夯土墻修筑工具

福建土樓把中國傳統(tǒng)的夯土施工技術推向了頂峰，現已正式列入世界遺產目錄。對比明清時代福建土樓的夯土墻就可知道土樓人對夯土技術發(fā)展的貢獻。

以南靖縣典型土樓為例：圓樓懷遠樓，其外墻總高12.28米，底層墻壁厚1.3米；方樓和貴樓外墻總高13米，底層墻厚1.3米；高厚比達到10:1。若按宋《營造法式》的規(guī)定建造土樓，則底層墻厚要做到4.1-4.3米。福建土樓比宋時做法足足減薄了近3米，更不用說在永定縣一些五鳳樓中高四五層的主樓，其內外墻厚度不過50至60厘米?？梢娫诿髂┣宄酰＝ǖ暮煌良夹g已經達到了巔峰。

福建古代工匠在土樓建造中從地基處理、夯土墻用料、墻身構造以及夯筑方法諸方面都積累了寶貴的經驗。正因為如此，福建土樓的夯土墻才能做到這樣薄而又能達到堅固和抗震的要求。

首先是夯土墻的用料。土墻以土為材料，土質的好壞直接關系到土墻的堅固性。福建土樓所在的地區(qū)山多土多，建樓均可就地取材。一般選用黏性較好含砂質較多的黃土，如果黏性不夠，還要摻上“田岬泥”（又稱“田底泥”，即水田下層未曾耕作過的黏土）。一般凈黃土干燥后收縮較大，夯成土墻易開裂，含砂質則可降低縮水率以減少土墻開裂，有的摻合舊墻的泥土（老墻泥）也可以減少土墻開裂。摻黏土是為了增加黏性，保證墻體的整體性與足夠的強度。由于各地方土的含砂量千差萬別，因此黃土、黏土及老墻泥的配合比例完全由經驗確定。通常不能直接使用生土，而要把生土與摻合的田底泥等反復翻鋤，敲碎調勻，而且翻鋤得越仔細、堆放的時間越長越好。這實際上是促使土壤中的腐殖質通過發(fā)酵流失（俗稱“熟化”），這樣的泥土版筑成的土墻強度高且不易開裂。

閩南沿海土樓夯土的用料更為講究，通常用“三合土”即黃土、石灰、砂子拌和夯筑，有的土中還摻入紅糖和秫米漿，以增加土墻的堅硬程度。這樣的土夯成的土墻鐵釘都難以釘入，經數百年風雨仍完好無損。此外，夯筑時對土中含水量的控制，也是保證土墻質量的關鍵。含水量太少，土質黏性差，夯筑的土墻質地松散，顯然不結實；含水量過多，土墻無法夯實，水分蒸發(fā)后墻體容易收縮開裂。通常施工中依經驗掌握，熟土捏緊能成團，拋下即散開就認為水分合適。

其次是墻身的構造處理。墻腳用卵石干砌以防洪水浸泡。墻厚從底層往上逐漸減薄，外皮略有收分，內皮分層退臺遞收，一般每層減薄3至5寸（約10-17厘米），這樣在結構上更加穩(wěn)定，又減輕了墻身的自重。為增加墻身的整體性，土墻內還配筋，即在水平方向設置“墻骨”。通常的做法是將毛竹劈成一寸多寬（約3-4厘米）的長竹片，作為竹筋夾在夯土墻之中，墻的高度方向每隔三四寸（約10-13厘米）放一層竹筋，其水平間距約6至7寸（約20-24厘米）。也有用小松木枝、小杉木枝作墻骨的。兩枋之間配長的竹筋拉結，客家人稱之為“拖骨”，即在模板底伸出，比模板長一二尺（約33-66厘米）。由于夯筑中上下枋之間在各層均錯開以避免通縫，所以加上墻骨、拖骨的拉結使墻的整體性大大增強。

在方形土樓中，外墻的轉角處還要特別布筋加固，即用較粗的杉木或長木板交叉固定成“L”型（當地稱“勾股”），埋入墻中，通常每三“版”土墻放一組“勾股”拉結，以增強墻角的整體性。

