從夯土版筑到滑模施工工藝的技術(shù)應(yīng)用

張習(xí)武

夯土版筑歷史悠久，工藝簡(jiǎn)單且應(yīng)用廣泛，是中華民族的勞動(dòng)結(jié)晶，而近代興起的剪力墻模板工藝、滑模工藝等也應(yīng)被認(rèn)為是此傳統(tǒng)施工技術(shù)在勞動(dòng)工具、生產(chǎn)材料上的革新。

經(jīng)考古發(fā)現(xiàn)，有版筑墻的城子崖遺址可追溯至龍山時(shí)代，該時(shí)代距今約4350～3950年，處于新石器時(shí)代晚期。即使秦磚的出現(xiàn)也沒(méi)動(dòng)搖此技術(shù)的地位，反而致使版筑工藝更加牢固美觀，而至漢代達(dá)到成熟，被廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)城、都城等的建設(shè)，而民間建房甚至沿用至今，如南方福建的土樓。

一、夯土版筑歷史悠久

《孟子·告子下》一書中所記載：“傅說(shuō)舉于版筑之間”，《漢書·英布傳》也有記載：“項(xiàng)王伐齊 ，身負(fù)版筑。” 從這些記載中我們可以知道版筑技術(shù)的成熟時(shí)代、代表人物和可考地點(diǎn)，唐朝顏師古注引李奇曰：“版，墻版也；筑，杵也。”可以斷明版筑的重要施工用具一個(gè)是成型工具“版”，一個(gè)是振搗工具“筑”。

版筑施工前，首先需要在兩側(cè)立擋土版（亦作板），學(xué)術(shù)名為“干”，又名為“栽”；前端的擋土版名為“楨”，在漢代又名“牏”。為了防止擋土版向外產(chǎn)生位移，需要在版外立木樁或木楞，這種型式基本和現(xiàn)代木模板的支設(shè)工藝基本一致，然后并繩子把木樁或木楞將版摽緊，繩子的學(xué)術(shù)名“縮”。

然后就可以填土打夯，所填的土質(zhì)就地取材因地而異，常用粉質(zhì)粘土，加水或晾曬控制含水率。為達(dá)到級(jí)配合理的目的，常混有石塊；為提高板結(jié)強(qiáng)度，有的部位混有白灰；為加強(qiáng)整體加筋效果有的墻體分層鋪加竹劈、蘆葦?shù)取４蚝坏墓ぞ邔W(xué)術(shù)名為“筑”，下端膨大部分是夯杵，又名夯頭，上部多采用為木制，甚至輔以橫桿有利于多人操作，夯頭多采用圓形石柱以增大錘擊效果。

夯筑時(shí)可以想象有統(tǒng)一的節(jié)奏和勞動(dòng)號(hào)子進(jìn)行指揮。《周書·寇儁傳》中寫道：“繼日版筑”，可以推測(cè)這種工藝是連續(xù)施工的，如果作業(yè)面允許甚至能夠流水作業(yè)。唐·杜甫有《泥功山》一詩(shī)：“朝行青泥上，暮在青泥中。泥濘非一時(shí)，版筑勞人功。”可見(jiàn)操作者取土運(yùn)土的勞作場(chǎng)面，是十分辛苦和耗費(fèi)財(cái)力的。

古人進(jìn)行建房造墻多為版筑施工，如位于絲綢之路上的樓蘭古城，不論民用住宅還是都城宮殿，無(wú)一不是這種工藝。而城墻是上層階級(jí)為加強(qiáng)統(tǒng)治所修筑的防御性工事，《左傳·僖公三十年》記載：“朝濟(jì)而夕設(shè)版焉”，晉·杜預(yù)注：“朝濟(jì)河而夕設(shè)版筑以距秦”，這些工事在戰(zhàn)爭(zhēng)中起到了良好的防御效果。

而萬(wàn)里長(zhǎng)城的修筑則有效地憑借天險(xiǎn)將侵略者拒之以外，直到明朝后期這種作用仍然十分有效，位于新疆的大部分長(zhǎng)城則是未加修飾夯土版筑墻。

隨著防御要求的提高，以及墼土坯、燒結(jié)磚的出現(xiàn)，這些材料可以砌筑直接充當(dāng)外立面的版，同時(shí)加快了施工進(jìn)度，使外部更加牢固、美觀。到了秦朝，磚的大量出現(xiàn)則取代民用的版筑模板，使墻體高度增加厚度減小，主要都城、萬(wàn)里長(zhǎng)城的墻皮則采用磚石砌筑，在冷兵器時(shí)代常被形容以“固若金湯”，而內(nèi)部仍然是夯土技術(shù)。如嘉峪關(guān)不少部位是采用的土坯壘墻，而山海關(guān)、八達(dá)嶺則完全采用下部砌石、上部砌磚、內(nèi)部填餡的方法。

