江南地区传统木构建筑地基基础做法研究

周欣墨 郭敏燕

(绍兴文理学院 土木工程学院，浙江 绍兴312000)

江南地区传统木构建筑地基基础做法研究

周欣墨 郭敏燕

(绍兴文理学院 土木工程学院，浙江 绍兴312000)

中国传统木构建筑具有其独特的结构体系，且这种结构体系经过长期的考验被证明具有良好的承重、防潮和隔震性能.本文以中国江南地区传统木构建筑的地基基础为研究对象，依次分析了地基、台基、柱础三个层次的材料及构造做法，阐述了其承重、防潮、隔震的原理.以期对传统建筑的研究做出贡献，为现代建筑的发展提供借鉴.

木构建筑；地基；台基；柱础

中国传统木构建筑在世界上是一个独具特色的结构体系：它以木构架为框架，用榫卯结构连接；以木柱承重，柱子下面垫础石，柱础石放在房屋的台基上面.这种榫卯连接、柱础设置、夯土台基技术经过长期的考验被证明具有良好的承重、防潮、隔震性能，符合现代隔震、消能、控震技术.曾经有学者指出：紫禁城地下约5-6 m处的一层“煮过的糯米和石灰的混合物”有很明显的隔震效果[1].

中国的江南地区以传统民居和园林建筑为代表，规模适中、体态轻盈，分布极为广泛，并大多采用传统的木构建筑体系.但是目前尚没有对江南地区传统木构建筑的地基基础做法做过系统的完整的研究和整理.仅西安建筑科技大学已对木构古建筑柱与柱础的摩擦滑移隔震机理进行了研究[2].本文对江南地区传统建筑的地基和基础做法进行系统研究，目的在于更系统全面地分析传统木构建筑在承重、防潮、隔震方面的处理方式，为现代建筑提供借鉴.

1 地基

在中国传统木构建筑中，地基指的是基础以下的土层，它承载建筑物的重量.江南地区多为灰土夯实的人工地基.

1.1灰土的成份

灰土由石灰和泥土组成.普通房屋的地基灰土配合比为3∶7(体积比)，散水或回填用灰土的配合比也可采用2∶8或者1∶9，但以3∶7为好[3].从明代初期开始，人们已经发现白灰与黄土拌和后经筑打可用做基础，并不断摸索灰土的最佳配合比.到清代的后期，虽然人们已经认识到配合比为2∶8或者1∶9的灰土也可满足一般的要求，但考虑到防潮方面的问题，还是认为灰的比例大一些比较好.施工中，往往以“手攥成团，落地开花”为标准，灰土的颜色也可以决定配合比，但是这些标准必然会受到含水率、土的黏度、土的颜色等因素的影响[4].因此，拌和灰土的时候，还是应严格按照规定的配合比进行拌和.

1.2灰土的砌筑

灰土是一层层分层夯筑的，古时候一层称为“一步”，有几层就叫几步，最后一层也叫“顶步”.江南传统木构建筑的灰土层数为1～2层.清代《工程作法则例》规定：每层灰土的厚度为虚22.4 cm，夯实厚16 cm.每层素土的厚度虚铺32 cm，夯实了为22.4 cm[5].

1.3特殊的加强手法

为了加强灰土地基的强度和防潮、隔震性能，采用以下手法进行加强：

(1)灌糯米汁.11.11m2用糯米225 g，白矾18 g，水适量，熬熟成汁[3].行夯后，先喷洒一遍清水，然后将糯米汁均匀地喷洒在灰土上，再撒上少量的清水，使糯米汁渗透到灰土中，待灰土表面干燥后再行夯.因为糯米汁有润滑作用，可直接增加灰土的夯实度，间接增强灰土强度.另外，由于糯米汁有很大的粘结性，也直接提高了灰土强度.实践证明，加入糯米汁以后，灰土的强度可提高2倍[3].并且由于加了糯米汁，使得地基土的弹性加大，有显著的隔震效果.

