉状物从墙体中泛出，用水从上浇下，白色粉状物消失，墙体没有水冲痕迹。

小结：墙体密实，板缝衔接紧密。铲墙后，墙面光滑，没有蜂窝。分析认为：墙体密度、硬度与捶杵次数和杵头大小、重量以及生土的湿度、粗细程度相关。和第一次试验对比，证实表层土风化，不宜采用夯筑。

第三次试验：在选好用土的地方，揭去表面的风化土层，约0.3～0.5米，把表层0.2米翻松，然后开始泡土。水深0.3～0.4米。搁置至土层表面人站在上面不攮，用铁锹挖至0.2～0.3米深的土，土散开不成泥团时，将表层翻虚、拍细，碾压，待土用手捏成团，扔在地上散开这种湿度，开始夯筑。装土前，先将土采挖出来，边采挖边将土捶细，上下层拌匀，然后装土进行夯筑。装土时，用“尖嘴”在两边紧靠板子的地方反复有序的捶杵。待土在夯板内装满后，拨平，再用杵头分行反复有序捶杵。捶杵时先从靠夯板的两边开始，一行一行至墙体中间。每个触点捶杵五下。夯板宽0.12米，夯土层厚0.12米，墙体底宽1米，顶宽0.4米，长5米，高1.4米。一层用三组夯板连接，待第二层夯筑好后，卸第一层夯板翻板。三天筑起。每个触点捶杵五下，杵头提高约0.3米，自然落下。杵头直径0.2米，重量5公斤。与第二次试验的墙体对接夯筑，使两次试验的墙体连接为一道墙，易于对比。筑起后的第二天，进行铲墙。铲墙后约一星期，有白色粉状物从墙体中泛出，但与第二次试验相比，淡了也少了。没有用水从上浇下，经过风吹后白色粉状物自然消失（见图2）。

小结：墙体密实，铲墙后，墙面光滑，夯土层衔接处缝痕比第二种更加紧密。两道墙体连接处，也密实。分析认为：墙体密度、硬度与夯土层薄厚相关。与二次试验对比，深层土适合夯筑。

这三次试验都是用铁丝代替绳子来稳板夯筑，所以在墙体的直度和垂度收分上，稍有偏差。夯板两端没有开卯，夯板直接对接。如果用架杆，夯板开卯对接，完全可以保证墙体的平直和收分均匀。由于受条件限制，这三次实验都没有仪器对生土的湿度和夯土强度进行测试，是试验的缺陷。如果在具体实施中进行精准的测试分析，有准确的数据做指导，会在本体保护过程中提高操作标准。尽管如此，通过4～10月份七个月时间的观察，实验的墙体与本体墙体表面正在趋于相仿。

图2第二次、第三次实验的墙体

五、夯土建筑中影响夯土质量因素分析

夯土墙体的硬度、密度与生土的湿度相关，湿度过大，黏性太高，失去夯筑的弹性，无法夯筑；湿度过小，黏性太小，夯筑的墙体松散。准确把握生土的干湿度，是夯土版筑技术的关键之一。

夯土墙体的硬度、密度与生土中酸、碱度高低相关，碱性偏高，起酥、返碱，墙体松垮，密度、硬度减弱；碱性偏低，墙体自行开裂；酸性偏高，墙体黏合不坚实，易倒易裂。这些因素都影响到墙体的整体寿命。

夯土墙体的硬度、密度，板缝衔接紧密程度，与生土的细度成正比关系，生土越细，夯筑的墙体密度、硬度越强，板缝衔接越紧密。

夯土墙体的硬度、密度与夯土层厚度成反比关系，夯土层越薄，夯筑的墙体密度、硬度越强。

夯土墙体的硬度、密度，板缝衔接紧密程度，与杵头重量、触点捶杵次数成正比，杵头重量越大、触点捶杵次数越多，墙体密度、硬度越强，板缝衔接越紧密。

夯土墙体的硬度、密度与杵头直径成反比，杵头直径越大，受力面积越大，墙体密度、硬度越小。

总之，夯土墙体硬度、密度大小、均匀一致，直接受夯土土质、湿度和夯土版筑建造工艺各个环节的影响，硬度、密度大小和均匀一致，决定墙体寿命。

小结：夯土墙体密度、硬度越大越均匀，保存年代越长。新旧墙体连接的紧密与否，土质中酸碱度的高低，夯筑时生土的湿度、细度和捶杵的力量、夯土层的薄厚等都与夯土建筑的质量紧密相关，也是经过自然环境、气候条件影响，产生缝隙、酥碱、裂落、坍塌等病害的内因。

