張翔

摘要：嘉峪關(guān)關(guān)城出現(xiàn)墻體裂縫對(duì)嘉峪關(guān)關(guān)城整體的保護(hù)已經(jīng)造成了相當(dāng)大的影響。如何科學(xué)的監(jiān)測(cè)和保護(hù)關(guān)城已經(jīng)提上工作日程。本文就墻體裂縫病害入手，通過(guò)觀察、討論、分析得到造成這種病害的可能原因，并基于分析提出監(jiān)測(cè)工作中應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)和以后工作中的設(shè)想，為今后更好的開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作拓展思路。

關(guān)鍵詞：墻體裂縫、土遺址保護(hù)、病害分析、文物監(jiān)測(cè)

一、嘉峪關(guān)簡(jiǎn)介

嘉峪關(guān)地處河西走廊中段，嘉峪關(guān)市西5公里的嘉峪塬上，南接祁連山，北靠黑山。嘉峪關(guān)所在區(qū)域?yàn)闇貛Т箨懶曰哪畾夂?，夏季日照時(shí)間長(zhǎng)且陽(yáng)光強(qiáng)烈，冬季寒冷干燥，降水稀少蒸發(fā)快，晝夜溫差大，常年盛行西北風(fēng)。

嘉峪關(guān)關(guān)城坐東向西，形狀略呈長(zhǎng)方形，周長(zhǎng)為1107米，有內(nèi)城、羅城、甕城、外城、城壕、墩臺(tái)、以及硬山頂式、歇山頂式、懸山頂式木構(gòu)建筑組成。內(nèi)城墻體多為黃土分段分層夯筑而成；外城城墻則使用黃土夯筑；羅城以及三座城臺(tái)使用花崗巖石條做基，墻體內(nèi)部為黃土夯筑，外部則使用青磚壘砌而成。

二、墻體裂縫

2.1病害分布

土遺址墻體裂縫此種病害主要出現(xiàn)在內(nèi)城西墻內(nèi)側(cè)，羅城城墻，以及外城墻上。墻體的裂縫多垂直于地面向上延伸，少數(shù)裂隙與地面成45?向上發(fā)育，長(zhǎng)度從十幾公分到一兩米都有，寬度大多為1到2cm，羅城墻體頂部外側(cè)最寬處裂縫可達(dá)5cm，外城墻甚至出現(xiàn)貫穿性裂縫。病害分布廣，成因多樣，對(duì)建筑物本體的危害大，是關(guān)城的常見(jiàn)病害。

2.2形成原因

2.2.1建筑材料本身的性質(zhì)

關(guān)城外墻墻體采用的是黃土和石灰的配合土，石灰在拌合的過(guò)程中能夠吸收土壤中的一部分水，但是配合后的土中還是含有少量水。黃土是熱的不良導(dǎo)體，再經(jīng)過(guò)夏季太陽(yáng)高溫照射，很容易形成內(nèi)外溫度不均的情況，隨著水分的逐漸流失，黃土顆粒間隙逐步增加，裂隙緩慢形成。黃土和石灰拌合時(shí)，石灰與黃土中的水作用會(huì)產(chǎn)生大量熱量，黃土無(wú)法很好地散熱，內(nèi)外冷熱不均，也會(huì)形成裂隙。此原因產(chǎn)生的裂縫大多集中在外城墻上，并且垂直于地面，大多出現(xiàn)在夯段的接縫處，由于施工工藝所限，目前還無(wú)法避免此種裂縫的產(chǎn)生。

2.2.2排水不暢

關(guān)城城臺(tái)頂部排水不暢，雨水在富集后集中滲入墻體內(nèi)部，致使墻體內(nèi)部夯土潮濕，遇水膨脹，加之外層磚體酥堿，受到外力作用變形產(chǎn)生裂縫。冬季積雪清掃后在墻角堆積，晝間冰雪融化滲入磚縫墻體，夜間溫度降低重新結(jié)冰，通過(guò)凍脹作用長(zhǎng)時(shí)間影響后，墻體受力變形產(chǎn)生裂縫。

2.2.3地震作用

嘉峪關(guān)所在地區(qū)為嘉峪關(guān)斷層邊緣，地質(zhì)結(jié)構(gòu)為地震多發(fā)區(qū)域，歷史上也發(fā)生過(guò)多次的地震，在橫波縱波瑞利波的綜合作用下，城墻墻體整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到破壞，裂隙多產(chǎn)生于結(jié)構(gòu)較薄弱處。

