岷江流域上游地區(qū)碉房外墻過江石砌的類型與作用淺析

成 斌，解濘嶺，周美池，李 潞

(西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院,四川綿陽 621010)

1 過江石砌筑藝術(shù)發(fā)展概況及形成原因

過江石砌主要被用于碉房建筑轉(zhuǎn)角處的處理上，其形成與羌族和藏族的歷史和其所處的自然條件息息相關(guān)。羌族和藏族在古時(shí)候是西戎的牧羊人，是以農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)為主的部落。分布在岷江流域上游地區(qū)的羌、藏人在長期的抵御外族的過程中需要更加具有防御功能的房屋，加之岷江上游地區(qū)雖然臨近河谷卻常年干燥，少雨多風(fēng)，全年溫度都比較低，對建筑的保溫隔熱能力也有一定的要求。這些條件使得羌、藏族人從最開始的木構(gòu)建筑逐步開始向石筑建筑發(fā)展。最開始的時(shí)候，羌、藏族人采用碎石進(jìn)行房屋的砌筑，但由于其地區(qū)大都處于我國大陸第一階梯向第二階梯的過渡區(qū)域，附近的地震帶較多。單以2008年地震最為嚴(yán)重的汶川為例，從有史可依的明清期間來看，茂州境內(nèi)發(fā)生的強(qiáng)烈地震就不下二十次。在這些高頻率高烈度的地震下，碎石建起的小屋修了又塌，塌了又修。地震造成的人力物力損失逐年累月下來開始遠(yuǎn)大于遷徙付出的代價(jià)，而過江石砌這種抗震構(gòu)造便在此時(shí)順勢而生，并逐步在碉房、碉樓等石砌構(gòu)筑物中使用(表1)。

2 過江石砌的類型與空間分布特點(diǎn)

2.1 過江石砌的類型及其構(gòu)造

2.1.1 曲面尖角型(乾棱子)

如圖1所示，通過傳統(tǒng)師傅手藝堆砌使轉(zhuǎn)角過江石砌從上到下，收分逐漸擴(kuò)大，除此之外水平方向，為契合兩邊墻面的弧線，轉(zhuǎn)角過江石形成一略帶弧形的銳角。主要材質(zhì)為：花崗巖、頁巖、石灰?guī)r、板巖、片巖、片麻巖。其搭接方式主要為一順一丁式、三順一丁式、梅花丁式等，先在地上涂抹一層厚厚的碎石和黃泥漿混合材料，然后放上與曲面尖角相吻合的大塊石料，在其較大的石與石縫隙處插入小塊石料，再在縫隙處后利用碎石和黃泥漿混合材料進(jìn)行找平，往上又是石料，上下兩層的石料間相互咬合，形成比較穩(wěn)固的形態(tài)。有的地區(qū)甚至?xí)⑦^江石砌做在內(nèi)部，在外層附一層厚厚的黃土，增加他的粘附型，使其成為一個(gè)整體，更加穩(wěn)定。

圖1 曲面尖角型過江石(乾棱子)的構(gòu)造示意(單位：mm)

2.1.2 平面直角型

如圖2所示，通過傳統(tǒng)師傅手藝堆砌使轉(zhuǎn)角過江石砌從上到下，收分逐漸擴(kuò)大，但整體剖面還是呈直角。主要材質(zhì)為：花崗巖、頁巖、石灰?guī)r、板巖、片巖、片麻巖。其搭接方式主要為一順一丁式、三順一丁式、梅花丁式等，與曲面尖角型的過江石砌筑方法一樣，先在地上涂抹一層厚厚的碎石和黃泥漿混合材料，與曲面尖角型不同平面直角型是用大塊石料交互形成直角，很少有卡進(jìn)縫隙的小塊石料，安放好大塊石料之后再在縫隙處后利用碎石和黃泥漿混合材料進(jìn)行找平，往上又是石料，上下兩層的石料間相互咬合，形成比較穩(wěn)固的形態(tài)。

圖2 平面直角型過江石砌(乾棱子)的構(gòu)造示意(單位:mm)

2.2 空間分布特點(diǎn)

過江石砌的類型主要分為曲面尖角型和平面直角型，曲面尖角型的過江石砌多在位于地震帶上的地區(qū)，其尖銳的曲面收分，使其在轉(zhuǎn)角處形成比較穩(wěn)定的三角形姿態(tài)，對比于平面直角型的過江石砌其抗彎矩能力更強(qiáng)。常見于處在地震帶附近臨近山林的地區(qū)。主要分布在茂縣河心村、茂縣黑虎羌寨、茂縣維城羌寨、汶川水磨古鎮(zhèn)、汶川布瓦寨、理縣甘堡藏寨、馬爾康直波藏寨、馬爾康從恩村等地區(qū)。而平面直角型的過江石砌常見于臨近森林、河谷資源充沛的地區(qū)。主要分布在茂縣曲古鎮(zhèn)、茂縣白石羌寨、茂縣疊溪羌寨、茂縣牟托寨、茂縣牛尾村、茂縣坪頭羌寨、汶川龍興羌寨、汶川蘿卜寨、汶川羌鋒寨、汶川龍溪羌人谷、汶川映秀鎮(zhèn)、理縣休溪村、理縣增頭寨、理縣木卡寨、理縣桃坪羌寨、黑水縣色爾古等地區(qū)(圖3)。

