淺談傳統夯土材料的發展與保護利用

摘要：我國夯土材料應用歷史悠久，最早可追溯至新石器時代。從一開始的原土就地取材，再到石灰膠凝劑、砂石骨料等的添加，傳統夯土材料到明清時期發展成為成熟完備的材料加工體系。本文梳理我國傳統夯土材料及其工藝的歷史發展脈絡，闡述其在文物保護工程中的應用情況，以期推進夯土建筑遺產的研究與保護利用。

關鍵詞：夯土材料；歷史發展；保護利用

引言

土是人類使用最早、最多的傳統建筑材料。夯土一方面表示材料為土，另一方面則表示操作方式是夯，指通過外力作用將土逐層夯實的方法。夯土既是一種建筑材料，也是一種施工技術。夯土材料的組成包括土原料、膠凝劑、骨料及植物纖維等添加物，主要應用于房屋地基、墻壁、城墻、炮臺、墓葬等。

傳統夯土材料及其工藝是歷代先民長期實踐經驗的總結，是經過反復運用、不斷改進和創新而形成的適合當地環境的成熟技藝體系。但是，由于傳統技藝大多依靠匠人口授傳承，夯土材料配方和制作工藝如今面臨失傳的風險。因此，認識我國傳統夯土材料及其工藝的歷史發展過程，開展傳統夯土材料的科學化研究，還原材料配方，傳承技藝，可為夯土建筑的修繕提供依據，對我國傳統建筑保護具有重要意義。

一、歷史發展脈絡

在新石器時代，傳統夯土材料的發展體現了原始社會人們認識及改造自然的過程。新石器時代中晚期，夯土原料主要是原狀土，就地取材，土質未經甄別，此時的夯土工藝應用于房屋的地面與墻基。興隆洼文化的南臺子遺址是目前發現的最早夯土遺跡，地面采用原土夯筑，無添加物。而生土營建最早添加材料的遺跡出現在長江流域的皂市下層文化胡家屋場遺址[1]，其居住地面用黃黏土摻和少量的紅燒土、木炭屑夯實鋪墊，以達到防潮目的。新石器時代晚期，夯土工藝逐漸發展為城墻筑造領域的應用，催生了版筑工藝。西山仰韶文化城址（B.C.3300—B.C.2800）是目前發現最早的版筑夯土工藝應用實例[2]，其城墻用原土夯實，夯層間摻雜禾草植物莖葉。新石器時代晚期已出現人工燒制石灰[3]。仰韶文化晚期，豫西區域房屋建筑出現白灰膏抹面的做法，到龍山文化晚期已大量推廣應用?！爸袊钤绲某鞘小焙襄⒖h城頭山古城遺址（B.C.4000—B.C.2 800）[4]筑墻使用原狀土，填河卵石，層間鋪白灰，以堆筑拍夯工藝夯筑而成[5]。石灰材料的出現改善生土墻體的防潮性能，卵石的添加則證實原始社會已開始掌握骨料的使用[6]。

夏商周時期，城址規模迅速擴大，夯土版筑技術更趨成熟。鄭州商城遺址的夯土原料加入料姜石碎塊充當骨料，夯層間加入草筋，其部分夯土基礎，上層夯筑灰土，下層則夯筑素土[7]。西周時期的召陳遺址[8]，夯土中多夾雜料姜石，墻面抹細砂、黏土摻合物及白灰面，有三合土的使用跡象。

秦漢時期，秦長城遺址使用黃黏土摻雜少量碎石夯筑，秦直道采用黃黏土摻和石灰夯筑而成[9]。三國兩晉時期，十六國時期北燕國用三合土材料筑造墓葬[10]。大夏國都城統萬城是由三合土夯筑而成的[11]，其采用的“蒸土筑城”即將原料進行暴曬，去其堿性或利用熱水拌和原料，使其土質勻潤，說明夯土原料已經從自然選擇轉變為人工處理[4]。隋唐時期，夯土墻從承重結構向非承重結構轉變，夯土工藝與木結構聯合應用，生土與磚石相結合的筑造方式出現[6]。夯土工藝主要應用于城墻的筑造，代表遺址有隋代的崇正鎮古城、唐代的長安城遺址、交河故城。宋元時期，江蘇、浙江、上海、福建、廣東等沿海地區采用三合土構筑墓葬，增強了墓葬的密封和防盜性能。三合土筑墓的方式至明代已廣泛使用，一直延續至清代和民國時期，在普通官僚士大夫階層中尤為流行[12]。

明清時期夯土工藝日臻成熟，已經具有完備的相土、取土、原料加工使用等一系列過程，并發展成兩種不同的筑造方式——版筑（俗稱“板打墻”）和椽筑（俗稱“椽打墻”）。夯筑灰土技術在明代推廣，清代完善。原狀土經研碎發酵有較好的和易性，添加物種類多，主要有石灰、河沙、植物莖條、枝干、陶粉、碎瓷片、碎石塊、糯米、蛋清、紅糖、動物血、桐油、植物藤汁等。明清時期的墓葬、炮臺、土樓等多采用三合土夯筑而成。清代晚期，西方建筑材料傳入中國，水泥開始成為主要的膠凝材料，出現磚石混凝土結構、鋼筋混凝土框架結構等建筑形式[13]，傳統夯土工藝逐漸衰落?，F代夯土營建工藝優化土、砂、石級配，借鑒傳統夯土工藝，加入熟石灰、麻刀等添加劑，也會適度引入水泥等新型膠凝劑。夯筑工具轉變為現代氣動（電動）夯錘，并采用現代模板，機械化施工，整體提升了夯土工程的營建效率與質量。

