紫禁城古建筑臺基石作技術研究*

周 乾

(故宮博物院故宮學研究所，北京 100009)

0 引言

位于北京市中心的紫禁城(今故宮博物院)擁有世界上現存規模最大、保存最完整的古代宮殿建筑群，其建筑技術代表我國古代建筑技藝的最高水準。紫禁城古建筑的營建，一般包括土作、石作、瓦作、木作、油飾作、彩畫作、裱糊作、搭材作等工種。其中，石作主要是指與石材相關的工種。由于石材具有較強的硬度、良好的防水和防腐性能，因而在紫禁城古建筑中多用于臺基部位。紫禁城古建筑一般坐落在由灰土、碎磚交替夯實的臺基之上[1]，臺基高度一般為1～2m。盡管臺基對建筑的地震響應有一定放大作用，但是臺基有利于建筑本身的防潮與排水，而且能夠體現出宮殿建筑的高大與威嚴[2-3]。紫禁城宮殿建筑因重要性不同而具有不同等級，對于等級相對較低的普通宮殿建筑而言，臺基周邊均為磚砌體封護，臺基部位的石質構件主要包括欄板(底部設排水口)、望柱、臺階和柱頂石(見圖1虛線以上部分)。其中，欄板位于臺基周邊，主要起人員防護及防止跌落的作用；望柱是欄板之間的短立柱，主要起拉接欄板兼裝飾作用；臺階是連接臺基地面與臺基下地坪面的階梯；柱頂石則是突出于臺基地面之上的石質構件，是建筑立柱的基礎；另磚砌體轉角部位還有立放的陡板石。對于重要的宮殿建筑而言，其臺基的周邊由磚砌體改為須彌座封護，且在望柱的底部增設排水獸。作為明清時期最為核心的建筑，紫禁城前朝三大殿(太和殿、中和殿、保和殿)的臺基做法為我國古建筑臺基工藝的最高等級，即采用3層須彌座疊加而成，俗稱“三臺”，總高度達8.13m(見圖1虛線以下部分)[4]。

圖1 紫禁城古建筑臺基

紫禁城古建筑的石作技術主要包括石材運輸、現場加工、安裝、修繕等。開展上述技術研究，無論是對于古建筑本身的修繕保護，還是對于古建筑技藝的傳承，都具有極其重要的意義。部分學者已開展紫禁城古建筑石作工程相關的研究，如陸壽麟等研究了故宮內漢白玉建筑構件的風化性質，認為屬于化學風化[5]；曲亮等基于現場測試方法，對故宮建福宮內的石質文物進行了科學評價，認為風化是石質構件破壞的主要原因[6]；陳喜波研究了紫禁城營建所需石材的開采及運輸過程[7]；陳智勇研究了紫禁城古建筑石作的裝飾藝術[8]；劉大可對我國北方地區古建筑的石作工程進行了較為全面的論述[9]；鄭建軍討論了端門內御路石地面的修復方法[10]等。然而，對于紫禁城古建筑臺基的石作技術研究，相關成果則很少。本文基于已有成果，開展該方面研究，探討紫禁城古建筑臺基石作的技術要點和科學保護方法，以推進紫禁城古建筑的保護與研究。

1 運輸

紫禁城古建筑臺基石作所用石材包括漢白玉、青白石、青砂石等[7,11]。其中，漢白玉色調混白、質地均勻，多用于臺基的須彌座、欄桿和御路石；青白石顏色青白，材質細膩，多用于臺基的基石、御路石和柱頂石；青砂石質地堅硬、經久耐用，多用于臺基陡板、階條石。上述石料的主要產地為北京周邊地區，史料亦有記載。如明代文人高道素所著《明水軒日記》載有：“白玉石產大石窩(今北京市房山區內)，青砂石產馬鞍山(今北京市門頭溝區內)、牛欄山(今北京市順義區內)、石徑山(今北京市石景山區內)……大石窩至京城一百四十里，馬鞍山至京城五十里，牛欄山至京城一百五十里。”[12]

