摘要：桃渚城城墙整个修缮工程包含城墙、城门、排水、道路相关环境等方面，本文仅针对城墙墙体修缮加固分析探究，从砌筑工艺、安全评估、致损原因、修缮措施等多方面系统归纳分析，并以文物保护原则为指导总结修缮加固措施。
关键词：城墙；修缮；加固
桃渚城位于浙江省临海市桃渚镇城里村，地处桃渚镇境西部。北与三门县接壤，南抵桃渚国家地质公园，西与武坑风景区相临，东望元代曾是海湾的桃江十三渚。桃渚城作为明代东南沿海为抗倭而建置的42个卫所中至今仅存的所城，体现了高度的独特性、典型性和丰富性，具有极高的历史、艺术、科学、文化和社会价值。2001年6月25日，国务院公布桃渚城为全国重点文物保护单位。
一、平面布局及砌筑工艺
桃渚城城墙为不规则方形，周长1366米，大部分以块石砌筑，现存高度约4米，平均宽度约5米。城墙山下部分采用夯土块石包边，山上部分采用岩石块石包边或依附于陡峻崖壁。
山下城墙由墙身、捍墙等构成。墙身外侧面自下向上斜收，收分约为10%，内侧面较直。块石包边采用不规则块石叠砌，城墙山下段包边石250mm-500 mm宽。内侧包边石（内衬石）共厚700 mm-800 mm。包边块石表面凹凸不平，自然形成相互咬合的拉结作用。墙体中间为内夯土，采用熟土、卵石、沙砾等混合材料。墙垛上原有城砖长一尺五寸，阔八寸，厚二寸五分，现存无。城墙上铺卵石地面。东面及北面沿城墙边条石台阶300 mm-400mm宽，90 mm -150 mm高。城门洞和城墙阳角处为粗糙加工过的板材叠砌。瓮城内城门拱券等处使用规则石材垒砌，其余部分均为干垒。城墙内侧约为2米宽的捍墙，高800 mm-1900mm，外包边石为200 mm -400 mm厚块石，内衬石100mm-300 mm宽，中间为内夯土。
二、城墙墙体残损勘察
城墙整体格局保存较完整。整体覆盖了大量的植物，植物的根系侵入，使城墙表面产生大量缝隙，加速城墙垮塌。城墙墙顶排水不畅，雨水渗入，夯土侧面土质疏松、软化，导致墙体鼓凸、坍塌。墙顶地面局部下沉，包边石外倾拉脱，城墙后砌软墙倾斜。城墙部分坍塌，墙面块石局部缺失、鼓凸严重。捍墙坍塌严重，夯土外露，块石滑落。已严重影响到文物本体的安全和风貌的保存，若不及时采取修缮措施将会造成无法挽回的损失。
因具体做法不同，城墙安全性分三种类型进行分析评估：第一类山下段（平地）的内夯土+块石包边，第二类山上段（山地）的岩体+块石包边，第三类后期重砌的填土+块石挡墙。
1、第一类内夯土+块石包边：城墙年代久远，内夯土保存状况各不相同。从城墙顶部局部开挖处看，部分城墙内夯土土质较硬，保存较好。有以下几种情况：
（1）保存完好的内夯土自身是稳定的。
（2）内夯土表面较松散时，包边块石可承担少量的土压力。
（3）包边块石无侧向土压力且无弯曲（即鼓凸）时自身可保持稳定。
（4）包边块石局部弯曲（即鼓凸）时稳定性较差。
（5）包边块石的局部弯曲（即鼓凸）会持续发展。
2、第二类山地的岩体+块石包边：城墙内侧基岩岩性根据周边地质情况，应为流纹质碎斑熔岩，为岩浆岩。包边块石的内侧主要为基岩，仅顶部局部为风化土、夯土或后期填土。
（1）基岩外露部分岩质坚硬、风化程度较轻，且地面处未发现明显裂隙，整体安全性较好，不存在整体或局部滑坡的危险，但局部可能有表面崩落现象。
（2）山上段的城墙，主要是包边块石自身的稳定问题，包括鼓凸及墙脚土体流失等。鼓凸严重处，现已有局部坍塌或有即将坍塌的危险。