此裂隙的下半部分為常見(jiàn)的干縮性裂縫。上半段為“S”型裂縫，疑似在經(jīng)過(guò)地震波綜合作用后，出現(xiàn)了特殊的裂隙形態(tài)。

2.2.4不均勻沉降

由于北箭樓的不均勻沉降，墻體整體受力不均，墻基下沉，導(dǎo)致墻體出現(xiàn)裂縫垛墻和女墻向外傾斜。

三、結(jié)合監(jiān)測(cè)工作的一點(diǎn)想法

墻體開(kāi)裂是嘉峪關(guān)關(guān)城的典型病害，墻體裂縫的發(fā)生原因多種多樣，大多為嘉峪關(guān)本地地質(zhì)、水文、氣象等綜合因素影響，自然因素成為其主要成因。就病害簡(jiǎn)單談?wù)勗诒O(jiān)測(cè)工作中的所思所想。

墻體裂縫是西北地區(qū)土建筑的典型病害，尤其是在嘉峪關(guān)關(guān)城，呈現(xiàn)散狀分布特點(diǎn)。裂縫產(chǎn)生原因多種多樣，針對(duì)不同墻體裂縫的成因應(yīng)制定不同的監(jiān)測(cè)方案。下面就日常監(jiān)測(cè)、定期監(jiān)測(cè)、反應(yīng)性監(jiān)測(cè)三方面探討：

1.日常監(jiān)測(cè)：裂縫的日常監(jiān)測(cè)主要憑借裝在墻體內(nèi)部的裂縫計(jì)，通過(guò)定期數(shù)據(jù)收集、分析判斷裂縫的發(fā)育；輔之以裂縫觀測(cè)儀等便攜式設(shè)備形成感性認(rèn)知，形成數(shù)據(jù)與圖片相結(jié)合的監(jiān)測(cè)模式。

2.定期監(jiān)測(cè)：形成裂縫的原因多種多樣，這些原因中某些為主要原因，如日照。根據(jù)嘉峪關(guān)本地的日照時(shí)令變化特點(diǎn)制定相應(yīng)的監(jiān)測(cè)計(jì)劃，夏秋兩季可設(shè)置較高的定期監(jiān)測(cè)頻率，在數(shù)據(jù)累積若干周期之后，通過(guò)縱向?qū)Ρ鹊玫接绊懥严栋l(fā)育的首要因素，并就此因素對(duì)墻體的影響做專(zhuān)項(xiàng)監(jiān)測(cè)。

3.反應(yīng)性監(jiān)測(cè)：夏季暴雨冬季積雪是影響墻體裂縫可預(yù)見(jiàn)的主要因素。就極端天氣下的反應(yīng)性監(jiān)測(cè)應(yīng)利用便攜式設(shè)備的特性實(shí)時(shí)開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作，對(duì)比極端天氣前后的裂隙變化得到此種天氣對(duì)裂隙的影響，為下一步的決策提供數(shù)據(jù)支持。在做好極端天氣監(jiān)測(cè)的同時(shí)也應(yīng)該同時(shí)開(kāi)展施工中和緊急情況下的監(jiān)測(cè)。通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比施工前后監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)，評(píng)估施工對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的修繕程度，是否達(dá)到預(yù)期的效果。緊急情況如因?yàn)閴w開(kāi)裂導(dǎo)致的坍塌、剝落、傾斜等問(wèn)題，應(yīng)啟動(dòng)反應(yīng)性監(jiān)測(cè)，利用便攜設(shè)備及時(shí)跟蹤緊急情況下文物的損毀情況，利用數(shù)據(jù)分析是否有進(jìn)一步破壞的可能，為以后監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)定預(yù)警值提供參考標(biāo)準(zhǔn)。

參考資料：

[1]張曉東、張斌：《嘉峪關(guān)關(guān)城現(xiàn)狀及病害分析研究》；

[2]張曉東：《嘉峪關(guān)城防研究》；

[3]劉卉：《關(guān)于地基不均勻沉降的成因與防治措施分析》；

[4]郭宏：《論文物保護(hù)科學(xué)研究的內(nèi)容與方法》；endprint