上述石材由產地運到紫禁城時，因體量大小不同而采取不同的運輸方式。對于特大型石材而言，往往采用“旱船”運輸。所謂旱船，就是用方木截面的短柱、長梁特制的一種木架，專門用來承載特大石材，央視紀錄片《故宮》中的旱船模擬造型如圖2所示。明代賀仲軾撰《兩宮鼎建記》記載了明萬歷年間重修三大殿臺基丹陛石運輸過程，即“中道階級大石，長3丈，闊1丈，厚5尺(1尺為1丈的1/10，約0.31m)，派順天等八府民夫2萬，造旱船拽運，派同知、通判、縣佐二督率之，每里掘1井，以澆早船、資渴飲，計二十八日到京，官民之費總計銀11萬兩有奇”[13]。從上述記載可以算出，這塊石料重達100t，運輸這樣巨重的材料，既不能用車也不能就地滾，于是選在冬季運輸，沿途每隔一里打一口井，路上潑水成冰，拽石在冰上滑行，摩擦阻力較小，這在當時的條件下，不失為有效的方法。但用這種辦法仍需要工匠2萬余名，經過28天才拽運到北京。若按房山大石窩至北京距離以140里(1里=500m)計，其運輸時間花費近1個月，每天行程約4～5里，其運輸之艱難可見一斑。

圖2 旱船模擬造型

對于中小型石材而言，從產地運到施工現場的工具為騾車。明代官府設有(騾)車戶專門負責運輸石材，若官府車輛數量不夠，則從順天府、保定府等地進派車戶。當時運輸石材的車輛有十六輪、八輪、四輪及二輪之分，視石材輕重而采用不同的車輛。如《兩宮鼎建記》載“鼎建兩宮(乾清宮、坤寧宮)大石，御史劉景晨亦有僉用五城人夫之議。工部主事廓知易議：造十六輪大車，用騾一千八百頭拽運，計二十二日到京，計費銀七千兩而縮”。對于體量較小的石材，則采用輪數較小的騾車運往紫禁城。

在施工現場，不同體量的石料有不同運輸方法。如對于小型石材，可采用人工抬運法；對于較重的石料，可采用點撬法，即首先將石料邊角包裹好，然后用撬棍撬動石料，使之移動；對于石料質量大且現場運輸距離較長時，可采用擺滾子法[14]，即先用撬棍將石料的一端撬離地面，并把滾杠放在石料下面，然后用撬棍撬動石料，當石料挪動時，趁勢把另一根滾子也放在石料下面。現場提升質量較大的石料時，可采用絞磨抱桿方法[14]，即在施工現場立抱柱1根，抱柱用4根繩索拉接(繩索可調)，然后分別在抱柱頂部、地面安裝定滑輪各1個，提升石料的繩子繞過抱柱頂部的定滑輪，再通過地面的定滑輪與絞磨相連，使得提升石料所需的豎向力改變成水平力(見圖3)。當工匠水平轉動絞磨時，即可提升石料。

圖3 重石材提升示意

清工部《工程做法》規定：拽運石料所用的旱船、滾子、梢子(撬棍)均應為榆木制作[15]。分析認為，這主要與我國榆木種類較多，且榆木具有木性堅韌、較耐腐、硬度與強度較高等優點相關[16]。

2 加工

石作工程中，安裝前的石料均需進行現場加工，以符合尺寸及形狀要求。紫禁城古建筑臺基石料加工的主要工具有鏨子、楔子、卡扁、刀子、錘子、剁斧、磨頭、尺子、墨斗、線墜等[17]。其中，鏨子為短鐵桿，一端四面有銳刃，用于打荒料和打糙；楔子為上粗下銳的鐵件，且下端呈三角尖狀，用于劈開石料；卡扁的特點即刃寬而較薄，用于石料的齊邊；刀子用于雕刻花紋；錘子由把手和金屬錘頭組成，用于擊打鉆子或卡扁；剁斧形狀與錘子類似，但下端形狀介于錘子與斧子之間，用于石料表面加工；磨頭用于石料表面磨光；墨斗由墨線與轉動小輪組成，用于彈劃石料的尺寸線；線墜為圓錐狀金屬體，頂端掛線，用于石料的豎直度檢查。部分石作工具如圖4所示。

