大河村遗址仰韶文化房基保护加固修复

孙延忠（中国文化遗产研究院 北京 100029）

引言

郑州大河村遗址是中原地区仰韶文化的典型聚落遗址，规模庞大、发展序列完整。遗址包含有仰韶文化、龙山文化和夏商时期文化层。仰韶文化时期的房屋基本上属于地面建筑，发现了保存完好的连间套房，房屋结构复杂，东西并列成排，彼此相连，共墙而建，各有房门，建造过程有一定的程序。从多座连为一体的房屋结构看，房舍多以家族为单元，这些房屋大小不等，反映当时已存在一定的等级关系。1972年遗址经考古发掘后，在房基上搭建了保护房，以避免受雨、光照等自然因素的直接破坏；但受地下毛细水影响，房基地坪及墙体表面苔藓、藻类及霉菌等生物病害滋生严重。1986年大河村遗址博物馆建成后，房基受地下毛细水及保存环境的影响变小，但墙体风化破坏严重，存在墙体红烧土开裂、碎裂、坍塌、盐析、脱落、酥碱粉化等病害，且病害有逐渐发展的趋势，影响到房基墙体的稳定性和安全性，亟需进行保护加固。本文针对大河村遗址房基现存病害，采用物理手段加固房基墙体，提高墙体红烧土的强度，同时建设房基本体及房基保存环境的监测系统，对其保存环境进行实时监测、控制及预警，防止房基墙体病害的继续发展，保证房基墙体在目前保存环境条件下的安全性和稳定性。

一、房基概况

大河村遗址仰韶文化房基（F1—F9）经考古发掘后，先后在保护棚、遗址博物馆内进行原状展示（图1），其中基址F1—F4属仰韶文化三期，基址F5—F9属于仰韶文化四期。房屋为地面起建的建筑，平面为长方形或梯形，建筑面积最大的为35平方米，最小的2.34平方米，大多数为8～15平方米。房基F1—F4是一组东西并列、紧密相连的四间一体排房建筑，采用“木骨整塑”构筑技术，墙体经过火烧呈坚硬的砖红色，墙体内布满圆形柱洞和芦苇束及横木痕迹，房屋建筑工艺先进，具有坚固耐用、防潮保温的优点，历经5000余年仍保留有完整的平面布局和1米多高的墙壁，是我国迄今为止发现的保存最完好的仰韶时代居址之一（图2）。房基F5—F9建筑方法则多样化，“木骨”明显退化，墙壁未挖基槽，在略经平整砸实的基础面上，直接用硬草拌泥筑墙。多数房基内有1个或1个以上的方形烧火台（图3）。

图1 大河村博物馆仰韶文化房屋基址原状展示厅（局部）

图2 房基F1—F4（从左至右）建筑布局和修复前保存状态

图3 房基F5—F9（从左至右）建筑布局和修复前保存状态

二、房基病害

大河村遗址房基经考古发掘后搭建了保护房，一定程度上避免了房基受降雨、光照等自然因素的直接破坏，但受地下毛细水及温差的影响，导致地坪及墙体表面苔藓及霉菌滋生、红烧土开裂、脱落、坍塌等病害；1980年代建设遗址博物馆对基址加以覆盖后，地下毛细水和保存环境影响变小，但房基墙体风化继续发展，主要存在开裂、碎裂、盐析及酥碱粉化等病害：

1.碎裂坍塌。房基墙体开裂或碎裂造成土体脱落，严重区域随着土体的脱落，导致墙体结构失稳而坍塌（图4）。墙体的坍塌破坏了房基的完整性，且影响房基的观赏性和价值。

图4 墙体碎裂坍塌

2.开裂及裂隙。房基发掘后受环境因素变化引起红烧土体的胀缩及变形，造成墙体开裂。裂隙纵横交错，将墙体分割成无数块碎块（图5），影响到墙体的稳定性和安全性。

图5 墙体开裂

3.掏蚀。掏蚀主要位于墙壁底部（图6），掏蚀深度最大处深达10厘米，严重影响墙壁的稳定性。掏蚀主要受地下毛细水的影响造成，目前此种病害已基本稳定。

图6 墙体掏蚀

4.表层空鼓与剥落。受保存环境因素的影响，加之墙体结构及工艺原因，呈多层间剥离状态，土体局部剥离或空鼓（图7），在重力作用下空鼓或剥离土体易脱落，处于不稳定状态。

