“倒冠式”墓坑復原施工技術

夏永峰

(山西一建集團有限公司，山西太原 030012)

1 工程概況

曲村—天馬遺址晉侯墓地保護(晉國博物館)工程是曲村—天馬遺址的重要組成部分，本工程包括下沉式廣場、遺址保護廳、嘉禾臺、大門、后勤用房五部分，其中遺址保護廳包括4組墓3組車馬坑，墓葬 M91，M92，M62，M63，M64，M8，M31，M113，M114，K1 車馬坑、K5車馬坑、K10車馬坑。墓坑與車馬坑的尺寸如表1所示。

表1 墓坑與車馬坑尺寸

K1 為東西向，平面近長方形，坑長為24.36 m，寬為17.4 m，底深5 m，其中車坑長17.26 m，寬17.4 m;馬坑長 6.6 m，寬 14.3 m。馬坑與車坑有一道周代生土隔梁長14.3 m，寬0.5 m，高2.2 m～3 m。并且坑壁橫向裂紋明顯，局部土皮剝落。車高1.3 m。遺址廳已施工完畢，需對墓坑進行原始性發掘，在發掘過程中，需對墓坑進行加固與復原。114號墓的原始尺寸見圖1。

圖1 114號墓的原始尺寸

2 工程特點與技術難點

1)墓坑的上口尺寸小，下口尺寸大，呈“倒冠式”。

2)墓坑的尺寸比較大，其最大尺寸為6.48 m×5.48 m。

3)墓坑的深度比較大，最深為－13.35 m。

4)墓坑與墓坑之間的距離較小，最小為160 mm，最大為4 000 mm。

5)建成后客游量較大，動荷載較大。

6)墓坑進行鋼筋混凝土加固后，需恢復西周時期2700年前墓坑土體原狀。

7)從1992年至2000年進行了6次大規模發掘，以及盜墓者對墓坑的破壞。

8)文物局專員發掘后，首先對其進行了臨時支護，然后對其進行了永久性支護。

3 現場情況

1)主體結構、吊頂已施工完畢，房間內正在進行墓坑的人工開挖。

2)為了保證墓坑的安全，不準使用任何機械設備。

3)施工前，必須編制專項施工方案，經專家論證后才能施工。

4 工藝原理

在墓坑與墓坑之間施工人工成孔灌注樁，人工成孔灌注樁的間距為1.6 m～4 m不等，通過人工成孔灌注樁支撐700 mm高的框架梁、現澆梁。梁的頂標高為－0.050 m，除墓葬外其余地面為150 mm厚鋼筋混凝土板，坑壁側壁采用土釘錨桿，采用打入鋼筋土釘(鋼筋采用防腐處理)，水平間距2 000 mm，豎向間距2 000 mm，鋼筋的傾斜角度為 15°，鋼筋的長度為 2 000 mm，2 400 mm，3 000 mm。編織鋼筋網片，坑壁噴射120 mm厚的C25鋼筋混凝土，最后用仿真土覆面(見圖2)。

圖2 1—1剖面圖

5 工藝流程

人工成孔灌注樁施工→土方開挖→土釘墻施工→仿真土施工。

5.1 人工成孔灌注樁施工

人工成孔灌注樁的樁徑為1 000 mm，深度為15 m和20 m，15 m長樁的根數是98根，20 m長樁的根數是40根。

因遺址保護廳的結構、吊頂已施工完畢，人工成孔的施工全部采用人工，在施工過程中要對文物進行保護，要經常觀察坑壁的安全，要做到萬無一失，坑壁邊做好圍護，清理出的土方及時外運，嚴禁在坑邊堆土。

工藝流程:放線→第一節樁孔土方開挖→護壁模板支設及放置鋼筋→第一節護壁混凝土澆筑→軸線檢查→第二節土方開挖→拆除第一節護壁模板→安裝第二節護壁的模板及鋼筋→第二節護壁混凝土澆筑→檢查樁位軸線→逐層循環作業→檢查驗收→放置鋼筋籠→混凝土溜筒安裝→樁身混凝土澆筑。