圖4 部分石作工具

紫禁城始建于明代，其石作工程多以宋《營造法式》為參考。而《營造法式》卷三規定了石材加工的6道工序，即“打剝”(用鏨子鑿掉大的突出部分)、“粗摶”(鑿掉小的突出部分，使得石材表面深淺均勻一致)、“細漉”(用鏨子在石材表面密集鑿，使得表面平整)、“褊棱”(用褊鏨鑿石材棱角，使之平整)、“斫砟”(用斧刃剔鑿石材，使其表面平正)、“磨礱”(用砂石水磨掉石材表面的斫紋)[18]。對于含雕刻的石質構件，營造法式也規定了剔地起突(浮雕)、壓地隱起(淺雕)、減地平钑(刻痕)、素平(不做雕刻)等不同等級要求[18]。上述規定可反映宋代以來臺基石料的加工基本做法。

明清以來的工匠們基于工程經驗，逐漸完善了石材的加工工序，其技術要點可包括以下步驟[17,19]：①對荒料進行打制，使其尺寸基本符合要求。為保證加工尺寸的準確性，初步加工后的荒料宜大于加工后尺寸2cm以上。②根據構件的實際尺寸，在石材上彈出墨線。③根據墨線的定位，用鑿、打、刷、刺、剁等手法，對石材進行加工，至所需形狀。其中，鑿即用鏨子鑿掉石材表面高出部分；打即用工具把墨線以外部分打掉；刷即刷道，是用錘子或鏨子在基本鑿平的石材表面打出平順、細致、深度均勻的溝道；刺即刺點，是在石材表面鑿出均勻溝道的輔助方法；剁即剁斧，用于將石料表面找平。④再經過多遍剁斧、扁光刮平，使得石材表面平整，且看不出鏨痕或斧影。⑤石材上有雕刻紋飾時，首先制作圖譜，然后在圖譜上用針刺孔，再將圖譜覆蓋在石材表面，用麻線布覆蓋紅色土粉在圖譜上反復錘打，再取下圖譜，沿著石料上的粉末印記進行雕刻，獲得所需紋飾。⑥對構件進行打磨，完成加工。

3 安裝

3.1 欄板與望柱

臺基的望柱與欄板施工時，主要通過榫卯及卡槽方式進行構件之間的連接，如圖5所示。對于榫卯連接方式而言，在望柱底部有榫頭，榫頭長、寬均約為望柱邊長的0.3倍[20]，對應的地栿欄板槽內有卯口。望柱由上往下插入地栿的欄板槽后，榫頭與卯口產生咬合作用，有利于避免望柱發生搖晃。欄板的側面有榫頭，榫頭長、寬均約為0.02m[20]，對應的望柱側面有尋杖眼(卯口)。欄板與望柱在水平方向上相連接后，榫頭與卯口產生的咬合作用，有利于避免望柱單體的走閃錯位。對于卡槽連接方式而言，為保證欄板、望柱在安裝后的水平穩固，地栿頂部通常刻有凹槽，槽深不超過地栿高度的0.1倍[20]。上述構件底部插入地栿凹槽后，構件與凹槽產生卡固作用，因而不易歪閃。望柱的側面亦刻有欄板槽，深度不超過欄板寬度的0.1倍[20]。欄板在水平向插入望柱的欄板槽內后，與望柱產生卡固作用，有利于整體穩定。地栿底部插入階條石頂部預留的凹槽中，或作出梗插入階條石的凹槽中，形成穩固卡槽連接。

圖5 欄板相關構件安裝示意

欄板、望柱等石質構件安裝時，應保證基層表面平整。構件底部不平整時，可采用較硬且易敲碎的材料如生鑄鐵片墊平[21]，然后將接縫處勾抹嚴實(見圖6)，便于灌漿。關于勾抹材料的使用，當接縫厚度<5mm時，一般用油灰(生石灰∶生桐油=2∶1，質量比)；當接縫厚度超過5mm時，宜在油灰中摻入適量細砂，以提高接縫處灰漿的粘結度[21]。灌漿時，一般在某個合適的位置留一個缺口，稱為“漿口”[14]，灌漿完成后再把漿口封護住。為增加灌注壓力，可在漿口位置放一漏斗用于灌漿。灌漿前可在石材與基層接觸位置灌注適量清水，一方面可沖掉石材表面的灰塵，另一方面有利于灰漿與石材的粘接。紫禁城宮殿建筑的石作工藝中，灌漿材料多為生石灰漿或江米漿(糯米漿)。其中，生石灰漿為生石灰與水攪和而成，江米漿為生石灰∶糯米∶白礬=100∶0.3∶0.33(質量比)，再與水攪和而成[14]。