閩西的客家人在夯土墻施工中，有一套科學的夯筑方法，當地稱為“舂法”，其操作要分三階段完成：首先是沿墻的厚度與長度兩個方向間隔2至3寸（約6.6-10厘米）舂一個洞，每個洞要連舂兩下，客家人稱為“重杵”；然后在每四個洞之間再舂一下，客家人稱為“層杵”，最后才舂其余的地方，“重杵”的目的是把黏土固定住，才能確保舂得密實，如果無規(guī)則地亂舂，黏土擠來擠去，厚度這么大的土墻就很難夯得均勻，夯得結實。夯好之后還要用尖頭鋼釬插入土墻，通常憑經驗以鋼釬插入的深度來判斷土墻夯筑的密實度，這種嚴格的檢測手段也是確保土墻質量的重要環(huán)節(jié)。

此外，福建土樓土墻的夯筑是分階段有序地進行的。土樓每層的層高約3.6米，通常分兩個階段夯筑：第一階段夯筑八版，每版高40厘米，然后停一兩個月，第二階段待墻體干燥到一定程度，再夯第九版，隨之在土墻上挖好擱置樓板龍骨的凹槽，槽的深度隨龍骨的大小有所變化，以保證樓面的水平。擱好龍骨后，不等墻體干燥即可重復以上兩階段夯筑法，夯筑第二層樓的八版，如此直到頂層。這樣分階段夯筑，不僅便于挖槽，使擱置樓板龍骨時墻體有足夠的強度，而且又能配合農家耕作季節(jié)，分階段地農新生空隙施工。

因為土墻高度大，又有相當的厚度，由于自重和上部荷載的作用，以及本身干燥過程的收縮，整個墻體在施工過程中變形是比較大的，因此如何保證墻體變形之后仍能保持垂直，這是夯土墻施工的一大難點，除了施工中不斷檢測之外，客家人還從實踐中摸索出一套保持土墻垂直的經驗。由于日曬和風吹的作用，土墻的兩個面干燥的快慢是不一樣的：向陽面即先干的一面較硬，后干的一面相對較軟，在巨大的自重壓力作用下，后干的一面壓縮變形較大，因此土墻會倒向后干的一側，民間把這種現象形象地稱為“太陽會推墻”。因此他們在夯筑土墻時，依照常年積累的施工經驗，有意識地使土墻微微倒向朝陽的一側，這樣，待土墻筑好之后會自動調整為垂直。有時剛建好的土樓還很難對夯墻質量下結論，要待一二年后，土墻干透了若還能保持垂直、穩(wěn)定才算高質量。這些夯土施工經驗直到今天還具有十分現實的意義。

除了夯土墻身質量之外，土墻的基礎處理更是至關重要。通常用大卵石來砌筑基礎。若在土質不理想的地方建樓，比如在淤泥地、稻田等軟土地基上建造，在如今也是一個難題。土樓高四五層，墻又厚、自重又大，只有保證整座樓的墻很均勻地沉降，才不致于造成墻體開裂或倒塌，客家人在實踐中摸出一套用松木墊墻基的方法。

所謂夯土版筑，就是用木棒(亦稱夯杵)將黃土用力夯打密實變硬而建造起來的樓房。夯土造屋早在殷商時代就有了。從考古發(fā)掘上來看，我國這種夯筑技術的最古遺例，是在河南省湯陰縣叫做白營子的地方，它是七八千年前的新石器末期的遺址。公元前l(fā)l世紀(商代)以后，這種技術被各個領域廣泛應用，許多規(guī)模宏大的宮室和陵墓都是用夯筑技術建造的，特別是夯土臺基成為建筑物的必有通式。在四千多年前的大禹王時代，不僅利用這種技術建造城池宮殿，而且用于修堤筑壩，治理水患?，F尚存河南省安陽、鄭州等三千余年前的城池宮殿遺址，都是利用夯筑技術建造的。鄭州的商城遺址四周總長6960m，采用分段版筑逐段筑成，質地相當堅固。這種夯筑技術伴隨著漢民族的遷徙，從黃河流域跨過揚子江，向江南地區(qū)傳播，直至傳播到福建省西南部、廣東省東北部、江西省南部的山區(qū)農村。

隨著漢族南遷，從唐代開始，福建、廣東、江西的夯筑技術逐漸發(fā)達，到了明代，福建西南部山區(qū)農村造房屋都以粘土為主要建筑材料，并利用夯土技建造，這種夯土技術已到了巔峰水準，建造的樓一般皆為三四層，高達五六層，有的高度超過20米。北宋李誡編修的《營造法式》規(guī)定：“筑墻之制，每墻厚三尺(1尺一0．33m)，則高九尺，其上斜， 比厚減半；若高增三尺，則厚加一尺，減亦如”。而福建大部分建于明清時代的土樓，是中夯土版筑技術經幾千年積累提高的技術結晶，是夯土文明最高成就的實物，這種夯土墻的技術水準到了高度與寬度之比是25：1的登峰造極境界，可謂是對古代夯土技術的一大貢獻。

