中國文化遺產(chǎn)研究院 北京 100029）

賈 寧（中國文化遺產(chǎn)研究院 北京 100029）

郭倩如（中國文化遺產(chǎn)研究院 北京 100029）

一、研究背景

（一）遺產(chǎn)概況

2015年4月25日，尼泊爾郭爾喀發(fā)生8.1級強烈地震災(zāi)害，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，包括“加德滿都谷地”世界文化遺產(chǎn)在內(nèi)的眾多文物古跡也遭受嚴(yán)重破壞。尼泊爾加德滿都杜巴廣場九層神廟及附屬建筑（也稱巴桑塔普爾宮院，Basantpur Tower）是世界文化遺產(chǎn)“加德滿都谷地”的重要組成部分，也在地震中受到了嚴(yán)重的破壞，隨后中國政府承擔(dān)了援尼泊爾加德滿都杜巴廣場九層神廟修復(fù)項目①2015年11月，受國家文物局委托，中國文化遺產(chǎn)研究院編制了《尼泊爾加德滿都杜巴廣場九層神廟修復(fù)項目可行性研究報告》。2016年1月，中尼兩國政府換文，中國政府同意承擔(dān)援尼泊爾加德滿都杜巴廣場九層神廟修復(fù)項目。2017年5月，由中國文化遺產(chǎn)研究院承擔(dān)援尼泊爾加德滿都杜巴廣場九層神廟修復(fù)項目工程總承包任務(wù)。項目修復(fù)工作目前仍在進行中。。

加德滿都杜巴廣場九層神廟包含四層方形羅漢庭院及其四角的塔樓寺廟，是寺廟佛塔建筑形式的居住宮殿。四角的塔樓分別是兩層的勒利塔布爾塔（Vilas Mandir或Lalitpur Tower，東南角塔）、兩層的巴克塔普爾塔（Lakshmivilas或Bhakrapur Tower，東北角塔）、一層的坎蒂布爾塔（Bangla Mandir或Kirtipur Tower，西北角塔）和九層的巴桑塔普爾塔（Nautale或Vasantapur Tower，西南角塔即九層塔）。這組建筑占地面積1300平方米，建筑面積約5600平方米，為典型的尼泊爾傳統(tǒng)磚木結(jié)構(gòu)建筑（圖1）。

（二）價值研究

尼泊爾加德滿都谷地是喜馬拉雅山腳下的一個山谷，面積約為475平方千米。作為世界文化遺產(chǎn)，“尼泊爾加德滿都谷地建筑群是該地區(qū)印度教和佛教共存融合的一類獨特傳統(tǒng)文明的杰出見證。城市建筑群和皇家宮殿所包含的宮殿、寺廟建筑和城市結(jié)構(gòu)是尼泊爾皇家宮殿歷史上發(fā)展變遷的杰出例子。同時建立在多個地區(qū)交界處的尼泊爾歷史遺跡展示了尼泊爾文明在受到復(fù)雜的文明交流影響下所形成的獨特宗教元素”②資料來源：ICOMOS-1448-en/Advisory Body Evaluation [EB/OL].http://whc.unesco.org/en/list/121/documents/。

世界遺產(chǎn)“加德滿都谷地”包括分布在山谷中的七組遺產(chǎn)地，分別為哈努曼多卡宮（Hanuman Dhoka）、帕坦（Patan） 和巴德崗（Bhaktapur）三個杜巴廣場建筑群，斯瓦揚布（Swayambhu）和博大哈（Bauddhanath）的佛塔以及帕舒帕蒂（Pashupati）和昌古·納拉揚（Changu Narayan）的印度教寺廟建筑群。這七處遺產(chǎn)組成部分所構(gòu)成的加德滿都谷地建筑群在文化和宗教方面對當(dāng)?shù)匾约罢麄€區(qū)域都具有重大的意義。

圖1 九層神廟及其周邊一層平面圖

三個杜巴廣場及其宮殿、寺廟和公共空間構(gòu)成了歷史上加德滿都谷地皇家城市的核心和宗教中心，到現(xiàn)在它們?nèi)匀皇浅鞘腥粘Ｉ畹闹行暮椭匾诮虉鏊?。社區(qū)的日常儀式和重大宗教活動在這些地區(qū)具有獨特的生命力，也體現(xiàn)了它們作為宗教中心的重要性。