(2)加生桐油和碎砖.此种做法主要适用于重要建筑的地基.具体做法：先将生石灰加水制成石灰浆，再往石灰浆中加入生石灰体积的2.8倍的白胶泥搅拌成稠浆状.掺入总体积40%～50%的碎砖，再掺入生石灰质量5%的生桐油，晾干后夯实[3].黏土与碎砖可提高地基的整体性，而生桐油则能提高防潮性能.

(3)加碎砖.将生石灰与黄土按3∶7的比例混合均匀，加水拌和成泥状，再掺入总体积40%～50%的碎砖，拌和均匀后倒入槽中，晾干后用硪夯实[3].

(4)柏木桩.用柏木桩处理软弱地基的历史十分悠久，最晚在宋代就已出现重大突破，一般用于松软地基、填土地基及临水地基的处理.因为柏木是有脂材，所以选用柏木，其纹理顺直，结构细腻坚固，具有良好的耐腐蚀性能[4].

2 台基

中国传统木构建筑的基础由台基和柱础两部分组成.台基是基础露明在地面上的部分，即建在地面上的方形基座，柱础放置在木柱下放台基之上，见图1.

图1 传统木构建筑示意图

台基是中国传统木构建筑的特有部分，江南地区的台基样式多为普通的长方体砖石混合台基.

2.1台基的尺度

为了避免屋檐的雨水滴落到台基溅到木柱或墙上，使木柱和土坯墙或夯土墙受潮发霉腐朽，台基的尺度大小受房屋的屋檐出挑及高度限制，并由建筑物体量规模决定.台基的长、宽、高尺寸的具体确定方法见图1和表1所示.

表1 台基尺寸与上部建筑关系表[3]

注：具体部位见图1所示

2.2台基的构造

台基内部包括磉墩、拦土墙等，外面用石板包砌起来，将磉墩、拦土墙全部包砌在内(见图2).传统木构建筑在柱础下面砌筑砖墩，称为“磉墩”，在砖墩上安放础石.磉墩之间用砖墙砌筑起来并填满回填土，与柱础下皮平，被称为“拦土”.砌筑的顺序为先砌筑磉墩再砌筑拦土.江南传统木构建筑的磉墩边长一般比柱础大3寸(约10 cm)[7].台基的这种构造方式，使得柱础不直接和土壤接触，而是在柱础和地基土之间通过砖砌磉墩过度，以更好地避免潮气对木柱的侵蚀，进一步起到了防潮、隔湿的作用.

图2 台基构造示意图

3 柱础

柱础，是木柱下面的支撑，位于台基中部，磉墩上方.它上面安置木柱，每座建筑物在安装木柱时应有平整坚固的底脚.柱础大部分顶面平整，柱子直接简单地搁置在柱础石平面上.这种搁置方式使房屋受到水平地震剪力作用时，柱子和柱础之间能产生滑移，保持房屋的主体框架不受剪切破坏，显著提高房屋的抗震性能.这种柱根简支在平整的柱础石面上，使得主体与基础自然断离的做法，标志着中式木构建屋技术取得了巨大突破，成为中式建筑最显著的结构特征[6].

3.1柱础的尺寸

柱础尺寸的确定是以木柱的柱径为依据的.宋《营造法式》卷三有“造柱础之制，其方倍柱之径(谓柱径二尺，即础石四尺之类).方一尺四寸以下者，每方一尺厚八寸；方三尺以上者，厚减方之半；方四尺以上者以厚三尺为率”[8].意思是：柱础直径一般为柱直径的两倍.直径一尺四寸以下的柱础，高度为一尺八寸；直径三尺以上的柱础，高度为直径的一半；直径四尺以上的柱础，高度为三尺.