3、第三类填土+块石挡墙：此类城墙为村民后期修缮，未采用传统做法，内为松散填土外为干垒块石（或少量坐浆），填土未夯实到位、块石墙厚度不足、后填土与保留夯土间未作界面处理、墙址埋深不足、无隔水排水防水土流失措施等，存在着较大的安全隐患，局部已出现较大的外倾鼓凸和地面凹陷，暴雨和雨季时，大量雨水的下渗和冲刷或长期吸水饱和，极易导致城墙局部坍塌。
三、城墙主要病害及致损原因分析
病害损伤因素包括自身因素、自然因素和人为因素。自身安全性不足，长期受外界影响、劣化累积导致的。
1、自身因素
（1）包边块石仅起表面防护作用，基本不起挡土作用。
（2）包边块石厚度薄、结构松散，稳定性较差，易出现鼓凸外闪等变形。
（3）内夯土易受雨水、根系等影响而劣化。
2、自然因素
城墙暴露于自然环境下，长年遭受风雨冲刷、台风、暴晒、冰冻的影响，加之所处地域温差变化较大、墙体旁及其上植物生长等原因，致使墙体产生不同程度的残损，而这其中又以雨水和植物破坏两类因素最为明显。
3、人为因素
人为因素现状勘察主要可分为六种类型:第一类是原城墙墙体部分遭到拆除。第二类是以墙面为基础，其上后搭建构筑物，对墙体及其下基础的安全造成较大影响。第三类是墙体表面后加灰浆抹面。第四类是墙体修缮不当，未按传统构造和工艺进行修复，存在着较大的安全隐患。第五类是墙体下部排水沟渠淤积，缺乏定期疏通清理，致使排水不畅。第六类是墙体或城墙边积水浸泡，基底土易被掏空等破坏，同时侧向缺少嵌固，容易导致墙脚侧移。
四、城墙修缮内容及措施
城墙修缮内容主要包括如下四个方面：
（1）对于城墙需现状整修的部分应原貌保护，保存其外观形式和构造形式。城墙散水以内的植物，除已形成共生关系的大型树木予以保留外，清除其余植物，避免根系生长和苔藓滋生对城墙的破坏。对于3米以内对城墙有影响的乔木进行迁移。对植被清理后墙顶石块松动的地方进行局部拆砌。
（2）对于现状墙体坍塌引起残缺的区域，对其行补砌，补砌部分是在保证原墙体一般形态尺寸、顶部断面厚度以及下部结构稳定的基础上进行，补砌所用块石规格尺寸参照周边墙体，并依高度有所差别、补砌后墙体高度参照其旁现存完好的墙体高度。
（3）对于局部的空洞、较大空隙、块石破碎等残损状况进行局部修整。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中局部空洞包括原有块石脱落形成的空洞、植物根系清除后形成的空洞；其中较大空隙包括块石间错位或拉脱形成的空隙、小块石脱落或流失形成的空隙、根系胀裂及根系清除后形成的空隙。
（4）对于城墙外墙面鼓凸的主要分为三类：第一类对于不影响安全的墙面鼓凸基本保持现状，定期监测。第二类对于鼓凸较严重但包边石结构整体较好较完整，或鼓凸较大但包边石整体性较差，或成片连续鼓凸的墙面进行灌浆加固，局部再结合锚杆加固。第三类对于因人为及自然原因导致墙面出现大面积鼓胀变形或鼓凸尺寸较大，极易引起坍塌的，采用局部或全部拆砌的方式。对于后期不合理修缮并外鼓严重的的墙体，采用局部拆砌。对于松散严重的夯土，采用分层压力注浆加固或自重压力灌浆加固。
根据城墙墙体残损情况，具体措施可以分为四类：墙体修整，墙体补砌、墙体拆砌、墙体加固。
1、墙体修整：
墙体较小空洞处，用块石塞紧，外侧用小片石楔紧。墙面局部破碎的块石如已松动可拆卸，则按局部空洞处理，否则保持不变。墙面较大空洞处，对里侧的内衬石灌浆加固，外侧采用小片石楔紧处理。