1)在安裝滑輪組及吊桶時，注意使吊桶與樁孔中心位置重合，作為挖土時直觀上控制樁位中心和護壁支模的中心線。

2)井底照明采用12 V以下照明燈具。

3)為防止物體墜落傷人，地面人員誤入孔中，在每個挖孔樁孔口設0.8 m高鋼筋安全圍欄，圍欄用 φ14鋼筋，縱橫間距200 mm焊接而成。

4)樁孔口安裝水平推移的活動安全蓋板，當樁孔內有人挖土時，應掩好安全蓋板，防止雜物掉下砸人。無關人員不得靠近樁孔口邊。吊運土時，再打開安全蓋板。

5)吊放鋼筋籠:將檢查合格的鋼筋籠由吊車送到孔內，就位時應對準樁孔，吊直扶穩，緩慢下沉，避免碰撞孔壁。整個鋼筋籠下沉至設計位置后應及時固定、復查清孔后的孔底沉渣厚度，并澆灌混凝土。沉淀物其厚度不得大于100 mm，否則應重新清孔。

6)澆筑樁身混凝土:澆筑混凝土之前必須清理干凈樁內的雜物。混凝土灌注樁的樁長大于6 m，混凝土振搗時采用混凝土自身的重力來保證混凝土振搗密實?；炷恋膹姸鹊燃壊荒苄∮贑20。

5.2 土釘墻施工

1)工藝流程。成孔(用人工洛陽鏟)→清孔→置釘→孔內灌漿→編織鋼筋網片→噴射混凝土。

2)成孔。成孔施工過程中應滿足以下幾點要求:a.孔壁應順直，以便安放鋼筋土釘和灌注水泥漿。b.孔壁不得有松土及塌陷現象，否則影響鋼筋拉桿和土釘的承載力。c.成孔的傾角度、成孔的深度，孔徑及孔距的允許偏差符合規范要求。

3)置釘。土釘采用螺紋筋，在每根圖釘上每隔2 m焊接鋼筋定位器，定位器采用φ8圓鋼筋，尺寸及制作方法見圖3，圖4。圖釘的長度由設計確定。

圖3 鋼筋定位器

圖4 定位器與土釘鋼筋焊接圖

4)孔內灌漿。第一次注漿，注漿導管先隨鋼筋一起插入孔底，注漿管距孔底0.2 m～0.5 m，導管出漿口應始終處于漿體表面以下，保證孔中氣體全部溢出，直至注滿孔，邊注邊拔管。第二次注漿，注漿導管采用φ25鋁塑花管，固定在土釘錨索鋼筋上，并隨土釘錨索鋼筋一起插入孔底，距離孔底0.5 m。

5)編織鋼筋網片。每層土釘筋施工(安置土釘筋及孔內注漿)完畢后，即可安設面層鋼筋網片。鋼筋網片現場制作，水平向接頭采用綁扎，豎向接頭采用焊接，搭接焊長度應符合要求。鋼筋網片筋安設完畢后再安設面層的2φ12斜向筋及1φ12水平筋，并牢固安設在卡鉤之下。

6)面層混凝土噴射。噴射混凝土時要對坑底進行保護，噴頭與受噴面距離0.6 m～1.0 m，射流方向直接指向噴射面(見圖5，圖6)。

圖5 對墓坑底進行保護

圖6 墓道側壁噴射完混凝土的效果

5.3 墓坑壁仿真土復原的施工

聘請文物專家與土工專家，對復原土進行反復大量實驗，總結出能達到仿真土的性狀配方，采用原狀土摻入水、普通硅酸鹽水泥、玻璃絲和外加劑按一定比例攪拌均勻后，用噴槍噴到混凝土側壁上，粘完后由文物專家用專用工具進行修復，直至達到原墓坑壁的真實效果(見圖7)。

圖7 墓道復原后的效果

6 效益分析

1)“倒冠式”墓坑復原施工方法的實施已順利、安全地完成了文物保護任務，沒有對文物造成損壞，保證了文物的安全，縮短施工工期10 d，節約2萬元。文物保護施工期間嚴格執行了文物保護的各種措施，監理單位、建設單位以及文物專家對施工過程、施工質量及施工進度十分滿意，取得了良好的社會效益。

2)通過墓坑復原的施工，我們積累了豐富的施工經驗，培養了一批技術骨干，鍛煉了一支施工隊伍，取得了良好的經濟效益和社會效益。

7 結語

“倒冠式”墓坑復原施工技術順利地解決了墓坑上口小，下口大的難題，同時也恢復了墓葬的原始容貌，給參觀者一個西周逼真的墓坑。