从夯土版筑到滑模施工工艺的技术应用

2017-04-04张习武

中华建设 2017年10期

张习武

夯土版筑历史悠久，工艺简单且应用广泛，是中华民族的劳动结晶，而近代兴起的剪力墙模板工艺、滑模工艺等也应被认为是此传统施工技术在劳动工具、生产材料上的革新。

经考古发现，有版筑墙的城子崖遗址可追溯至龙山时代，该时代距今约4350～3950年，处于新石器时代晚期。即使秦砖的出现也没动摇此技术的地位，反而致使版筑工艺更加牢固美观，而至汉代达到成熟，被广泛应用于长城、都城等的建设，而民间建房甚至沿用至今，如南方福建的土楼。

一、夯土版筑历史悠久

《孟子·告子下》一书中所记载：“傅说举于版筑之间”，《汉书·英布传》也有记载：“项王伐齐，身负版筑。” 从这些记载中我们可以知道版筑技术的成熟时代、代表人物和可考地点，唐朝颜师古注引李奇曰：“版，墙版也；筑，杵也。”可以断明版筑的重要施工用具一个是成型工具“版”，一个是振捣工具“筑”。

版筑施工前，首先需要在两侧立挡土版（亦作板），学术名为“干”，又名为“栽”；前端的挡土版名为“桢”，在汉代又名“牏”。为了防止挡土版向外产生位移，需要在版外立木桩或木楞，这种型式基本和现代木模板的支设工艺基本一致，然后并绳子把木桩或木楞将版摽紧，绳子的学术名“缩”。

然后就可以填土打夯，所填的土质就地取材因地而异，常用粉质粘土，加水或晾晒控制含水率。为达到级配合理的目的，常混有石块；为提高板结强度，有的部位混有白灰；为加强整体加筋效果有的墙体分层铺加竹劈、芦苇等。打夯的工具学术名为“筑”，下端膨大部分是夯杵，又名夯头，上部多采用为木制，甚至辅以横杆有利于多人操作，夯头多采用圆形石柱以增大锤击效果。

夯筑时可以想象有统一的节奏和劳动号子进行指挥。《周书·寇儁传》中写道：“继日版筑”，可以推测这种工艺是连续施工的，如果作业面允许甚至能够流水作业。唐·杜甫有《泥功山》一诗：“朝行青泥上，暮在青泥中。泥泞非一时，版筑劳人功。”可见操作者取土运土的劳作场面，是十分辛苦和耗费财力的。

古人进行建房造墙多为版筑施工，如位于丝绸之路上的楼兰古城，不论民用住宅还是都城宫殿，无一不是这种工艺。而城墙是上层阶级为加强统治所修筑的防御性工事，《左传·僖公三十年》记载：“朝济而夕设版焉”，晋·杜预注：“朝济河而夕设版筑以距秦”，这些工事在战争中起到了良好的防御效果。

而万里长城的修筑则有效地凭借天险将侵略者拒之以外，直到明朝后期这种作用仍然十分有效，位于新疆的大部分长城则是未加修饰夯土版筑墙。

随着防御要求的提高，以及墼土坯、烧结砖的出现，这些材料可以砌筑直接充当外立面的版，同时加快了施工进度，使外部更加牢固、美观。到了秦朝，砖的大量出现则取代民用的版筑模板，使墙体高度增加厚度减小，主要都城、万里长城的墙皮则采用砖石砌筑，在冷兵器时代常被形容以“固若金汤”，而内部仍然是夯土技术。如嘉峪关不少部位是采用的土坯垒墙，而山海关、八达岭则完全采用下部砌石、上部砌砖、内部填馅的方法。

二、剪力墙的发展

随着历史的前进，近四千年版筑所使用的材料未发生本质的变化，这种古老的工艺一直统治着土木建筑的历史舞台。直到1824年，英国的建筑工人约瑟夫·阿斯谱丁（Joseph Aspdin）发明了水泥后，建筑施工技术随之变化，建筑物的性能因此也产生了划时代的意义。继而混凝土拌合物兴起，而木模板也逐渐被胶合板、钢模板所代替，直至大型模板工艺、爬模、滑模等施工工艺其原理仍然未脱胎版筑的原始做法。

建筑材料由水泥诞生，加之砂子、石子、水以一定比例进行混合，互相填充嵌固，内部结构固相、液相、气相相互依存，致使强度（抗压性能）、施工和易性、耐久性（抗渗性、抗冻性）、经济实用性完美体现，致使素土、灰土填充材料的使用被弱化。钢筋的加入，又提高了抗拉、抗扭、抗剪性能，对结构尺寸又有大幅减小作用，从而确立了建筑上的主导地位。

十九世纪以来工程质量出现直线式上升，工程数量膨胀式增长、建筑型式不断突破。建筑模板使用钢模板，拼装质量、成型效果都有显著提高，钢模板备料速度快、准确性高，以钢代木，节省了木材资源，提高了材料的使用寿命。主要构配件统一加工定型，具有标准化，完全可以按标准模数制作。钢木混合模板可以根据建筑物不同尺寸、不同造型任意组拼，而且损耗率较低，可多次周转用于多个工程。施工时简单方便，固定采用插口与销钉式，支撑采取螺旋式与升降式，施工速度快。

我们可以肯定的是，剪力墙支撑组合装置是版筑模板的换代升级，二者的安装流程基本是一致的。剪力墙混凝土的浇筑，区别于夯填，是指根据设计要求进行材料配合比试验，而后通过人工或泵送达到指定部位，在初凝前完成的振捣成型工作。而剪力墙混凝土模板的拆除，正是安装的反步骤，和版筑的拆除工艺是吻合的。