圖6 構件底部勾抹

3.2 須彌座

紫禁城內等級較高的宮殿建筑，其臺基底部為石質須彌座，地栿下部不設排水口，而是改成了石質排水獸。須彌座由佛座演化而來，由下而上一般由土襯、圭角、下枋、下梟、束腰、上梟、上枋等部分組成[22]。為滿足須彌座高度需要，其土襯、下枋、上枋還可做成雙層形式[23]。須彌座雖由多層構件組成，但為保證安裝后的整體性，其各層構件可由一塊石料雕刻而成[23]。如圖7所示的須彌座，其最上層的上枋為單獨加工，下部各層構件為一塊石料。上枋下部出梗，與下部構件頂部預留的凹槽形成卡槽連接，以保證上枋的牢固。

圖7 含須彌座臺基安裝示意

須彌座上下層之間還可采用陽梗落槽方法進行安裝，即上層采梗，下層落槽，以防止各層之間產生錯動[24]，如圖8所示。排水獸一般安裝在地栿底部、望柱的正下方，其上部由地栿底部的凹槽卡固，兩側由上枋石擠緊。排水獸后部頂面、上枋頂面均與臺基地面最低位置相齊平，以利于雨水匯集到排水獸后部的排水口內。排水獸又名蚣蝮，為明代“龍生九子”之一，其造型設計不僅豐富了紫禁城的建筑裝飾內容，而且具有科學性[25]。蚣蝮嘴部的出水口是整個臺基地面的最低點，有利于臺基雨水排出。蚣蝮的“肚子”可用于臨時存水，有利于欄板底部的雨水迅速匯入進水口，避免了雨水在欄板位置的積存。蚣蝮突出臺基外的造型可以使得雨水向前、向遠方排出，有利于保護臺基。

圖8 須彌座各層的陽梗落槽安裝方法

3.3 臺階

紫禁城古建筑臺階一般由基石、御路石、垂帶、象眼石、土襯石、如意石等石質構件安裝組成，如圖9所示。其中，基石構成臺階的各層臺級；御路石位于臺階的正中部位，其表面多雕刻龍鳳紋飾，以示意皇家建筑的特殊性；垂帶為一塊長石料，表面平整，順著臺階的坡度安裝于臺階的端部，主要起保護基石側面防止其錯動作用；象眼石呈三角形，位于垂帶下方，主要用于封護基石側面；土襯石為象眼石底部的墊石，以保證象眼石底部平穩；如意石位于臺階最底層，其表面與地面齊平，主要起裝飾作用，以襯托宮殿建筑的威嚴。

圖9 紫禁城臺階構造

臺階安裝時，對于每層基石而言，其底部墊層應夯實，背部用石塊或磚塊墊穩，再灌注江米漿，以保證基石的穩固；基石上表面俗稱為“站腳”，站腳要有輕微的向下傾斜度以利于排水；上下層基石之間采用“磕絆”連接方法，以加強石材的連接整體性[26]。“磕絆”做法如圖10所示，即下層基石與上層基石的交接位置，下層基石做成直角凹槽形式，再將上層基石扣壓其上。該做法使得上下層基石之間互相擠緊，有利于避免基石之間的錯動。對于垂帶而言，由于其斜向置于象眼石之上，為保證安裝的穩固性，石塊上部被削成豎直以利于與階條石擠緊，下部做成略向下傾斜的平面(俗稱“垂帶巴掌”)，疊壓在燕窩石(底層基石)上表面預留的凹槽內，該凹槽俗稱“垂帶窩”，如圖10所示。對于御路石而言，由于其體積及質量均較大，且傾斜于地坪面安放，為穩固起見，一方面在御路石底部預留梯形凹槽，使其與基層牢固連接；另一方面在其背后砌墻，作為御路石的支撐；待御路石墊穩后，在其背部灌注江米漿[26]。