图7 墙体红烧土片层剥离及剥落

5.泛盐。因历史上受地下毛细水和环境温湿度变化的影响，房基墙体表面覆盖一层白色盐结晶，形成一层厚的盐壳（图8），红烧土表面因盐析导致酥碱粉化脱落。

图8 墙体盐析

6.酥碱粉化。红烧土墙体受保存环境因素的影响，表面的酥碱粉化现象明显（图9），尤其是墙体的顶部，表层酥碱粉化层厚达3厘米，在墙体底部有明显堆积较厚的已脱落红色粉末。

图9 墙体红烧土酥碱粉化

三、房基保护加固修复

大河村遗址房基保护工程的内容主要是墙体红烧土保护，目的是采用物理和化学方法清除和治理现存病害，提高房基墙体红烧土的强度，防止墙体病害继续发展，减缓风化破坏速度，保证房基的安全性、完整性和稳定性。

房基保护坚持以原址原状现状保护为前提，以物理加固为主、化学加固为辅，以不改变房基整体外貌为原则，同时在保护工程实施过程中，不允许对房基造成新的破坏和影响。因此保护材料和工艺须进行实验室及现场试验，在保护材料性质、配比、施工工艺取得试验成功的基础上，再用于工程实施。根据以上总体思想，提出以下保护原则：最小干预，不改变房基原状；动态设计，可再处理；可辨识性；稳定性；采用与房基墙体相符合的传统材料、工艺或改进技术。

（一）房基墙体修复材料筛选

房基保护材料主要利用传统无机材料作为胶结材料，按照房基墙体材料成分、工艺及颜色，遵循原材料原工艺的做法，对传统材料、工艺和技术进行科学化应用，增加材料的耐久性和稳定性。修复材料采用兼容性强的传统材料水硬性石灰添加遗址发掘出的红烧土，并添加减水剂、易分散纤维等助剂配制修补和灌浆材料。根据检测标准，将待选修复材料制成不同规格样块，进行材料颜色、密度、吸水率、孔隙度及强度等性能指标检测（图10），筛选适合房基保存环境的修复材料，作为“牺牲性材料”进行墙体红烧土残缺不稳定区域修补加固，保证原红烧土材料不再劣化。

图10 修补试块制作

（二）墙体脱落及碎裂红烧土块的粘结加固

1.松动、移位及脱落红烧土块编号。根据房基墙体整体外貌、历史资料和发掘初期照片等，按照松动、移位和脱落红烧土块的形状和正确位置进行编号、标记位置（图11）。

图11 红烧土块编号及标记位置

2.清理烧土块。采用竹刀、毛刷、吸耳球等清除红烧土块表面及粘结面的积尘、泥垢和盐壳等（图12）。

图12 清理红烧土块表面盐壳及积尘

3.选择粘结面。根据红烧土块松动、移位及脱落等形状及墙体结构等，确定红烧土块固定的具体位置、方向和粘结面（图13）。

图13 确定红烧土块在墙体位置

4.润湿粘结面。用软毛笔（刷）蘸取去离子水和加固剂对粘结面进行润湿（图14）。

图14 润湿粘结面

5.涂抹粘结材料。在红烧土块和粘结面涂抹粘结材料（图15），涂布均匀，厚度适中，在保证有效粘结面的同时，尽可能不使粘结材料溢出粘结红烧土块的边缘。

图15 涂抹粘结材料

6.归位粘结。按原部位与走向平稳回粘（图16），操作时轻轻按压回粘的红烧土块，校正回粘位置，尽可能减少人为偏差。

图16 红烧土块原位粘结

7.支护保护。归位粘结较大的红烧土块时，在粘结固定材料未固化前可采取简易可行的木（竹）架进行临时支护（图17），防止粘结材料在固化稳固前垮落破坏。

图17 红烧土块粘结后临时支护

8.粘结效果。红烧土块经归位回贴后，提高了房基的完整性和真实性，得到较好保护加固效果（图18）。

图18 墙体红烧土块回贴加固效果

（三）墙体空鼓和剥离灌浆加固

1.检测。采用红外热成像或内窥镜对对房基墙体不同层红烧土间的空鼓和剥离区内部进行观察和检测（图19），明确空鼓、剥离分布范围、面积、尺寸等，便于实施灌浆加固。

图19 红外热成像检测墙体空鼓

2.清理空鼓和剥离等区域内杂物。根据红烧土空鼓或剥离区域形态、尺寸和特征，采用扁铲、竹刀、吹风机、吸尘器及空压机等工具清除空鼓和剥离空腔内的积尘、酥碱粉及杂物（图20）。