山谷中的多民族居民被稱為紐瓦麗（Newari）人，他們?nèi)诤狭酥苓叺貐^(qū)的宗教和社會文化影響，特別是印度教和佛教在此地融合，創(chuàng)造了獨特的城市社會結(jié)構(gòu)與民族宗教信仰，并由此發(fā)展出具有代表性的紐瓦麗建筑風(fēng)格和高度發(fā)達的建造技藝。這七組遺產(chǎn)地的建筑大多采用木結(jié)構(gòu)建造，燒磚泥漿圍合；屋頂上覆蓋著重疊的陶瓦，通常用鍍金的黃銅裝飾；窗戶、門道和屋頂支柱都有精美的裝飾性雕刻（加德滿都曾是世界上最先進的磚材、木材和青銅的應(yīng)用地之一）。

（三）歷史沿革

據(jù)建筑物墻上刻寫的碑文記載，加德滿都杜巴廣場九層神廟最早是由沙阿王朝③尼泊爾是佛教的發(fā)源地。從公元前6世紀(jì)起，尼泊爾境內(nèi)先后出現(xiàn)基拉特（公元前6世紀(jì)到公元4世紀(jì)）、李查維（4世紀(jì)到13世紀(jì)）、瑪拉（13世紀(jì)到1768年）等王朝。1768年，郭爾喀王普里特維·納拉揚·沙阿建立沙阿王朝。的普里特維·納拉揚·沙阿（Prithvi Narayan Shah）在奪取馬拉王朝政權(quán)后下令建造的，并將建造九層神廟這一事跡雕刻在石碑上，嵌入羅漢庭院南墻入口門西側(cè)和九層神廟北入口門楣上方。1768年9月，郭爾喀人（Gurkhas）在沙阿的領(lǐng)導(dǎo)下，于因陀羅節(jié)進軍加德滿都。1768至1769年，加德滿都河谷的主要城市勒利德布爾（Lalitpur）和巴克塔普爾（Bhaktapur）相繼失守，沙阿王朝統(tǒng)一了河谷。

沙阿王朝統(tǒng)治期間，將加德滿都杜巴廣場哈努曼多卡宮作為王宮，并在原有基礎(chǔ)上建立了九層神廟的西南角塔-九層的巴桑塔普爾塔。1768年至1896年，這里一直是沙阿國王的王座所在地④1774年，普里特維病重，次年逝于努瓦科特。，沙阿王朝的統(tǒng)治者們選擇住在九層神廟。之后沙阿之子普拉塔普·辛格也對建筑進行了一些改建。

九層神廟的建筑歷史非常復(fù)雜，建筑所經(jīng)歷的變化也非常多，建筑的很多組成部分分別是不同時期建造的。巴桑塔普爾塔至少最下面幾層的建筑要早于整組建筑，因為在兩處建筑相連的地方，巴桑塔普爾塔上有幾處房梁和窗戶被覆蓋。而其他塔樓的一些高層部分推測是由普拉塔普·辛格后期下令補建的。

二、建筑特征

郭湖生先生指出，“建筑是文化的載體，自覺或不自覺地帶上有各個不同時代、地域、民族、宗教、哲學(xué)和美學(xué)觀念的烙印”⑤引自郭湖生先生為常青《西域文明與華夏建筑變遷》一書所作的序。參見：常青. 西域文明與華夏建筑變遷[M].長沙：湖南教育出版社，1992.。尼泊爾建筑、特別是王宮建筑可以說是尼泊爾歷史、宗教、社會、科學(xué)和技藝的綜合展示實物。尼泊爾所處的喜馬拉雅地區(qū)處于東方兩大文明-中國的華夏文明與印度河文明之間，是漢代以來中國與西方的地理空間中介。因此，尼泊爾王宮建筑的特征研究對于該區(qū)域中尼兩國的文化交流具有一定啟示。

（一）建筑形制

加德滿都谷地的宮殿主要有馬拉王朝時期的典型紐瓦麗建筑風(fēng)格和19世紀(jì)晚期羅納時期的仿歐式建筑風(fēng)格⑥直到今天，馬拉王朝的宮殿作為國家紀(jì)念館保存完好，但羅納宮殿部分荒廢，部分改造成飯店、辦公室或教育機構(gòu)。，兩種風(fēng)格的宮殿完全不一樣，但卻在加德滿都谷地和諧并置。其中紐瓦麗建筑風(fēng)格的宮殿與紐瓦麗民居有很多相似之處。