圖10 臺階構件安裝方法

對于體量很大的御路石而言，拼接處理是安裝的一個技巧。如對于太和殿三臺上的丹陛石而言，其長度為16.57m，現場勘察發現其并非一塊整料鋪墁而成，而是由3塊石料拼合組成，其中最大塊石料長度僅為丹陛石總長度的0.6倍，各石料間的接縫處理得很巧妙，隱藏在云龍紋中。分析認為，由于運到施工現場的石料尺寸小于太和殿三臺丹陛石的需求尺寸，因而古代工匠用3塊石料進行了拼接處理[27]。拼接時，如果直縫對接，必定會露出接縫，使得丹陛石造型缺乏整體性，視覺效果較差。而古代工匠采用云紋凸起的曲線作為拼合線，使得石料之間的接觸面高低起伏，凸凹交錯，即使是3塊石料拼合，也顯得嚴絲合縫，不走近看很難發現。這樣一來，既解決了原有石料尺寸不足問題，還能表現丹陛石恢弘大氣的整體視覺效果。只不過由于歷經時間長久，丹陛石各石塊間因變形而略有錯動，因而使得裂縫顯現出來(見圖11中虛線標記部分)。

圖11 隱藏在紋飾中的接縫

3.4 柱頂石

柱頂石位于臺基的地面之上，其主要作用是支撐立柱，并把立柱傳來的質量往下傳給磉礅。紫禁城中柱頂石表面通常有兩種做法：對于建筑體量較小的建筑而言，柱頂石表面正中做凹槽(見圖12虛線以下部分)，稱為“海眼”，其寬度和深度約為柱徑的0.2～0.3倍[28]，海眼的主要目的是用于初步固定立柱，對應的立柱底部做出管腳榫，插入海眼中；對于體量較大、建筑等級較高的宮殿建筑而言，柱頂石表面保持平整(見圖12虛線以上部分)，立柱平擺浮擱在柱頂石上。研究表明[29-30]：柱底平擺浮擱在柱頂石上，在地震作用下通過反復的搖擺運動來耗散地震能量，以減小或避免建筑本身的破壞。另紫禁城中有少量的游廊建筑，其建筑等級、建筑體量很小，柱頂石正中的凹槽貫穿整個柱頂石，立柱底部則做成套頂榫形式，穿透柱頂石而直接落在磉墩上[31]。磉礅層為紫禁城古建筑地基的中間部分，其主要作用是支撐柱頂石傳來的作用力，如圖13所示。磉墩是一個個獨立的立方體磚墩，平面尺寸為1～2m見方，厚度一般不少于1m。磉墩硬度大、承載力好，因而有利于承受柱頂石傳來的上部集中作用力，并將該作用力向下部的灰土地基擴散，符合土力學傳力原理[32-33]。

圖12 柱頂石照片

圖13 磉墩與柱頂石的關系

柱頂石安裝前，應確定好高度控制線。柱頂石安裝后，其外棱的位置一般與地坪標高相同，其凸出地面的部分稱為鼓鏡。鼓鏡上表面平整，用于支撐立柱(見圖13)。體量較大的柱頂石安裝在磉礅之上時，為保證柱頂石平穩，可用1層墊石在其底部墊牢，厚度不宜超過1cm，以利于在空隙中灌漿[34-35]。柱頂石底部所灌注的灰漿為油灰，其稠度宜較大，以利于迅速與柱頂石底面粘接。灌漿時，需用粗鐵絲或鐵繞子同時進行插搗，以利于灌漿飽滿。當插搗的另一側冒出水泡時，可認為柱頂石底部灌漿合格[36]。灌漿以后，可塞一些鐵片入灰縫內，以增加灰縫的抗壓能力。體量較小的柱頂石可直接安裝在油灰層上，然后用木夯夯實，夯實后灰漿的厚度亦控制在1cm左右。鼓鏡部分一般在臺基地面鋪好后再剔鑿成型，一方面保證鼓鏡頂面的平整效果，另一方面有利于柱頂石外棱與臺基地面齊平[9]。

