李 巍

(安徽省·水利部淮河水利委員會(huì)水利科學(xué)研究院，安徽 蚌埠 233000)

鳳陽(yáng)鼓樓是中都皇城重要附屬建筑，明中皇城是中國(guó)古代最豪華富麗的都城建筑之一，在藝術(shù)上繼承了宋元時(shí)代的傳統(tǒng)，又開(kāi)創(chuàng)了明清時(shí)代的新風(fēng)格，在中國(guó)古代都城建筑發(fā)展史上占有重要的位置，被國(guó)務(wù)院公布為國(guó)家級(jí)文物保護(hù)單位。1996年地方政府開(kāi)始修復(fù)基座上譙樓，2005年對(duì)東西廣場(chǎng)重新進(jìn)行整修，新鋪設(shè)了大理石方磚、安裝了古典燈飾。目前，發(fā)現(xiàn)臺(tái)基四側(cè)墻體均存在豎向裂縫，且城磚風(fēng)化嚴(yán)重，券門(mén)局部出現(xiàn)破損，城墻墻體局部存在鼓脹現(xiàn)象。

城墻等古建筑為磚砌結(jié)構(gòu)，一般來(lái)說(shuō)多年沉降已穩(wěn)定，受環(huán)境作用和時(shí)間效應(yīng)造成的風(fēng)化、裂縫和鼓脹對(duì)其安全影響較大。其中鼓脹是由于長(zhǎng)時(shí)間雨淋等原因，古建筑墻體某一部分出現(xiàn)向外突出、鼓出的現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致部分墻面懸在空中，鼓脹嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致墻體坍塌。因此古城墻一旦發(fā)現(xiàn)鼓脹現(xiàn)場(chǎng)，鼓脹監(jiān)測(cè)是其監(jiān)測(cè)和維護(hù)中的重要任務(wù)之一。

由于城墻發(fā)生鼓脹后，考慮古建筑的特殊性，以及城墻周?chē)沫h(huán)境和地形等條件，鼓脹監(jiān)測(cè)仍然沒(méi)有一個(gè)完善的操作方法，研究城墻的鼓脹監(jiān)測(cè)對(duì)于古城墻的維護(hù)仍有重要的意義。

1 城墻鼓脹監(jiān)測(cè)方法

古城墻作為重要的文化遺產(chǎn)之一，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)的同時(shí)要盡可能減少對(duì)其的損壞，保護(hù)原狀，對(duì)于墻體鼓脹部分，由于存在不安全的可能性，更要盡可能采取無(wú)損觀測(cè)措施。對(duì)于鼓脹部位，我們主要關(guān)心其鼓脹的變化，即水平方向的位移，其垂直方向的位移與整個(gè)城墻一般保持一致，可以通過(guò)對(duì)鼓脹部位城墻整體的垂直位移觀測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此可以將鼓脹監(jiān)測(cè)采用水平位移觀測(cè)的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

水平位移的一般觀測(cè)方法包括交會(huì)法、視準(zhǔn)線法、小角法。其中視準(zhǔn)線法和小角法均不便于操作：視準(zhǔn)線法需要測(cè)量變形觀測(cè)點(diǎn)到水平基準(zhǔn)線間的距離，城墻鼓脹處不在一條視準(zhǔn)線上且位于空中，顯然不便于操作；小角法需要在較小的角度下對(duì)準(zhǔn)鼓脹部位的觀測(cè)點(diǎn)，而由于城墻周?chē)沫h(huán)境和地形等條件限制，同時(shí)鼓脹部位為三維平面，一般在小角度下很難保證全部鼓脹部位通視，同樣小角法亦存在鼓脹處不在一條視準(zhǔn)線上且位于空中的誤差問(wèn)題。

對(duì)于交會(huì)法，只需要測(cè)量?jī)煽刂泣c(diǎn)的距離和目標(biāo)點(diǎn)與視準(zhǔn)線的角度，觀測(cè)視角較開(kāi)闊，便于測(cè)量全部鼓脹部位；控制點(diǎn)可以距離城墻一定距離，便于設(shè)置；采用經(jīng)緯儀等儀器，可以觀測(cè)水平投影角度，直接計(jì)算水平位移。前方交會(huì)法鼓脹部位觀測(cè)示意圖見(jiàn)圖1。

前方交會(huì)法得到P點(diǎn)坐標(biāo)為：

其中，c為AB兩點(diǎn)間的距離。

2 鳳陽(yáng)鼓樓城墻鼓脹監(jiān)測(cè)結(jié)果

一般建筑物變形監(jiān)測(cè)在觀測(cè)點(diǎn)處均布置測(cè)釘?shù)扔^測(cè)設(shè)施，會(huì)對(duì)原狀造成一定破壞，此次鳳陽(yáng)鼓樓城墻鼓脹部位監(jiān)測(cè)采用2 cm×2 cm十字測(cè)繪反光片粘貼在鼓脹處作為觀測(cè)標(biāo)志，保護(hù)了古城墻。

在墻體鼓出處設(shè)置6個(gè)觀測(cè)點(diǎn)J1～J6，在與城墻平行位置布置2個(gè)基點(diǎn)WD1,WD2，自2014年10月23日進(jìn)行第一次觀測(cè)，至2015年5月11日進(jìn)行最后一次觀測(cè)，在此期間共進(jìn)行9次鼓脹觀測(cè)，各觀測(cè)點(diǎn)X,Y方向水平位移累計(jì)變化量—時(shí)間關(guān)系圖見(jiàn)圖2,圖3。

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果

1)該城墻鼓脹部位各觀測(cè)點(diǎn)X,Y方向水平位移累計(jì)變化量在-0.89 mm～0.96 mm，變化較小，觀測(cè)點(diǎn)基本穩(wěn)定，鼓脹部位未發(fā)現(xiàn)鼓脹繼續(xù)發(fā)展的現(xiàn)象，說(shuō)明鳳陽(yáng)鼓樓修復(fù)和保護(hù)工作對(duì)避免鼓脹進(jìn)一步發(fā)展的效果較好。

2)該城墻鼓脹部位水平位移累計(jì)變化量變化與溫度、降雨等因素均沒(méi)有明顯相關(guān)關(guān)系，未發(fā)現(xiàn)明顯的變化規(guī)律，可認(rèn)為是測(cè)量誤差造成。

3)此次監(jiān)測(cè)2個(gè)基點(diǎn)間距離較短(35.577 7 m)，從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，監(jiān)測(cè)精度較好，說(shuō)明采用的監(jiān)測(cè)方法適用于鼓脹監(jiān)測(cè)。

4)最后一次觀測(cè)后，十字測(cè)繪反光片發(fā)生脫落變形現(xiàn)象，觀測(cè)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行，觀測(cè)過(guò)程總共僅進(jìn)行200 d，這是因?yàn)橛^測(cè)標(biāo)志是后期粘貼在城墻上的，受溫度變化、降雨影響較大，如長(zhǎng)期觀測(cè)仍需要改進(jìn)觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)方式。

4 結(jié)語(yǔ)

1)對(duì)城墻鼓脹部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)是城墻監(jiān)測(cè)的重要任務(wù)之一，監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)保護(hù)其安全對(duì)其進(jìn)行維護(hù)是必要的。

2)采用交會(huì)法和十字測(cè)繪反光片觀測(cè)標(biāo)志適用于城墻鼓脹的短期監(jiān)測(cè)，如長(zhǎng)期觀測(cè)需改進(jìn)觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)方式。

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