古城墙的修缮与加固措施综述

古城墙的修缮与加固措施综述

作者：李金娜左岩岩路丽芳

来源：《神州·下旬刊》2013年第05期

摘要：古城墙是中国古代的历史文化遗产。现在大部分的古城墙损坏严重，甚至已经倒塌，对古城墙的保护工作具有非常重要的意义。本文通过分析引起古城墙损伤的原因，借鉴已有的古城墙修缮加固的方法，对古城墙各类损伤的修缮加固的方法进行了总结。

关键词：古城墙修缮加固研究

在我国，对古建筑的保护工作主要放在提高古建筑的抗震能力上。但古建筑的种类繁多、特点各异，故保护措施各有不同。抗震能力不足的，应采取加固措施；对那些具有一定抗震能力但损伤较重的，应采取维修措施。采用科学的维修加固措施，使之免遭破坏，对古建筑具有十分重要的意义。这里将介绍一些具有针对性的维修加固措施。

（一）城墙损伤原因分析

古城墙历史悠久，引起其损伤的原因很多，但其损伤主要是由于城墙自身抗损伤能力的减退以及外界环境作用引起的。

1.城墙砖石老化，抗风化能力降低引起的损坏

城墙砌体老化衰退、内墙墙砖堆砌，是城墙抵抗自然风化能力降低的主要原因之一。城砖是粘土烧结而成，抗风化、抗剪、抗拉强度均不高。且内墙是夯土夯筑而成，外墙主要由城砖摆砌而成，内外墙体材料结合不好也是造成城墙倾斜鼓闪、倒塌的主要原因。再加上古城墙历经多年的风吹雨打、霜雪侵蚀，其损伤也是必然的。

2.防水、散水不到位引起的损坏

城墙顶一般存在严重开裂、倒塌，深沟凹地等病害。雨水汇集在凹地渗入夯土芯墙，夯土吸水后比重增大、凝聚力和摩擦角减小使其变形加大，对城墙的挤压力增大，外墙砌体产生膨胀、扭曲和断裂等损伤。雨水下渗造成墙体膨胀、下沉、开裂的直接原因，且冬季墙体的冻胀和冻融循环也会加速城墙的损伤。

3.地基的原因

城墙地基土经长期压缩排水固结已趋于稳定。然而，土体两侧的砖石砌体（挡土墙）大都是后期补建的，其墙体基础埋置不深且大部分地段基础持力层为人工填土，人工填土结构松

散，组成物质杂乱，力学强度低，均匀性差，这类土在荷载作用下必然会发生大的压缩变形和不均匀沉陷。地基失稳是使城墙变形和开裂的重要原因。

（二）城墙维修加固的方法

按照《中华人民共和国文物保护法》的规定，在进行修缮过程中，要遵循“修旧如旧”，以维护城墙的原生性，保持城墙的古朴风貌。在修缮过程中坚持以传统建筑材料和技术为主的同时，可以适当地融合现代先进的建筑材料和技术手段，从而既能“修旧如旧”，又能达到加固城墙的目的。

1.城墙的防水、排水系统的处理方法

（1）灰土防水层

灰土防水层是一种采用原材料、原工艺的防水层处理方式，更能在维修中保存城墙原有的文物价值。当城墙下部墙基及大部份墙面保存较好时，适于使用该方法处理顶部的防水问题。其做法是：首先对城墙顶面进行清理（除去顶面有害植物，剔除生长在砖隙中的树根，清理松动城砖），在顶面层用城砖和石灰砂浆补砌檐口，其余地段用城砖及混合砂浆补砌；然后按城墙的走势及原有的形制修复城墙到合适的高度。用残碎砖拌合灰土夯实，作为防水层的基层，确定排水坡度，防水层上用城砖、防水砂浆从两侧边缘铺砌，顶面面砖可以用城砖、黄泥石灰浆铺砌。

（2）刚性防水层

刚性防水层一般是针对顶面防水层损坏严重的砖砌城墙墙体采用的处理方式。具体做法是：首先是清理顶面层，清理城墙内外两侧的松动墙体至稳定层，用城砖和混合砂浆补砌；然后在顶面用灰土或三合土夯实打平，呈中间高两侧低的弧状，在打平层上一般用半块城砖或碎砖平铺一层，作为防水层的垫层，上面浇筑钢筋混凝土防水层。沿内外两侧和每隔一定宽度各设置一道圈梁，并确定排水坡度；最后，在防水层上用城砖、水泥砂浆铺砌一皮，砖缝用黄土灌实，沿两侧设置排水明沟各一道，每隔60米设置一个排水石槽。

2.墙体表面损伤的处理方法

城墙表面的损伤主要包括墙砖酥碱、风化，墙体外皮有风蚀坑，墙砖之间呈悬砖或外皮局部凸起膨胀、脱落等。针对城墙本体表面的损伤，可以采用砖皮挖补法、填补法、砖缝胶结恢復，重做网状配筋砌体表层等方法进行处理。

3.墙体裂缝的处理方法

墙体裂缝小于5mm时宜采用压力灌浆的方法，灌浆材料可采用C425水泥、粒径小于1.2mm的细砂和107胶，配合比分别是水泥：水：沙：107胶为1.0：0.6：1.0：0.2和1.0：0.6：1.0：0.2。对宽度较大的裂缝，可采用销栓加固法。销栓加固法是使用钢制螺栓穿透被加固截面，利用拧紧螺栓所提供的压力限制裂缝的开展。

4.城墙墙体加固方法

对主体基本完好、尚未较大损伤的墙体主要以加固维修为主，常采用的方法主要有：压力灌浆法、加设钢筋混凝土承重梁法来加固城墙基础和内墙。

5.城墙基础的处理方法

锚固技术是通过把受拉杆件埋入地层中来提高强度和稳定性的措施；它是通过采用特殊的手段使钢材、钢丝、钢绞线长期处于高应力状态下的受拉结构，从而增强被加固结构的强度，提高结构的稳定性。因此该技术具有先进性、经济性、可靠性等诸多优点，在水利水电工程建设中广泛应用，它不仅用于大坝坝基加固，也常用于地下工程加固工程。

锚固技术也可以应用于城墙基础加固。其方法就是把锚杆这种拉力杆件埋入城墙剪切面以下，以增强剪切面上的摩阻力来抵抗城墙侧移，提高城墙稳定性。其作用过程如下：外锚头位于锚杆的外端，通过它最终实现对锚杆施加预应力，并将锚固力传递给城墙基础；自由段连接锚头和锚固体，利用其弹性变形的特性在锚固过程中对锚杆施加预应力；锚固体位于锚杆的根部，把拉力从杆体传递给地基。

参考文献：

[1]付晓渝中国古城墙保护探索北京林业大学博士论文2007年5月

[2]熊国军胡国祥荆州古城墙损伤与保护广西城镇建设2007年1月

[3]戴熙高边坡稳定性分析及其加固措施的研究内蒙古科技大学硕士论文2007年6月

[4]刘智锚固技术与高边坡病害整治过程研究辽宁工程技术大学硕士论文2004年5月

[5]柯吉鹏古建筑的抗震性能与加固方法研究北京工业大学硕士论文2004年6月