而清《工程做法则例》卷四十二中也有说柱础尺寸是按照柱子直径大小的两倍来确定的，比如柱径七寸，则柱础直径为一尺四寸；柱础高度以直径的一半来确定，比如高度为七寸.上面还要做古镜，古镜直径六寸五分.古镜的高度按柱础直径确定，直径每增加一尺，古镜就做高一寸五分.

3.2柱础的形式

江南地区的传统木构建筑，其柱础主要有以下几种形式：

(1)鼓式柱础：状如圆鼓，上下分别有一条分界线，以分界线上部底边缘略凸出下部上边缘而形成，正如实体的鼓也分上中下三部分，上下分别用金色金属包裹，与中间红色木材部分分隔.这是普通民居中使用最广泛的一种类型.

图3 鼓式柱础

图4 覆盆莲花式柱础

图5 素平柱础

(2)覆盆莲花柱础：覆盆莲花柱础础底为正方形，地面上部周围雕成莲花，形状就一个倒扣的盆而得名，见图4.

(3)素平柱础：素平柱础多用在砌筑于墙体内的柱子下边，或者檐廊等附属建筑中，是一个不加雕饰的方整石块，见图5.

(4)复合式柱础：造型比较复杂的柱础.往往在磉墩之上安放古镜式柱顶石，在柱顶石上面再放置石柱础，如图6所示.

图6 复合式柱础

4 结论

江南传统木构建筑的地基基础部分主要由地基、台基、柱础三部分组成.其地基的处理方法主要是采用灰土并结合加糯米汁、生桐油、碎砖、打柏木桩等加强手段，来对灰土进行加固并加强防潮隔震效果.台基的主要作用是承重、隔湿和防潮.木柱平搁简支在柱础上面，增强抗震效果；柱础放在磉墩上隔潮；磉墩再和处理过的灰土地基接触.江南传统木构建筑通过这样三个层次的复合地基基础做法，达到对建筑物承重、防潮、抗震的良好效果.

[1](日)武田寿一.建筑物隔震防震与控震[M].北京：中国建筑工业出版社，1997：22.

[2]YAO K, ZHAO H T.Study on the mechanism of sliding friction shock isolation between timber column and plinth in historical buildings[J].Engineering Mechanics, 2006,23(8):127-131.

[3]姜彧.古建筑瓦石工程施工细节详解[M].北京:化学工业出版社,2014:42.

[4]梁思成.营造法式注释[M].北京:生活、读书、新知三联书店,2013:56.

[5]石四军.古建筑营造技术细部图解[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2010:99

[6]唐松林,姚侃,邓飞华.古建筑复合地基基础构造技术[J].建筑工人,2009(10)：10-13

[7]李合群.中国传统建筑构造[M].北京:北京大学出版社,2010:95.

[8](Dynasty Song)LI J .Ying zao fa shi[M].Shanghai: Shangwu Yin-Shu Kuan, 1950: 21.

TheFoundationofTraditionalWoodenArchitectureinJiangnanArea

Zhou Xinmo Guo Minyan

(School of Civil Engineering, Shaoxing University, Shaoxing, Zhejiang 312000)

The traditional Chinese wooden building possesses its unique structural system, which has long been proven to be of good load-bearing, moisture-proof and isolation-resistant.Based on the foundation of the traditional wooden buildings in the southern region of China as the research object, and after the respective analysis of the materials and construction practices of three levels, i.e.the foundation, the stylobate and the plinth, the paper illustrates the causes of the bearing, moisture-proof and isolation-resistant nature of traditional wooden buildings in the hope of making contributions to the research of traditional architecture and providing reference to the development of modern architecture.

wooden architecture; foundation; stylobate; plinth

10.16169/j.issn.1008-293x.k.2017.08.005

TU984.1

A

1008-293X(2017)08-0025-05

2017-06-05

周欣墨(1980- )，女，浙江安吉人，绍兴文理学院土木工程学院讲师，研究方向：建筑设计及理论.

(责任编辑王海雷)