古代建筑、城墻及墓葬大量使用夯土墻，在考古中夯土墻有重要意義。

陶寺古觀象臺基址夯土墻

山西臨汾南襄汾縣發(fā)現了大約公元前2600到公元前2100年之間的陶寺遺址。2003年，在陶寺遺址中發(fā)現了一座大型建筑基地址：古觀象臺基址。

古觀象臺基地址的建筑形狀為大半圓形，面積約1400平方米。原有三層臺階，現僅存基礎。第一層臺基基礎的第一道夯土墻，也即最外側夯土墻，其外緣距圓心25米。第二層臺基基礎的第二道夯土墻，距臺基圓心半徑22米。第三層臺基基礎的第三道夯土墻，距圓心半徑12.25米。在第三道夯土墻與生土臺芯之間，筑有一道夯土柱，揭露部分共計11個，自北向南排列成圓弧狀，距圓心半徑10.5米。D11西邊D12和D13拼接為一體成一道墻。夯土柱平面以長方形為多，長度多為1.3米左右，寬度多在1米左右。夯土柱D1—D11之間有10到縫隙，縫寬多在0.2米。各縫之間縫中線夾角為6.5、7、7.5、8度，其中以7.5度為最多。據此推測，該觀象臺的主要功能之一可能是觀測日出以定節(jié)令。

臺基圓心，經GPS定點測量，確定為：北緯35°52′55.8″，東經111°29′55.1″，海拔572米。

首座商代都城夯土墻

商代早期都城遺址———鄭州商城是一座擁有宮城、內城、外郭城和護城壕的規(guī)模龐大的城址，其防御體系是通過外郭城和護城壕與東部湖泊內的大面積水域構成的。這是中國商代最早而且是最大的一座王都，也是中國歷史上第一座建有城垣的王都，它擁有的城墻宮殿、手工作坊、祭祀窖藏、青銅禮器、防御設施和配套的供排蓄水系統(tǒng)，在中國城市發(fā)展史上有開創(chuàng)性的地位。

鄭州商城外郭城的南面、西面是堅實的夯土墻，此次發(fā)現的南、西夯土墻長達6000多米，南墻和西墻的南段是護城壕。北墻距城墻10米遠處也發(fā)現有護城壕。

陜西周原周公廟遺址夯土墻

周公廟遺址位于陜西省岐山縣城西北十五華里的鳳凰山的南麓，周公廟因唐代周公旦的祭祠而得名。在大約10平方公里的范圍內發(fā)現了灰坑、建筑基址、陶片等古代遺跡與遺物。該遺址面積廣大、內涵豐富，以仰韶文化、龍山文化、先周--西周等四個時期的遺存為主，尤以后者最引人注目。調查中發(fā)現周代刻辭甲骨、有4條墓道的最大規(guī)模的周代墓葬群，以及圍繞墓地的夯土墻，由此判斷該遺址是一處大規(guī)模的周代聚落。

秦始皇陵夯土墻

秦始皇陵封土堆下是否真的存在地宮？這是本次科學探測所要回答的一個大問題。曾有民間傳說秦陵地宮在驪山里，另外也不排除封土堆下是用來迷惑盜墓者的假墓的可能性。在測量中，研究人員探測到了諸多的異常情況：由地宮開挖后回填夯土引起的明顯重力異常以及彈性波法的反射異常；由與開挖范圍相對應的封土堆中的細夯土墻引起的明顯磁異常；由墓室引起的高電阻率異常；圍限在開挖范圍內的汞異常和由宮墻引起的重力異常和繞射點異常，加之已知的墓道，這些異常勾勒出一個巨大的地下建筑群輪廓。這說明，秦皇陵地宮就在封土堆下，因為假墓是不可能有如此配套建筑的。

研究人員在進行了多次磁性測定后，發(fā)現封土有明顯磁性，且粗夯土和細夯土的磁性也有一定差異。經過證實，磁異常范圍與封土堆下方的細夯土墻的范圍近乎一致。由此推斷異常是有封土堆下方的細夯土墻引起。細夯土墻內外為粗夯土。這種復雜的封土結構也從側面證明了封土堆下方存在真墓。封土堆中存在高出地面的夯土墻，在此以前還沒有發(fā)現過。