傳統(tǒng)紐瓦麗民居建筑的基本形式是由各自獨立的三層民居建筑⑦房子的第一層可用作谷倉、馬廄或者貯藏室；中間一層一般都是主人臥室；最頂層既可以用作日常生活，也可以用作娛樂場所。圍合組合的方形院落（chowk），組成院子四周的四棟建筑是各自分離、獨立的單體。這種可追溯到馬拉王朝時期的獨立方形院落可能就是后來紐瓦麗宮殿院落的原型。此后，廟宇和宮殿院落聚集演變成為杜巴廣場建筑群。九層神廟院落宮殿的建筑形式也遵循了這一紐瓦麗建筑基本平面布局方式。位于加德滿都古城中心的哈奴曼多卡宮殿建筑群以各種合院形式進行組合，建筑立面則結(jié)合了尼泊爾多層屋頂?shù)乃聫R建筑形式。

九層神廟南部為廣場與居民商業(yè)區(qū)，西側(cè)毗鄰納薩庭院（Nasal Chowk，即老皇宮），北側(cè)為穆爾庭院（Mool Chowk），東側(cè)為羅恩（Lawn ）廣場。與傳統(tǒng)歐洲宮殿獨立且規(guī)模宏大的建筑形式不同，尼泊爾宮殿較少大尺度建筑，在城市中所占的位置也并無特別之處。哈奴曼多卡皇宮的入口位于建筑的一個角落，且宮殿前并沒有完整開闊的殿前廣場空間，宮殿的內(nèi)院空間也并不完全是軸線對稱的。

九層神廟的羅漢庭院接近正方形，南北向約35米，東西向約37米，平面呈“回”字形，四層平頂磚木結(jié)構(gòu)，在一層南側(cè)、東側(cè)、西側(cè)三面分別設(shè)入口，聯(lián)通庭院內(nèi)外。建筑一層南北方向有柱廊，二、三層為墻體（圖2），西側(cè)與北側(cè)有典型紐瓦麗框架的出挑木質(zhì)大窗，窗框上嵌滿裝飾性木雕。建筑層高較矮，柱頂高度只有約2.4米，空間狹小，建筑每層室內(nèi)面積470～485平方米。王宮設(shè)計使用的計量單位應(yīng)為古代印度傳統(tǒng)的哈特（Hat）⑧所謂哈特即成人手臂肘部到中指指尖的長度，約40厘米。7.5hat約為3米。，并以7.5Hat（約3米）為模數(shù)進行建造。

在庭院建筑西南角和東北角設(shè)樓梯通往上層。羅漢庭院的四面屋頂由斜撐（Struts）支撐，斜撐上雕滿了各種印度教或佛教神明的肖像。雖然九層神廟王宮建于馬拉王朝與沙阿王朝更迭時期，但整體建筑依然延續(xù)了紐瓦麗的藝術(shù)工藝和建筑技藝（圖3）。

羅漢庭院四層之上的四角分別為四座角塔，通過屋頂平臺相連。除九層塔外，其他三座分別以加德滿都河谷三個主要城鎮(zhèn)、也是沙阿王朝征服的三座城市命名，以顯示沙阿王朝的強大。

其中，巴德崗角塔位于羅漢庭院五層樓面東北角，雙層，五層平面呈方形（圖4），六層平面呈八角形，屋頂為八角攢尖瓦頂（圖5）；下部結(jié)構(gòu)為磚墻木柱，上部全木構(gòu)，外圍柱間安裝木窗（圖6）。

圖2 羅漢庭院南立面圖

圖3 羅漢庭院震后現(xiàn)狀

西北角塔平面為方形，雙層，弧形銅制屋頂，造型獨特，類似于翻轉(zhuǎn)的船體或烏龜?shù)募讱?，具有“孟加拉”風(fēng)格，所以也稱孟加拉塔（圖7），屋頂造型與印度的齋普爾及其周邊地區(qū)的屋頂造型相似，推測整體設(shè)計風(fēng)格也受到印度莫臥兒王朝風(fēng)格的影響。

東南角塔位于庭院五層樓面，平面方形，雙層，攢尖頂建筑（圖8），下層磚墻木柱，上層為木構(gòu)，外圍柱間安裝木窗。屋頂木構(gòu)架為梁上置三圈立柱，在內(nèi)圈立柱間置木枋，枋上置梁，梁上置中柱，形成攢尖結(jié)構(gòu)（圖9）。