2、墙体补砌：
对部分坍塌的墙体按原有做法进行补砌。补砌墙体时适当拆除和清除坍塌区域边界稍大的松动墙体及浮土，内侧夯土补夯后，其包边块石应按相邻保存较好墙体所处相同高度的块石规格进行补配，其材质、块体大小应与周围墙体相同。
3、墙体拆砌：
（1）拆砌要求：对露明的块石需统一编号、整体拍照后，逐一拆卸并码放。对内衬石，拆卸时需拍照留档并量取其总厚度、记录其大小级配情况，统一堆放。对内侧的夯土，拆卸时需拍照留档，查明其组成及构造，并对完好夯土层取标准土样，分析其成份和配比，检测其各物理、力学性能。对于内侧保留的夯土，在保证包边块石总厚度要求的前提下，尽量少清除、少扰动，但需做好应急措施，防止内侧夯土的坍落。局部拆砌高度大于3米或上部剩余高度小于1.0米时，需拆砌至墙顶（即为中上部的局部拆砌），否则均仅为中下部的局部拆砌。
A、中下部局部拆砌要求：拆砌范围较大，或拆砌上方的墙体保存较差，则拆砌前需先对周边尤其是上方保留的包边块石进行加固处理，具体采用墙面多点分散式灌浆加固，其中紧挨拆砌范围的上方，需连续灌浆加固。拆砌前需对上方保留的包边块石进行临时支撑处理。应控制包边块石拆砌范围，拆砌范围的顶部宜形成拱形以便上方包边块石自承重。拆砌时，对内侧保留的夯土，土质疏松保存较差的或后期回填的，在确保上方不坍落的前提下，予以清除，否则保留并予以局部压力注浆加固。
B、中上部局部拆砌要求：拆砌至墙顶。拆砌时，对内侧保留的夯土，土质疏松保存较差的或后期回填的，均需清除，且清除完后的夯土保留面，如坡度在0.4~5.5之间时需凿成台阶状且每个台阶的水平段不得小于1000mm。下方保留的墙身保存较差处，则需对其进行加固处理。对包边块石进行墙多点分散式灌浆，对内夯土采用分层压力注浆。上述加固完成后，尚需对保留夯土层的顶面进行夯实处理。
（2）包边块石重砌要求：
A、局部重砌要求：整体采用干垒，局部零星用浆，外不露浆。重砌时，露明块石按编号、原位置归位，缺失的按相同规格的块石补齐，破碎的按相同规格更换。露明块石与保留夯土（或填料）间，采用内衬石砌实。重砌的包边块石需与内侧保留夯土面间咬合并拉结（可增设丁石拉结），与四周保留包边块石间需咬合并砌实。
B、整体重砌要求：采用内夯土+外块石包边做法。重砌需从原有基底或经加固处理后的保留墙身砌起。包边块石整体采用块石干垒，大小组合，垫实、楔紧。露明块石需按编号，原位置归位，缺失的按相同规格的块石补齐。包边块石的总厚度，不得小于其下露明块石与内衬石的总和。包边块石需嵌入夯土内以增强包边块石与夯土间的连接。
（3）夯土重夯要求：按原构造、原材料配比及原有工艺进行夯土。如为局部补夯，则新旧夯土间需咬合（交界面成凹凸状及嵌块石），并补夯段厚度和长度均不得小于1米。如补夯段厚度小于1米，直接采用内衬石加厚填实处理。夯土材料及施工工艺按现场查明的夯土组成和构造，及标准土样检测分析所得的材料配比，进行现场试夯，对试夯段进行各物理、力学性能的检测，调整并确定合理的施工工艺，编制施工组织方案和夯土质量控制标准。要求新夯土的密实度、承载力、隔水性均不低于原有夯土。
4、墙体加固：
（1）加固措施
