成 斌,解濘嶺,周美池,李 潞
(西南科技大學土木工程與建筑學院,四川綿陽 621010)
過江石砌主要被用于碉房建筑轉(zhuǎn)角處的處理上,其形成與羌族和藏族的歷史和其所處的自然條件息息相關(guān)。羌族和藏族在古時候是西戎的牧羊人,是以農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)為主的部落。分布在岷江流域上游地區(qū)的羌、藏人在長期的抵御外族的過程中需要更加具有防御功能的房屋,加之岷江上游地區(qū)雖然臨近河谷卻常年干燥,少雨多風,全年溫度都比較低,對建筑的保溫隔熱能力也有一定的要求。這些條件使得羌、藏族人從最開始的木構(gòu)建筑逐步開始向石筑建筑發(fā)展。最開始的時候,羌、藏族人采用碎石進行房屋的砌筑,但由于其地區(qū)大都處于我國大陸第一階梯向第二階梯的過渡區(qū)域,附近的地震帶較多。單以2008年地震最為嚴重的汶川為例,從有史可依的明清期間來看,茂州境內(nèi)發(fā)生的強烈地震就不下二十次。在這些高頻率高烈度的地震下,碎石建起的小屋修了又塌,塌了又修。地震造成的人力物力損失逐年累月下來開始遠大于遷徙付出的代價,而過江石砌這種抗震構(gòu)造便在此時順勢而生,并逐步在碉房、碉樓等石砌構(gòu)筑物中使用(表1)。
2.1.1 曲面尖角型(乾棱子)
如圖1所示,通過傳統(tǒng)師傅手藝堆砌使轉(zhuǎn)角過江石砌從上到下,收分逐漸擴大,除此之外水平方向,為契合兩邊墻面的弧線,轉(zhuǎn)角過江石形成一略帶弧形的銳角。主要材質(zhì)為:花崗巖、頁巖、石灰?guī)r、板巖、片巖、片麻巖。其搭接方式主要為一順一丁式、三順一丁式、梅花丁式等,先在地上涂抹一層厚厚的碎石和黃泥漿混合材料,然后放上與曲面尖角相吻合的大塊石料,在其較大的石與石縫隙處插入小塊石料,再在縫隙處后利用碎石和黃泥漿混合材料進行找平,往上又是石料,上下兩層的石料間相互咬合,形成比較穩(wěn)固的形態(tài)。有的地區(qū)甚至會將過江石砌做在內(nèi)部,在外層附一層厚厚的黃土,增加他的粘附型,使其成為一個整體,更加穩(wěn)定。
圖1 曲面尖角型過江石(乾棱子)的構(gòu)造示意(單位:mm)
2.1.2 平面直角型
如圖2所示,通過傳統(tǒng)師傅手藝堆砌使轉(zhuǎn)角過江石砌從上到下,收分逐漸擴大,但整體剖面還是呈直角。主要材質(zhì)為:花崗巖、頁巖、石灰?guī)r、板巖、片巖、片麻巖。其搭接方式主要為一順一丁式、三順一丁式、梅花丁式等,與曲面尖角型的過江石砌筑方法一樣,先在地上涂抹一層厚厚的碎石和黃泥漿混合材料,與曲面尖角型不同平面直角型是用大塊石料交互形成直角,很少有卡進縫隙的小塊石料,安放好大塊石料之后再在縫隙處后利用碎石和黃泥漿混合材料進行找平,往上又是石料,上下兩層的石料間相互咬合,形成比較穩(wěn)固的形態(tài)。
圖2 平面直角型過江石砌(乾棱子)的構(gòu)造示意(單位:mm)
過江石砌的類型主要分為曲面尖角型和平面直角型,曲面尖角型的過江石砌多在位于地震帶上的地區(qū),其尖銳的曲面收分,使其在轉(zhuǎn)角處形成比較穩(wěn)定的三角形姿態(tài),對比于平面直角型的過江石砌其抗彎矩能力更強。常見于處在地震帶附近臨近山林的地區(qū)。主要分布在茂縣河心村、茂縣黑虎羌寨、茂縣維城羌寨、汶川水磨古鎮(zhèn)、汶川布瓦寨、理縣甘堡藏寨、馬爾康直波藏寨、馬爾康從恩村等地區(qū)。而平面直角型的過江石砌常見于臨近森林、河谷資源充沛的地區(qū)。主要分布在茂縣曲古鎮(zhèn)、茂縣白石羌寨、茂縣疊溪羌寨、茂縣牟托寨、茂縣牛尾村、茂縣坪頭羌寨、汶川龍興羌寨、汶川蘿卜寨、汶川羌鋒寨、汶川龍溪羌人谷、汶川映秀鎮(zhèn)、理縣休溪村、理縣增頭寨、理縣木卡寨、理縣桃坪羌寨、黑水縣色爾古等地區(qū)(圖3)。