六、运用夯土版筑技术对锁阳城遗址本体抢险加固的初步探讨

锁阳城遗址人为破坏、悬空失稳等病害日趋严重。特别是锁阳城内城遗址，三个比较大的空洞，从洞顶已经开始垮塌，每年雨季，都会有雨水渗入。如不进行抢险支护，有可能在外力的作用和本体的松动下，造成更大范围内的坍塌。抢险支护的方法，建议用夯土版筑和土坯（或夯土墼：按夯土层的厚度做成土匣，夯筑成不等长度的夯土）支护相结合来进行。

首先，清理洞内的浮土。在清理前，先找支点，用圆木支顶，以便安全作业。支顶好后，把洞内多年留有的浮土清理至原夯土上，既不破坏原存的文化信息，又能使抢险加固有成效。

其次，支护。用土坯（夯土墼）将洞内离外墙墙体1米的空间砌起，待土坯支护完成后，将圆木支顶点撤去，再用土坯补齐。可以使土坯的支护形成一个墙体，相当于夯板。巧妙地为外部洞口与墙体的补齐，奠定条件。

再次，夯筑。在遗址空洞的外部，架设立杆。立杆栽好后，在立杆外部加顶斜杆，以便稳定夯板，使夯土捶杵时，夯板不松动。夯板与遗址夯土层厚度相同，把板缝与遗址的板缝痕迹对平，一层一层夯筑起来。这样既保持遗址夯筑外观的一致，又达到对遗址墙体的保护。捶杵时，杵头直径不宜过大，约在0.15米之内，不能提得太高，高约0.15米，捶杵次数根据原夯土硬度确定。捶杵用力要轻要稳，以减少震动对原夯土的影响。这样，既保证遗址墙体不受震动影响，又能使新夯土达到与遗址原夯土的硬度相近或者相等。但新夯土硬度不能大于原夯土硬度，这是文物保护的基本准则之一。

最后，做旧。采用水冲、喷烤、芨芨草刷的方法使新补的夯土达到色泽、瞻观与原遗址相近，既有岁月沧桑之感，又有可识别性。文物的保护是为了延续和体现本体的价值而采取的措施，并不违背文化遗产保护的基本准则。所以，修旧未必如旧，关键是对保护原则的理解和把握，而不在于“新”与“旧”之间的表面追求。

采用这种抢险加固的方法，具有以下几个特点：其一，经济。夯土可就近取材，在锁阳城遗址附近的固定取土场地采取。我们已经在取土场地采取了土样，送研究所进行化验，与遗址土样可进行比较，选择使用。其二，传统。用与建筑初始同样的建筑方法，使遗址保持建筑风格的一致。其三，易行。在专家的指导下，有熟练的、懂夯土建筑的人员就能施工。其四，如果对人为挖洞这种病害的抢险加固取得成功，那么对其他的，例如即将坍塌、即将裂落，已经悬空、失稳等病害的抢险加固，也就多了一条简单易行的途径。

七、夯土版筑技术对土遗址保护的意义

瓜州县是文物大县，野外文物点多以城址、烽燧为主，这些保护点都是夯土板筑，如不及时进行抢险加固，它们将在风吹日晒雨淋中，日夜不停地垮塌、消失。采用夯土技术进行抢险加固，具有适用性和实用性，切合当地实际。当然，文物是不可再生的资源，文物保护工作是一项严谨、复杂的工作，有紧迫感，也有责任感，更有使命感。但只要我们坚持科学的态度、认真负责的精神，深刻理解文化遗产保护的准则和内涵，就会做好这项工作，及时抢救那些不可再生的宝贵资源，为子孙后代留下宝贵财富。

用夯土版筑来抢险加固，既和本体的原建筑风格一致，又能使本体得到很好的保护，还具有可识别性。同时，夯土建筑也是瓜州的一项非物质文化遗产，它的运用无疑是对这一项非物质文化遗产很好的保护，也能使这项非物质文化遗产得到很好的传承。

［注释］

①②李旭东：《锁阳城“夯土版筑”建筑研究》，香港天马出版有限公司2006年版，第149页、第145页。

③刘兴义：《唐锁阳城探源》，《陇右文博》，第29期。

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A

1005-3115（2015）14-0037-05