既有古城墻修復工程施工技術研究

曹穎平

（山西五建集團有限公司，山西 太原 030000）

1 提出問題的背景

中國的古城墻作為一種建筑形式，在世界建筑史上獨樹一幟。隨著社會的發展，古城墻的歷史、藝術、科學價值日益體現。古城墻的歷史是城市變遷發展的一個縮影。城墻上城樓、角樓建筑都具有很高的研究價值，甕城的布局和城磚上的銘文更為歷史研究提供了寶貴的依據。現如今城墻與城市規劃和建設完美結合，它的藝術價值和歷史價值更將豐富城市的景觀風貌。

岢嵐縣古城城墻保護修復工程全長3800米，缺失約1010米，殘存長約2838米。本技術主要針對既有古城墻破損情況進行現場勘察、實驗分析，探明破損原因，并根據具體情況，制定針對性的修繕措施，確保不破損既有城墻的情況下，進行原貌修繕恢復。

2 工藝原理

通過現場勘測，對城墻破損情況進行分類，即表面城墻磚酥堿、城墻磚整體缺失、城墻土體部分破損、城墻整體缺失等，制定針對性掏丁植筋拉結措施、外包手工青磚與內襯機紅磚的混砌咬合技術、城墻原土體與補夯土臺階狀夯實等措施，確保城墻修復質量及安全。

3 本工藝的特點

1）該技術確保既有城墻的原貌免遭二次破壞，有效保證城墻修復質量及整體牢固；2）該技術通過外包磚與內襯磚混砌拉結，即保證城墻修復效果，又節約了材料；3）該施工工藝簡單，經濟適用，具有良好的修復效果，同時縮短工期，提高了工程質量，保證安全。

4 關鍵技術

4.1 城墻外表酥堿情況處理措施

1）城墻中部和下部存在個別酥堿，這些個別酥堿分散墻體各處，未形成整體一片，對于這一類城磚酥堿深度超過2厘米的予以剔鑿挖補，酥堿深度少于2厘米的予以保留，剔鑿挖補時將酥堿的整塊磚都剔除，四周磚茬務必保存完好，將該磚范圍內清掃干凈，并澆水使周邊磚塊飽和更具粘結性，才可用同規格的磚白灰膏砌筑并勾縫，最后隨色做舊。

2）現存上部磚塊大面積酥堿且酥堿深度較大，拆除42厘米重新砌筑，砌筑材料同原城磚，方式同原墻面。新砌城磚與舊有城磚通過丁磚連接并每隔5層植扁鋼（或扁形膨脹螺絲）與舊有墻體進行拉結，扁鋼隔一磚植一根，扁鋼伸入墻體深度以達到受力穩定為準，外漏10CM新磚砌壓，扁鋼規格為50×5。

4.2 舊城墻土體窯洞的處理措施

由于保護不力，在城墻內側人為挖掘新建窯洞居住，該處處理措施為采用砌筑紅機磚進行實堵。

4.3 城磚缺失，土體局部破損城墻修繕措施

1）根據現場現存城墻情況進行GPS測量定位，確定城墻原址。

2）根據完好城墻情況確定基礎上平標高，現存土墻向外擴2.5米范圍內基槽開挖，據基礎頂面標高200mm時人工清理，進行城墻原基礎尋找及保護。

3）原基礎清理，修砌后進行城墻砌筑。

11立角度皮數桿：根據城墻的角度（外城墻墻面收分為15%，內墻面收分為10%）制作度數桿。在城墻磚砌體轉角處、交界處應設置皮數桿，皮數桿上標明磚皮數、灰縫厚度以及豎向構造的變化部位。皮數桿間距不應大于15m。在相對兩皮數桿上磚上邊線處拉準線。抄平彈線時要細致認真；皮數桿要牢固可靠，防止碰撞松動。

22砌筑：古城墻外包磚采用規格為420x210x80mm仿制手工條磚，按原制采用純凈的潑灰泥“梅花丁”砌造方法砌筑，各部位灰縫寬厚6～8mm。襯里磚墻采用規格為240x115x53mm機制紅磚，灰縫寬厚≦10mm。根據外包磚與襯墻磚尺寸、灰縫厚度以及砌筑方法，利用BIM工作站Revit技術進行三維鋪磚排布，確定每5層外包青磚梅花丁墻的內側順磚改為暗設丁頭磚和襯里磚每8層墻咬合為一體，加強相互間的連接與整體性。

33襯里磚墻與城墻土體夯填：砌筑墻體時，外表層磚砌體分層、分段同砌，隨之分段填充土體，分層夯筑（控制回填土含水率，木錘夯筑，隨砌隨夯），磚砌體與夯筑土方交替施工作業。