圖3 岷江流域上游地區(qū)碉房過江石砌的類型分布

3 過江石砌材質(zhì)的物理特性

過江石砌因其在建筑中所處的位置重要，所以羌、藏族人在選取石材時(shí)十分謹(jǐn)慎。如表2所示，選取過江石砌幾種材料的物理特性與普通磚對照進(jìn)行研究。密度對其他三個(gè)特性起到一個(gè)整體的影響。過江石砌的抗壓能力和其堆砌的高度及其重力有關(guān)，過江石砌修砌的高度越高，自重也會越大，偏下一部分的過江石受到的壓力也就會越大。而此時(shí)的過江石砌轉(zhuǎn)角處形成的收分就減輕了下部過江石所受的壓力，使其更加穩(wěn)定。與普通的磚材質(zhì)相比，過江石砌采用的材料抗壓強(qiáng)度普遍更好一些。過江石的吸水率也對其強(qiáng)度有一定的影響，石材吸水率越大，其顆粒間的粘接力也就越小，在潮濕的空氣中，其強(qiáng)度就會降低。從表2可以看出過江石材的吸水率與普通磚的吸水率基本持平。綜合來看，用于作為過江石砌的材料都具有較強(qiáng)的抗壓穩(wěn)定能力，不輸于近現(xiàn)代廣泛使用的建筑合成材料，甚至在某些方面做得更好。

表2 過江石材與普通磚的物理特性對比

4 過江石砌筑的抗震構(gòu)造的作用

碉樓轉(zhuǎn)角處厚重而碩長的石頭就是過江石，看起來像是隨便堆砌形成，其實(shí)更多的是靠砌筑師傅的經(jīng)驗(yàn)，依照代代相傳的技法嚴(yán)格要求而來的。在砌筑轉(zhuǎn)角的墻時(shí)，兩塊相咬合的片石上方必須要用體積較大的另一塊片石壓住，它們之間的縫隙都要用當(dāng)?shù)靥赜械狞S泥涂滿，并且用錘子敲擊片石上方，在保證片石不會碎裂的情況下，將它們壓實(shí)形成“品”字形。在此期間還要盡量保證轉(zhuǎn)角處過江石與立面片石處在同一水平面上，避免“馬槽墻”和“分家墻”的產(chǎn)生。砌筑師傅為了保證片石的充分沉降，增加片石與黃土的粘連性，常常在砌完一輪后，停工近一個(gè)月的時(shí)間再開始砌筑下一輪。所以碉樓過江石的砌筑十分耗時(shí)，但也正是這種認(rèn)真的精神，使得古老的碉樓在今后大大小小的地震中屹立不倒。

羌、藏族碉樓絕大部分分為墻承重式、實(shí)木混合式、墻柱混合式等，根據(jù)材質(zhì)也可分為石砌碉樓和夯土碉樓。在墻承重式結(jié)構(gòu)體系中，每個(gè)樓層和屋頂?shù)牧簝啥硕贾苯哟┎逶趬w上，整個(gè)房屋的荷載都由墻體承擔(dān)。為了保障碉樓的穩(wěn)定，羌、藏族人慢慢開始加厚了墻身，并讓其逐漸形成了收分。碉樓偏上的部分少收分一些，碉樓偏下的部分多收分一些，通過這樣的方式來降低它的重心，使其更加穩(wěn)定。甚至有的碉樓為了更進(jìn)一步的穩(wěn)定樓身，將外墻做成向內(nèi)收的曲線。這種規(guī)則墻體之間、不規(guī)則墻體之間的銜接交角處的處理顯得尤為重要。綜上所述，這些處于轉(zhuǎn)角處的過江石砌主要作用就是抵抗剪力和地震時(shí)產(chǎn)生的橫向荷載，如圖4所示。所以過江石通常為大石塊，抗剪性很好，小石塊砌筑塊材容易松散，不利于角部抗壓和抗剪。

圖4 過江石砌地震穩(wěn)定分析

5 過江石砌對鄉(xiāng)土民居的更新改造的意義

過江石砌作為羌族碉樓最具特色的標(biāo)志，有著深刻的羌族烙印，是體現(xiàn)羌族碉樓建筑歷史、社會發(fā)展和傳統(tǒng)文化的一種構(gòu)造風(fēng)格。這是西南河谷地帶地理和人文統(tǒng)一形成的結(jié)果，有著鮮明的地域特征和時(shí)代特色。本文著重于岷江流域上游地區(qū)碉樓墻體交角處過江石砌藝術(shù)的砌筑方式、類型的調(diào)研與測繪，解析了其構(gòu)造技術(shù)和施工技術(shù)，闡述了其作用機(jī)理與構(gòu)造類型，為當(dāng)今利用現(xiàn)代材料保護(hù)和修繕羌族建筑等方面提供了借鑒作用。