4 修繕

在外力或自然因素作用下，紫禁城古建筑臺基會出現殘損問題，即不能滿足正常使用或正常受力需求[37]。對于殘損的石質構件，可采取修補、拉接、拆安、清洗等加固方法。

4.1 修補

根據石質構件的損傷程度不同，修補可包括補抹和補配2種方法。

1)當石質構件表面因風化等原因有輕微缺失時，可采用補抹方式加固，如圖14虛線標記所示。風化是紫禁城石質構件破壞的重要方式，主要表現形式為構件表面出現粉末狀，其物理原因主要為空氣中粉塵的積累，化學原因在于空氣中的二氧化碳、水與石材中的CaO，MgO等成分產生化學作用，生成Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2等物質，并堆積在石材表面[5]。對于承載石質構件如柱頂石而言，風化威脅到結構的局部穩定性[38]；對于非承載石質構件如欄板而言，風化會加劇構件的破壞[39]。對于輕微風化的石質構件，補抹的具體操作工藝為：將風化或局部缺損部分用鏨子剔鑿成易于補抹的形狀，清理干凈界面后，堆抹上具有粘接力和石料質感的材料，干硬后再用鏨子剔鑿出構件表面的形狀。其中，“補配藥”的配方為：白蠟∶黃蠟∶蕓香∶木炭∶石面(用與原石材相同材質石料磨成粉狀)=3∶1∶1∶30∶56(質量比)[9]。

圖14 構件表面補抹

2)當石質構件因風化或外力作用嚴重缺失時，可采用新料進行補配，且新舊料之間用鋼芯拉接，具體做法為[36]：①將原有構件表面風化部分剔除，露出完好部分，然后選配相同材質的石料進行加工，并預留大于需要尺寸2mm左右做成雛形；②對新舊料進行鑿孔，平面位置在兩個拼接面的中心，深度不宜小于各構件高度的1/2，然后插入不銹鋼芯，孔徑大于鋼芯直徑0.01m，以利于填充粘接材料；③對新、舊料進行粘接，接觸面位置要做成粗糙面并清除污塵，以利于粘接；傳統粘接材料一般為白蠟∶蕓香∶松香∶黑炭=2∶1∶1∶33(質量比)，將上述幾種材料按照重量比拌和在一起，稍稍加溫后融合成粘接劑，即可用于粘接新舊石材；另環氧樹脂摻入少量乙二胺(質量比100∶(6～8))或乙烯三胺及二甲苯(質量比100∶10∶10)亦可達到較好的粘接效果；④粘接好后再對新料進行打磨或補充雕刻構件上的紋飾。建福宮靜怡軒某柱頂石補配后的照片如圖15所示，其上部新石料部分為補配，所采用的不銹鋼芯直徑為0.02m，長度約為0.2m，粘接料為環氧樹脂與乙二胺的混合物，自2004年加固至今完好。

圖15 柱頂石補配

4.2 拉接

拉接加固用于石質構件之間的連接失效，或者單體石質構件的斷裂加固。紫禁城古建筑臺基石質構件之間通常采用榫卯、卡槽形式連接，而在外力作用下，這些構件之間的連接會產生松動或斷裂。1976年唐山大地震時，故宮英華門臺基的欄板、望柱連接斷裂的資料如圖16所示[40]。另單體石質構件在外力作用下也會產生斷裂。鐵件材料由于具有強度高、體積小、加工方便等優點，因而在古建筑維修加固中多被采用[41]。紫禁城古建筑石作工程中，常采用扒鋦子拉接加固石質構件。扒鋦子一般長約0.1～0.2m，厚約0.005～0.010m，兩端彎折成90°，彎折長度約為0.1m。扒鋦子連接加固石質構件的具體方法為[9]：在擬連接的兩個構件上分別鑿扒鋦窩，然后將扒鋦子塞入，并灌鹽鹵漿固定。鹽鹵漿的主要成分及配合比為[14]：鹽鹵∶水∶鐵面=1∶(5～6)∶2(體積比)。其中，鹽鹵的主要成分是氯化鎂(MgCl2)，并含有少量氧化鎂(MgO)，它們與鐵面、水可產生化學反應生成堿式氯化鎂(Mg(OH)Cl)，堿式氯化鎂具有較好的粘接力，且凝結后硬度較大[42]，因而有利于將扒鋦子固定在石質構件內，并使其發揮拉接作用。欄板上部(見圖17)、側面均產生局部斷裂，望柱的頭部與柱身產生斷裂，采用上述方法拉接加固后，效果良好。