A、墙面多点分散式灌浆加固：主要用于包边块石的加强处理。用于填充内凹、空鼓、空洞、松散处，使竖向荷载能有效传递。用于鼓凸、转折严重处，使包边块石里外块石间增强拉结，达到局部加强，同时提高整体性。因包边石与内衬石间仅为零星、分布式灌浆加固处理，不会隔断墙体排水，当大面积灌浆时，需在墙中及墙底预留排水孔。
B、夯土（或填料）分层压力注浆加固：用于松散严重的夯土或后期的填料。采用渗入型注浆，即采用一定的压力，使浆液渗入夯土或填料中的孔隙或裂缝中，使其与土体固结为一整体，以达到加强土体强度，增大内摩擦角，减少土压力，从而达到加固城墙的目的。浆液：如为后期填料，则采用水泥浆或水泥砂浆，否则均采为水硬性石灰+粘土+水拌合（即泥浆）。注浆压力：位于靠外侧包边块石处时，应低压力、小范围、分散式注浆，需控制注浆压力，避免浆液从侧面外溢，同时也需注意压力注浆时的侧挤对城墙的破坏；位于里侧时，可适当提高压力，减少注浆孔数。钻孔孔径为80~100mm，采用小型钻机成孔，需控制钻机振动对城墙的影响。注浆深度为伸过完好夯土面0.5米的深度。注浆孔间距按实际情况布置，但不得小于1.2米。边提管边注浆，每个注浆段为0.4米，直至顶部以下0.5米处。正式施工前，应选取有代表性的夯土或填料层进行试验性施工，以确定有关施工参数、编制施工组织方案。
C、夯土自重压力灌浆加固：用于松散的夯土，主要是浅层土的加固处理。地面分散设置浅的灌浆孔，利用自重压力（可适当抬高灌浆桶以形成压力），浆液从灌浆孔底部慢慢扩散渗入到夯土的缝隙中，并将水折出排掉，骨料留下，从而使骨料逐步填满空隙。浆液采用水硬性石灰+粘土+水拌合（即泥浆），要求具有高流动性，灌浆速率缓慢。灌浆时，底部的包边块石需临时堵孔，事后清理。需控制灌浆孔深度及灌浆压力，避免地面溢浆。
D、锚杆加固：分岩石锚杆和土层锚杆，岩石锚杆用于东北侧依山而建的城墙，要求内侧岩体稳定。土层锚杆用于平地处的城墙，要求内侧夯土完好且稳定。锚杆梅花型布置，间距按实际情况设置。锚杆直径为25mm，入岩1.5米，入夯土2米。岩石锚杆，钻孔直径为75mm，清孔并灌C30细石砼锚固。土层锚杆采用中空自进式锚杆，钻进完成后注水泥砂浆并端部设扩大头锚固。钻孔部位宜选块石缝隙，需先对钻孔周边的包边块石采取多点分散式灌浆加固，再拆卸钻孔处的块石及内侧的内衬石，如拆卸困难，可局部切割破除。锚杆安装后，钻孔部位采用原块石座浆砌实，并对周边的块石空隙采用灰浆塞实。锚杆外端设垫板固定，为不锈钢、亚光处理。正式施工前，应选取有代表性的墙面进行试验性施工，以确定有关施工参数、编制施工组织方案。
E、墙前护坡：用于墙址外露、墙前土流失、墙前土淤化等情况。表面虚土、淤化土需清除，如为坡地，清理出台阶状。平地处素土回填夯实，少量放坡处理，其高度同周边地面；坡地处，底部浆砌块石铺实、找坡，厚度需大于400mm，宽度需大于1000mm，其上再夯土覆盖，坡地护坡填埋高度不小于200mm。
F、基底注浆:主要用于基底土流失或淤化等情况。基底土流失处理：注水泥浆或水泥砂浆，如孔洞较大，填塞块石后再注浆。基底土淤化处理：如范围较小、较分散，清淤后注浆处理；如范围较大，先填塞块石再清淤和注浆，且需分段跳隔实施。
论文作者:谢欢欢,叶菁菁
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/16
标签：夯土论文; 城墙论文; 墙体论文; 局部论文; 压力论文; 注浆论文; 内衬论文; 《防护工程》2019年10期论文;