二、剪力墻的發(fā)展

隨著歷史的前進(jìn)，近四千年版筑所使用的材料未發(fā)生本質(zhì)的變化，這種古老的工藝一直統(tǒng)治著土木建筑的歷史舞臺(tái)。直到1824年，英國(guó)的建筑工人約瑟夫·阿斯譜丁（Joseph Aspdin）發(fā)明了水泥后，建筑施工技術(shù)隨之變化，建筑物的性能因此也產(chǎn)生了劃時(shí)代的意義。繼而混凝土拌合物興起，而木模板也逐漸被膠合板、鋼模板所代替，直至大型模板工藝、爬模、滑模等施工工藝其原理仍然未脫胎版筑的原始做法。

建筑材料由水泥誕生，加之砂子、石子、水以一定比例進(jìn)行混合，互相填充嵌固，內(nèi)部結(jié)構(gòu)固相、液相、氣相相互依存，致使強(qiáng)度（抗壓性能）、施工和易性、耐久性（抗?jié)B性、抗凍性）、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性完美體現(xiàn)，致使素土、灰土填充材料的使用被弱化。鋼筋的加入，又提高了抗拉、抗扭、抗剪性能，對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸又有大幅減小作用，從而確立了建筑上的主導(dǎo)地位。

十九世紀(jì)以來(lái)工程質(zhì)量出現(xiàn)直線式上升，工程數(shù)量膨脹式增長(zhǎng)、建筑型式不斷突破。建筑模板使用鋼模板，拼裝質(zhì)量、成型效果都有顯著提高，鋼模板備料速度快、準(zhǔn)確性高，以鋼代木，節(jié)省了木材資源，提高了材料的使用壽命。主要構(gòu)配件統(tǒng)一加工定型，具有標(biāo)準(zhǔn)化，完全可以按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)制作。鋼木混合模板可以根據(jù)建筑物不同尺寸、不同造型任意組拼，而且損耗率較低，可多次周轉(zhuǎn)用于多個(gè)工程。施工時(shí)簡(jiǎn)單方便，固定采用插口與銷釘式，支撐采取螺旋式與升降式，施工速度快。

我們可以肯定的是，剪力墻支撐組合裝置是版筑模板的換代升級(jí)，二者的安裝流程基本是一致的。剪力墻混凝土的澆筑，區(qū)別于夯填，是指根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行材料配合比試驗(yàn)，而后通過(guò)人工或泵送達(dá)到指定部位，在初凝前完成的振搗成型工作。而剪力墻混凝土模板的拆除，正是安裝的反步驟，和版筑的拆除工藝是吻合的。

三、滑模施工工藝的出現(xiàn)

隨著施工技術(shù)的提高和建筑需求，出現(xiàn)了滑模施工工藝，廣泛應(yīng)用于某個(gè)方向是邊疆不變化規(guī)則幾何截面的超大型建筑物、構(gòu)筑物。在各種規(guī)則幾何截面的混凝土結(jié)構(gòu)上，滑模技術(shù)顯示出無(wú)窮的威力，這種施工工藝機(jī)械化程度高、施工速度快、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)綜合效益顯著。

滑模不僅包含工具式模板，還包括動(dòng)力滑升設(shè)備和配套施工工藝等綜合技術(shù)，我們則可以認(rèn)為是移動(dòng)的版筑工藝。鋼筋綁扎、模板支設(shè)、混凝土澆筑、模板拆除連續(xù)循環(huán)作業(yè)，直到達(dá)到設(shè)計(jì)高度，完成整個(gè)施工。如貴州貴陽(yáng)φ18m高120米雙層造粒塔、山東樵嶺前62m高主橋墩。

夯土版筑、剪力墻、滑模施工工藝進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋?jiàn)下表：

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通過(guò)以上工藝縱向分析表明，從版筑到剪力墻、滑模施工工藝，均是在生產(chǎn)力水平提高的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的轉(zhuǎn)變，是生產(chǎn)材料、生產(chǎn)工具逐步成熟的體現(xiàn)，其內(nèi)在和本質(zhì)未發(fā)生變革，追本求原是源于我國(guó)的古老夯土版筑工藝。綜上所述，鑒于夯土版筑對(duì)于現(xiàn)今建筑施工工藝的深遠(yuǎn)影響，其在建筑史上的作用無(wú)可辯駁。