城墻襯里磚墻在平面布置間距及肋墻的深度等則視殘存土墻體的保存狀況及加固需要而調整。襯里磚墻及肋墻與城墻土體之間盡量避免光面交接，使其互相交結緊密。

4.4 新建城墻施工

1）新舊城墻交接處理：新舊墻體交接處采用搭砌法，即把舊有墻體拆成臺階形，用規格一致的城磚一層層搭砌，保持新舊墻面灰縫一致，渾然一體，砌筑所用城磚按原城磚尺寸。

2）砌筑施工同前，即每5層外包青磚梅花丁墻的內側順磚改為暗設丁頭磚和襯里磚每8層墻咬合為一體。

砌筑時先砌筑城墻外側墻體，每工序砌青磚四層，高度不應超過0.5m，當日砌筑，當日不得墊土夯筑墻心。（具體施工方法同前面所述）

3）土體夯填

按設計配合比充分拌合均勻灰土，分層鋪墊夯實，虛鋪每層厚度不得超過250mm，夯實后厚度約120-150mm，使用蛙式打夯機夯打，一夯壓半夯、兩邊成活。打不到的地方采用人工夯打，夯錘底面直徑200-220mm，采用一點三打，重復投窩一點二打，再將夯窩之間未夯的部位采用一點三打的步驟夯平，成活后表面無虛土、無橡皮土，且夯痕明顯，經隱蔽項目檢驗合格后鋪筑下一步。

每次夯筑結束后，在停夯期間，應采取防雨、防曬措施，夯后3天內嚴禁水泡，氣溫過高時（超過30℃）應灑水養護。

在過度失水和膠結干透的夯層上鋪筑下一步夯土層時，鋪筑厚度應增加至200mm，以防夯筑時將上一步夯層振壞。

拌合好的灰土料，當日必須鋪筑夯打，嚴禁隔夜夯打。

在墊筑夯層土時，有的殘存墻上留存有原夯土，補夯夯土時需將原墻體表層的分化干酥土層刮去，露出原夯土層，在原夯土層上鏟挖臺階，從而使新舊土體結合緊密。

4.5 城墻頂面鋪磚及防水做法

1）城墻頂面采用海墁鋪磚做法：三七灰土三步（3x150）分層夯實，干密度為1.75／cm3，夯實系數0.95，并按i＝1%～2%找坡。筑打灰土時，必須按相關施工規范規定分層筑打，并嚴防城墻磚砌體與海墁磚結合部位的根部滲水。做到：不留死角、不留縫隙、密實度均勻、排水坡勢順暢；城頂煙囪粗砂混合1-3cm卵石回填，上部1.5m2：8灰土夯實。

420x210x80城磚，丁字縫隨坡勢順墁第二層海墁（混合砂漿座底，生石灰漿灌縫，磚縫≤8mm）；

420x210x80城磚，丁字縫隨坡勢順墁（混合砂漿座底，生石灰漿灌縫，磚縫≤8mm）；（城墻頂面鋪磚海墁排水體系采用無組織排水法，排水朝向墻頂女兒墻墻根處排水槽）。

2）防水做法，城墻頂部外包磚基礎做防滲水處理，疏通排水系統，消除雨水侵蝕隱患，回填保護，上部增設散水。墻頂內側女兒墻下排水溝、內墻排水槽組成古城墻排水體系。

排水口做法：排水口采用石制排水口組合套件，需要注意排水溝與排水口的有機組合及石制出水石端部形象的藝術優化。

3）排水槽做法，城墻排水槽采用城磚砌筑。為了防止和減少因凍融循環造成的排水槽磚表面的剝蝕現象，建議在排水口和排水槽表面刷2-3道有機硅外墻防水劑。

4.6 質量控制措施

1）嚴格工藝規律，施工現場的生產工藝和操作規程，是操作者進行生產施工的依據和法規，任何人都必須嚴格執行。

2）掌握施工生產現場的質量動態，這就是指按照一定的要求，對質量狀況進行綜合統計與分析，及時掌握質量現狀，發現質量問題，明確對策和方向。

3）加強質量檢驗工作，充分發揮質量檢驗的作用，促使工程質量在管理狀態下的穩定與提高。

4）嚴格執行分部、分項工程質量檢驗制度，每項工程完成后在質量員的指導監督下，由單位工程施工員，具體組織班組質量員進行質量評定工作，每月及時填報質量評定表上交分公司工程管理部，以便抽查復核，一經發現問題，必須及時進行整改處理。

5）做好隱蔽驗收工作，根據工序編制好分層、分段予檢計劃。隱蔽驗收在組織驗收前施工員應填寫好驗收單，及時通知建設、監理和設計單位進行驗收，按照公司、項目部的規定做好各項技術資料的積累，由資料員匯總，及時歸檔。

6）建立班組自檢、互檢和交接檢制度，由班組質量員、現場施工員在操作過程中及時進行自檢、互檢，若發現問題，及時糾正。

7）建立成品保護制度：城墻外包磚每砌筑五層用彩條布覆蓋，防止墻面污染。

6 結語

岢嵐縣古城文化旅游項目城墻保護修復工程全長3800米，缺失約1010米，殘存長約2838米。運用該施工方法，與傳統的方法相比較，在提高工程質量和縮短工程兩個方面都取得較好的效果。同時，使岢嵐歷史風貌得到科學展示和體現，并成為岢嵐古城的文化亮點，且為今后既有古城墻保護修繕（復）提供前期工程的實例。