版筑夯土墻與古城墻

版筑夯土墻是我國最早采用的構筑城墻的方法.它是以木板作模,內填粘土或灰石,層層用杵夯實修筑成的.在長城沿線,可以看到不少地方是夯土墻.它們有的是用粘土和砂,再夾以紅柳或蘆葦的枝條夯筑成的.也有的地方是用土,砂,石灰加以碎石夯筑的.版筑夯土墻,她的高度一般是底厚的一倍左右,頂部寬度為墻高的四分之一至五分之一,所以城墻有明顯的收分.這種墻有一定的承載能力,它能阻止敵人步,騎兵的行動,抵抗冷兵器(刀,搶,箭等)的襲擊,并可就地取材,施工也很簡便.所以隋朝以前的長城,多是采用版筑夯土墻.漢代夯層在15公分左右,由于筑城術的進步,唐代和明代筑城夯層則在30公分左右.但這種墻容易被敵人破壞,而且不耐風雨剝蝕,天長日久會自行坍倒.例如在玉門關和漢長城烽臺,明顯打有木筋,相隔數米并有規(guī)則,至今猶存.但是一些唐代如鎖陽城和明代的大同古堡,一些木筋則腐爛掉,少許耐腐蝕木料則存留.蘆葦筋在玉門關大小方盤城呈規(guī)則分布,上下左右各相隔20公分左右.漢長城厚度足夠容2個全副鎧甲士兵相向通過,現存厚度在1.2米以上.城墻高度,都在8~18米左右,體現了筑城術整體的堅固和技巧. 部分長城也采用了版筑夯土墻方法構筑 。

唐長安的皇城、宮墻均為夯土墻，城內的里坊也用夯土墻分隔，到了北宋夯土技術又有進步。北宋匠作少監(jiān)李誡編修的《營造法式》一書中就系統(tǒng)總結了當時夯土版筑技術的成就。其中規(guī)定“筑墻之制，每墻厚三尺，則高九尺，其上斜收，比厚減半；若高增三尺，則厚加一尺，減亦如之”。福建土樓把中國傳統(tǒng)的夯土施工技術推向了頂峰。

夯土墻 [hāng tǔ qiáng]（rammed earth wall ）指用夯土方法修筑的墻。

修筑夯土墻的工具需有墻篩一副，夯杵兩根(亦稱舂杵棍)，圓木橫擔若干支，大拍板一把，小拍板若干把，繩線一盤，魯班尺或楊公尺，短木尺和三角尺、水準尺各一把，鐵錘、榔鋤頭、鐵鏟、丁字鎬各一把，以及泥刀、竹刮刀、鋤頭、木鏟、簸箕若干。

墻篩以老硬杉木制作，外部略顯粗糙，但內平整。規(guī)格一般長1．5~2m，高40cm，木板厚7cm，其形狀與制磚木模相似，若建造圓土樓的墻

篩則制成弧形狀。墻篩的一端為開放的，用硬雜木制成的“墻卡”支撐，成“H”形，非開放的一端以“墻針”固定?！皦︶槨睘閮筛蚤绢^固定的模封，這樣墻篩能靈活拆卸，任意改變墻篩的內空。內空即構筑

的土墻厚度。夯筑土墻的舂杵棍，用重實而不易開裂的雜木制作而成，重約5~10kg。杵棍兩端一頭大一頭小，直徑約8~10cm，中間部分削至適于手握為準，沒有統(tǒng)一標準。長約與人等高。墻篩內填上虛土時用小頭夯，待夯得差不多了再用大頭夯平。大小拍板也是用雜木做成的，大拍板長約lm，小拍板長20cm，寬約7cm，都是圓把手，表面油光。作用是：毛墻夯成一版后，墻篩一脫開，就用大拍板重拍毛墻兩面的墻皮，使墻面表皮硬實；小拍板則用于補墻修光墻面。

不同類型的夯土墻的抗剪性能及抗震性能

在單調荷載作用下，素土墻、草土墻的承載力相近，而灰土墻的承載力較低。在反復荷載作用下，三種墻體的骨架曲線變化規(guī)律相似，且極限承載力的大小也相近。與單調荷載作用下的極限荷載相比，在反復荷載作用下的極限荷載略有降低，約為單調加載時極限荷載的80% ～85%。在單調荷載或反復荷載作用下，素土墻、灰土墻、草土墻相互之間的延性系數略有差異，灰土墻和草土墻的延性系數要稍低一些?；彝翂Φ臉O限剛度要大于相同工況的素土墻和草土墻。從滯回曲線的耗能能力來看，素土墻和草土墻的耗能能力較好，灰土墻的耗能能力較差。2100433B