二、保護利用

如何利用好傳統夯土材料，并應用于文物保護修繕工程，這是夯土建筑遺址保護無法繞開的難題。

第一，重視基礎研究，分析傳統夯土材料配方和工藝特點。傳統夯土材料是就地取材、因地制宜的產物，但不同歷史時期、不同地域分布的夯土材料會存在差異性，決定單一的夯土配方無法適應所有夯土建筑的保護修繕工程。因此，亟須推進傳統夯土材料的研究與利用，建立數據庫，為文物保護工程應用提供參考。

傳統夯土材料科學化研究是工程應用的學術基礎，研究內容包括夯土的原料組成、配方用量、物理力學性能、科學機理等方面。近十幾年來，先后有浙江大學、江蘇大學、西北大學、福州大學、中國文化遺產研究院、浙江省文物考古研究所、南京博物院文物保護科學技術研究所等科研單位運用現代檢測分析技術，對福建的閩江口海防炮臺[14]、浙江海防炮臺[15]、鄭州商城遺址[16]、天津的大沽炮臺海字炮臺和威字炮臺[17]、廣東虎門炮臺[18]等夯土材料的配方組成進行分析，這些科學研究成果為夯土建筑遺址的保護修繕提供了數據支撐。

第二，學術研究與工程應用相結合，篩選并優化夯土配方。在傳統材料科學分析的基礎上，模擬傳統夯筑工藝制備夯土材料，并與原夯土比對性能，選擇最優材料，應用于文物建筑修繕工程。焦山古炮臺[19]、江陰黃山小石灣炮臺[20]通過夯土配方篩選研究，挑選出各項指標最接近炮臺原夯土性能的配方材料，并應用于炮臺的實際修復工程。安吉古城遺址八畝墩保護工程是夯土材料基礎研究與應用工程緊密結合的優秀案例，八畝墩由山頂主墓、四周山腰陪葬墓和陵園外側隍壕三部分組成，是龍山越國貴族墓群中已發掘規模最大、等級最高的一座貴族墓園。為推動安吉古城考古遺址公園的建設、展示八畝墩的風貌，當地正進行保護工程建設，為盡量保持八畝墩文物原貌，減小工程及所用材料對文物本體面貌所造成的影響，保護工程采用夯土作為主要的加固材料。對于選用什么樣的夯土配比，項目方先對遺址原夯土進行檢測分析，再設計并制作多種配方的夯土模擬樣塊，通過添加不同比例的石灰、桐油等來研究夯土強度的變化，以確定合適的修補夯土配方，修復所用的土須盡量與本體土的性質接近?？紤]到工程的可逆性及耐久性，現場施工前須先進行現場實驗。通過多組實驗反復論證，最后確定適合中心主墓和外圍護坡不同部位夯土配比方案。主墓采用三七灰土回填后，用11 %的石灰和3 %的桐油夯筑了二三十厘米厚的夯土。為使山體四周平整并確保其結構穩固，在山體四周夯筑夯土，夯筑方法為由下至上逐層夯筑，夯土內部加木框架結構以增強夯土結構的穩定性。同時，考慮到山體結構與夯土層之間力學性能所存在的差異，采用自山體由內而外的多次分層夯筑方法。不同深度的夯土層所摻雜的石灰含量不同，以此使夯土層逐漸與山體相融合，當夯土中的石灰遇到雨水會逐漸硬化，起到防水的作用。八畝墩保護工程在傳統材料科學化研究的基礎上，優化篩選夯土配方，嚴格進行現場實驗，通過實驗結果指導施工，符合文物保護工程的要求，保護效果很好地展示了遺址本體原貌。

第三，建立保護修繕規范標準化。目前，部分文物保護工程缺乏指導性標準，實際工程實施面臨諸多問題，修繕現狀與文物原貌差異較大。傳統夯土材料的基礎研究可為保護工程應用提供參考，推動文物行政部門保護修繕規范標準化的建設。根據基礎研究，聯系實際，綜合考慮現實修繕過程中的材料、工藝、經濟成本、效益等問題，制定標準，推廣應用。

結語

夯土建筑是我國傳統建筑的典型代表，傳統夯土材料、夯土工藝、建筑形制、價值評估等是夯土建筑研究體系的重要構成部分。傳統建筑材料居于基礎位置，若傳統材料不可復得，建立其上的營造邏輯的原真性將受到質疑。因此，傳統夯土材料研究與利用對我國的傳統建筑保護具有重要的現實意義。

目前，傳統夯土材料的應用研究仍有許多問題亟待深入探討，如傳統夯土材料的成分作用及固化機理、配比和制作工藝對復合體性能的影響、不同歷史地域夯土材料的差異、應用歷史和原因分析、傳統材料對當下建筑遺產保護的適應性研究、夯土建筑體系的歷史文化價值等。傳統夯土材料研究體系的構建將深化文物保護工程應用，促進我國傳統建筑文化與技藝的傳承，推動文化遺產的保護利用。

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作者簡介：

林莉瓊（1991—），女，漢族，廣東汕頭人。文博館員，研究方向：傳統建筑材料研究與文物保護。