從夯土版筑到滑模施工工藝的技術應用

張習武

夯土版筑歷史悠久，工藝簡單且應用廣泛，是中華民族的勞動結晶，而近代興起的剪力墻模板工藝、滑模工藝等也應被認為是此傳統(tǒng)施工技術在勞動工具、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代，該時代距今約4350～3950年，處于新石器時代晚期。即使秦磚的出現(xiàn)也沒動搖此技術的地位，反而致使版筑工藝更加牢固美觀，而至漢代達到成熟，被廣泛應用于長城、都城等的建設，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：“傅說舉于版筑之間”，《漢書·英布傳》也有記載：“項王伐齊 ，身負版筑。” 從這些記載中我們可以知道版筑技術的成熟時代、代表人物和可考地點，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是成型工具“版”，一個是振搗工具“筑”。

版筑施工前，首先需要在兩側立擋土版（亦作板），學術名為“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，繩子的學術名“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。為達到級配合理的目的，常混有石塊；為提高板結強度，有的部位混有白灰；為加強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術名為“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。

夯筑時可以想象有統(tǒng)一的節(jié)奏和勞動號子進行指揮。《周書·寇儁傳》中寫道：“繼日版筑”，可以推測這種工藝是連續(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：“朝行青泥上，暮在青泥中。泥濘非一時，版筑勞人功。”可見操作者取土運土的勞作場面，是十分辛苦和耗費財力的。

古人進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，無一不是這種工藝。而城墻是上層階級為加強統(tǒng)治所修筑的防御性工事，《左傳·僖公三十年》記載：“朝濟而夕設版焉”，晉·杜預注：“朝濟河而夕設版筑以距秦”，這些工事在戰(zhàn)爭中起到了良好的防御效果。

而萬里長城的修筑則有效地憑借天險將侵略者拒之以外，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、燒結磚的出現(xiàn)，這些材料可以砌筑直接充當外立面的版，同時加快了施工進度，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、萬里長城的墻皮則采用磚石砌筑，在冷兵器時代常被形容以“固若金湯”，而內(nèi)部仍然是夯土技術。如嘉峪關不少部位是采用的土坯壘墻，而山海關、八達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，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。直到1824年，英國的建筑工人約瑟夫·阿斯譜丁（Joseph Aspdin）發(fā)明了水泥后，建筑施工技術隨之變化，建筑物的性能因此也產(chǎn)生了劃時代的意義。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、水以一定比例進行混合，互相填充嵌固，內(nèi)部結構固相、液相、氣相相互依存，致使強度（抗壓性能）、施工和易性、耐久性（抗?jié)B性、抗凍性）、經(jīng)濟實用性完美體現(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，對結構尺寸又有大幅減小作用，從而確立了建筑上的主導地位。

十九世紀以來工程質(zhì)量出現(xiàn)直線式上升，工程數(shù)量膨脹式增長、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。主要構配件統(tǒng)一加工定型，具有標準化，完全可以按標準模數(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，可多次周轉用于多個工程。施工時簡單方便，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，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)設計要求進行材料配合比試驗，而后通過人工或泵送達到指定部位，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)

隨著施工技術的提高和建筑需求，出現(xiàn)了滑模施工工藝，廣泛應用于某個方向是邊疆不變化規(guī)則幾何截面的超大型建筑物、構筑物。在各種規(guī)則幾何截面的混凝土結構上，滑模技術顯示出無窮的威力，這種施工工藝機械化程度高、施工速度快、環(huán)境與經(jīng)濟綜合效益顯著。

滑模不僅包含工具式模板，還包括動力滑升設備和配套施工工藝等綜合技術，我們則可以認為是移動的版筑工藝。鋼筋綁扎、模板支設、混凝土澆筑、模板拆除連續(xù)循環(huán)作業(yè)，直到達到設計高度，完成整個施工。如貴州貴陽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、滑模施工工藝進行橫向?qū)Ρ龋娤卤恚?/p>

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通過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)力水平提高的基礎上出現(xiàn)的轉變，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的古老夯土版筑工藝。綜上所述，鑒于夯土版筑對于現(xiàn)今建筑施工工藝的深遠影響，其在建筑史上的作用無可辯駁。