图20 缝隙清理

3.布设灌浆管。根据墙体空鼓和剥离红烧土张开度和分布情况，确定布设灌浆管的位置和数量。灌浆管的孔径与长度按实际状况选取；选取既适合灌浆、又适合观察的部位预埋设注浆管及灌浆嘴（图21）。

图21 布设灌浆管

4.封口。采用水硬性石灰添加红烧土配制的胶泥封堵空鼓和剥离等区域开口，并封堵可能漏浆口。封口是灌浆成功的关键，封堵裂口应细心严密处理，注意避免出现气泡，确保灌浆时不漏浆，使浆液在自身重力作用下能渗入空鼓或剥离区域深部，保证灌浆质量。

5.润湿。灌浆前先用清水对墙体空鼓和剥离区域空腔内部进行润湿，以保证浆液的流动。润湿采用滴管或灌浆管进行。

6.支护。对墙体空鼓和剥离区域灌浆前需要进行临时支护，防止润湿或灌浆过程中空鼓和剥离的红烧土土块在重力作用下脱落，形成二次破坏。支护时表面先垫一层薄海绵或毯子等柔性材料，再用木板和木棍支顶。

7.灌浆。通常采用无压力设备进行灌浆。根据灌浆部位的实际情况，可选择注射器或无压力灌浆机等，在保证空鼓或剥离土体稳定性及不漏浆的情况下将墙体红烧土层空腔内充满（图22）。灌浆时遵循少量多次的原则，采取由里到外、从下至上，从两头向中间逐步封闭，保证浆液的渗透，直到下一个排气嘴出浆时停止灌浆，以保证浆液充满空腔内。灌浆结束后，立即拆除注浆管道并清洗干净。

图22 灌浆

（四）墙体裂隙修补加固

针对房基墙体开裂及裂隙等区域，采取补缝修补（图23）。开裂较深的裂隙，采用修补材料无法补缝，需要先封缝后再灌浆，待浆液硬化后再进行补缝修补。同时对不稳定墙体采用木板进行支护。具体操作流程如下：

图23 墙体裂隙修补前后对比

1.清理开裂裂隙内杂物。根据开裂裂隙形态、尺寸和特征，采用扁铲、竹刀、吸尘器、空压机清洁裂隙内杂物，先清理内部块状物，再清理内部积尘等。清理工作要彻底，以保证补缝密实或灌浆充实。

2.润湿。修补前先用纯净水对裂隙两侧及内部进行润湿，以保证修补材料与原裂缝两侧的粘结性。可用滴管或灌浆管对裂缝区域进行润湿。

3.补缝。采用修补材料对开裂裂隙进行修补。如果裂隙较深，可先灌浆再补缝。灌浆可参照空鼓灌浆措施。

四、结论

郑州大河村遗址仰韶文化房屋基址保护修复工程属设计施工一体化科研施工项目，落实“动态设计、信息化施工”的全新理念，是工程设计理念和意图得以实现的保证。通过工程实施过程信息反馈实现动态设计，以弥补原有设计的不足与欠缺，依据发现信息进行文物价值和保存状态的再认知，深层次、全方位的深化设计，达到信息化科学施工。

科研成果服务工程实施，科学研究工作始终贯穿于该项目实施的全过程。在文物保护原则指导下，病害勘察、材料工艺分析、保护材料筛选、配比及工艺、室内及现场试验等都体现科研现行的理念；针对不同病害采取相应保护对策，所有技术措施及工艺都要在大量试验分析论证其可行性、效果评估基础上，坚持先试验后施工、专家顾问组全过程监督指导的政策。

房基保护遵循了最小干预及现状保护原则。保护修复工程以传统无机材料物理加固为主，体现其兼容性和耐久性原则。所用修补材料作为一种“牺牲层材料”保护房基墙体现状红烧土材料免于继续劣化，并保存和延续了房基真实的历史信息和价值。

房基经保护修复后，提高了红烧土的强度，增加了墙体的完整性和稳定性。施工过程及竣工后实施保护效果长期跟踪监测与评估，截至目前房基保护效果较好，保护措施达到了防止或减缓房基劣化速度的目的，保证房基在目前保存环境条件下的安全性、完整性和稳定性，为公众提供相对真实的观览体验（图24）。

图24 房基F1-F9保护前后对比

（本文图片均由作者拍摄。）