圖3 岷江流域上游地區(qū)碉房過江石砌的類型分布
過江石砌因其在建筑中所處的位置重要,所以羌、藏族人在選取石材時十分謹慎。如表2所示,選取過江石砌幾種材料的物理特性與普通磚對照進行研究。密度對其他三個特性起到一個整體的影響。過江石砌的抗壓能力和其堆砌的高度及其重力有關(guān),過江石砌修砌的高度越高,自重也會越大,偏下一部分的過江石受到的壓力也就會越大。而此時的過江石砌轉(zhuǎn)角處形成的收分就減輕了下部過江石所受的壓力,使其更加穩(wěn)定。與普通的磚材質(zhì)相比,過江石砌采用的材料抗壓強度普遍更好一些。過江石的吸水率也對其強度有一定的影響,石材吸水率越大,其顆粒間的粘接力也就越小,在潮濕的空氣中,其強度就會降低。從表2可以看出過江石材的吸水率與普通磚的吸水率基本持平。綜合來看,用于作為過江石砌的材料都具有較強的抗壓穩(wěn)定能力,不輸于近現(xiàn)代廣泛使用的建筑合成材料,甚至在某些方面做得更好。
表2 過江石材與普通磚的物理特性對比
碉樓轉(zhuǎn)角處厚重而碩長的石頭就是過江石,看起來像是隨便堆砌形成,其實更多的是靠砌筑師傅的經(jīng)驗,依照代代相傳的技法嚴格要求而來的。在砌筑轉(zhuǎn)角的墻時,兩塊相咬合的片石上方必須要用體積較大的另一塊片石壓住,它們之間的縫隙都要用當?shù)靥赜械狞S泥涂滿,并且用錘子敲擊片石上方,在保證片石不會碎裂的情況下,將它們壓實形成“品”字形。在此期間還要盡量保證轉(zhuǎn)角處過江石與立面片石處在同一水平面上,避免“馬槽墻”和“分家墻”的產(chǎn)生。砌筑師傅為了保證片石的充分沉降,增加片石與黃土的粘連性,常常在砌完一輪后,停工近一個月的時間再開始砌筑下一輪。所以碉樓過江石的砌筑十分耗時,但也正是這種認真的精神,使得古老的碉樓在今后大大小小的地震中屹立不倒。
羌、藏族碉樓絕大部分分為墻承重式、實木混合式、墻柱混合式等,根據(jù)材質(zhì)也可分為石砌碉樓和夯土碉樓。在墻承重式結(jié)構(gòu)體系中,每個樓層和屋頂?shù)牧簝啥硕贾苯哟┎逶趬w上,整個房屋的荷載都由墻體承擔。為了保障碉樓的穩(wěn)定,羌、藏族人慢慢開始加厚了墻身,并讓其逐漸形成了收分。碉樓偏上的部分少收分一些,碉樓偏下的部分多收分一些,通過這樣的方式來降低它的重心,使其更加穩(wěn)定。甚至有的碉樓為了更進一步的穩(wěn)定樓身,將外墻做成向內(nèi)收的曲線。這種規(guī)則墻體之間、不規(guī)則墻體之間的銜接交角處的處理顯得尤為重要。綜上所述,這些處于轉(zhuǎn)角處的過江石砌主要作用就是抵抗剪力和地震時產(chǎn)生的橫向荷載,如圖4所示。所以過江石通常為大石塊,抗剪性很好,小石塊砌筑塊材容易松散,不利于角部抗壓和抗剪。
圖4 過江石砌地震穩(wěn)定分析
過江石砌作為羌族碉樓最具特色的標志,有著深刻的羌族烙印,是體現(xiàn)羌族碉樓建筑歷史、社會發(fā)展和傳統(tǒng)文化的一種構(gòu)造風格。這是西南河谷地帶地理和人文統(tǒng)一形成的結(jié)果,有著鮮明的地域特征和時代特色。本文著重于岷江流域上游地區(qū)碉樓墻體交角處過江石砌藝術(shù)的砌筑方式、類型的調(diào)研與測繪,解析了其構(gòu)造技術(shù)和施工技術(shù),闡述了其作用機理與構(gòu)造類型,為當今利用現(xiàn)代材料保護和修繕羌族建筑等方面提供了借鑒作用。