圖16 望柱與欄板分離

圖17 鐵件拉接石質構件

4.3 拆安

當臺基的石質構件殘損嚴重且數量較多，或者構件之間連接出現較大范圍的松動、歪閃等問題時，通常采用拆安的方法進行修繕。所謂拆安，即拆開原有構件，經過添配后重新組裝的施工工藝[43]。如圖18a所示，紫禁城武英門修繕資料中，后檐東側臺階存在較大范圍的殘損問題，且無法用修補的方法來進行加固，具體表現為基石普遍存在相互錯動、局部下沉、縫隙明顯、雜草叢生、表面風化，個別階條石斷裂，垂帶石前部斷裂，象眼、垂帶、欄板間相對歪閃等[44]，使得臺階無法滿足正常使用需求。基于臺階的殘損現狀，工程技術人員采用拆安法進行維修，拆除了原有臺階，對原有構件進行編號，更換了斷裂基石，修補了局部殘損的構件，并按照臺階安裝工藝重新進行安裝，并將構件之間的接縫處用油灰(生石灰∶面粉∶桐油=1∶1∶1，體積比)[42]勾抹嚴實。拆安后的臺階跺如圖18b所示，該方法雖然過程較為復雜，但是有利于較大范圍石質構件的殘損問題。

圖18 拆安法修繕臺階

4.4 去污

石作技藝的重要內容還包括石質構件表面的污染物清洗。空氣中有浮塵及微生物，它們通過空氣沉降或流水淤積匯集到石質文物表面，有的會通過石材孔隙滲入其內部。其中，微生物會腐蝕石材，水中的污漬會形成水垢。另有人為活動(碰觸、踩踏)石質構件表面，使之受損或污染。上述問題不僅對石質構件造成程度不一的破壞，還會影響文物的外觀。以太和殿前臺基為例[45]：空氣中的二氧化硫通過雨水或積水流入臺基位置時，與石材產生化學反應，生成灰黑色的硫酸鈣狀污染物；空氣中的碳酸融于雨水中落到石質文物表面，會與其中的碳酸鈣鎂石發生化學反應，生成碳酸氫鈣，碳酸氫鈣結晶后會在文物表面形成結殼；太和殿瓦面接縫處部分殘留的石灰遇到雨水后，會形成碳酸鈣，碳酸鈣隨著雨水滴落在臺基表面，形成結殼狀污染物；另曾有游客不文明行為，造成臺基表面有污染痕跡。

石質構件清洗技術一般包括化學清洗、物理清洗和生物清洗等3種技術，其中化學清洗技術是指利用化學清洗劑對構件表面進行清洗；物理清洗技術是指用物理或機械的方法對構件表面清洗；生物清洗技術是指將微生物的懸濁液依托適當載體貼敷到構件表面，利用微生物的營養攝取特點與新陳代謝特質完成對構件表面污染物的清除工作[46]。故宮博物院文物保護及管理部門對石質文物的清洗有著嚴格的規定[47]：應遵循“修舊如舊”“可逆性”“不破壞文物”的原則，不能用高壓水清洗，以免文物表面受到沖擊性破壞；不能用腐蝕性化學藥品清洗，以免造成保護性破壞。故宮博物院在21世紀初期曾對物理清洗法進行了試驗，認為僅適用于輕微污染的文物，因而化學清洗法為故宮石質構件的主要清洗手段[48]。EDTA-2Na(乙二胺四乙酸二鈉鹽)試劑具有對構件表面污染物較強的清洗能力，且對石材物理力學性能影響小[49]。近期有研究人員采用該材料試劑對太和殿室外臺基須彌座進行清洗，將其噴涂在構件表面，為防止其揮發太快，采用濕紙和保鮮膜覆蓋(見圖19)，試驗顯示清洗效果較好。

圖19 須彌座表面清洗

5 結語

1)紫禁城古建筑臺基的石作工程，可包括石材的運輸、加工、安裝、修繕等。

2)石材的遠途運輸采用旱船或騾車方式，施工現場運輸采用人工抬運、點撬、擺滾子、絞磨抱桿等方式。

3)石材的現場加工，采用鑿、打、刷、刺、剁等方法，以獲得所需尺寸的石料。

4)臺基的望柱與欄板安裝，主要通過榫卯及卡槽方式進行；須彌座下部分層構件可制作成1塊整料，與上枋進行卡槽連接，亦可采用陽梗落槽方法進行安裝；臺階的上下層基石之間采用“磕絆”的連接方法，御路石可采取背部砌墻作為襯墊、錯縫安裝方法；柱頂石安裝時不僅需保證底部平穩，而且應控制其外棱與臺基地面齊平。

5)臺基石作的修繕加固，根據石質構件殘損情況的不同，可適當選用修補、拉接、拆安、去污等方法。