九層塔位于院落的西南角，是一棟獨立建筑，塔臺基不高，塔身九層，這與尼泊爾大多數(shù)佛塔建在高臺基上有所不同。塔體一部分伸入羅漢庭院西側(cè)外墻內(nèi)，是加德滿都杜巴廣場的標(biāo)志性建筑。

九層塔平面呈長方形，磚木結(jié)構(gòu)，墻體為木框架間砌筑磚墻。一層北側(cè)辟門進入塔內(nèi)，室內(nèi)用墻體分成南北兩部分，隔墻中部辟門連通，每層在北側(cè)置木樓梯通往各層；二層?xùn)|側(cè)、西側(cè)墻上設(shè)門，與羅漢庭院和老皇宮二層連通；四層、六層、九層墻外出挑木質(zhì)回廊，七層四周設(shè)木構(gòu)瓦頂披檐，披檐用斜撐支撐，斜撐雕飾精美。屋頂為四阿瓦頂。墻體外出挑的木質(zhì)回廊及斜撐支撐的巨大屋檐是該建筑造型的一大特點（圖10）。

圖4 東北角塔五層平面圖

圖5 東北角塔北立面圖

圖6 東北角塔試拼裝

（二）主體結(jié)構(gòu)

九層神廟建筑總體上屬磚木混合結(jié)構(gòu)，磚墻承重、木質(zhì)樓板，外加木構(gòu)披檐，是尼泊爾馬拉王朝時期典型建筑結(jié)構(gòu)的延續(xù)。主體結(jié)構(gòu)可分為兩組獨立的結(jié)構(gòu)體系，分別為九層塔方形結(jié)構(gòu)體和羅漢庭院及其上部三個角樓構(gòu)成的回形結(jié)構(gòu)。兩部分結(jié)構(gòu)相鄰的墻體僅實現(xiàn)各自建筑上的承重、維護與遮蔽功能，無結(jié)構(gòu)性連接。

圖7 西北角塔震后現(xiàn)狀和南立面圖

圖8 東南角塔五層平面和南立面圖

圖9 東南角塔拼裝現(xiàn)場手繪及編號記錄圖

圖10 九層塔一層平面和北立面圖

羅漢庭院主體結(jié)構(gòu)為墻體承重，樓板荷載通過楞木傳到磚墻上。其中各層也有局部采用木框架承重，如北側(cè)通廊四層南側(cè)及其一層內(nèi)側(cè)、東側(cè)通廊四層及其一層外側(cè)、南側(cè)通廊四層外側(cè)及其一層內(nèi)側(cè)、西側(cè)通廊四層內(nèi)側(cè)，但總體上仍屬較為典型的多層磚木結(jié)構(gòu)縱墻承重體系，羅漢庭院東北、東南、西北三個角樓首層為磚木混合結(jié)構(gòu)，頂層皆為木結(jié)構(gòu)。

從建筑豎向荷載傳遞路徑來看，結(jié)構(gòu)大部分荷載由底層木柱、磚墻承重，柱子與柱礎(chǔ)由木梁或石基制成，并用木楔固定在上面。各層荷載通過木樓板與其下的木托梁（楞木）將樓面荷載傳遞到磚墻或局部木構(gòu)架上。從水平荷載傳遞路徑來看，樓層荷載除樓板自重及少量展覽活荷載以外，地震或風(fēng)產(chǎn)生的水平荷載最終均由磚墻承擔(dān)。

1.承重體系

紐瓦麗建筑的主體結(jié)構(gòu)主要是由柱子、帶木框架的墻與上部雀替（托木）或雙層雀替、梁、楞木進行連接，發(fā)展成為一個建筑結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)（圖11）。在大多數(shù)情況下，框架兩端支撐與建筑厚磚墻中的木框架結(jié)構(gòu)相連，形成一個整體。樓面在梁柱體系上并列滿鋪楞木，上置樓面板及飾面陶磚，形成“平頂密椽”樓屋面形式。

墻體是紐瓦麗建筑的主要承重元素，為了防止雨水的侵入與滲透，建筑墻體通常非常厚（50～100厘米），且分層設(shè)置，是典型的包砌做法。外層墻面的面磚為當(dāng)?shù)靥赜械募t磚（Telia），但此類磚只用來飾面，起到墻體承重作用的是墻體內(nèi)層粗糙的黏土磚或燒結(jié)磚以及內(nèi)部填充的砂漿、碎石等。九層神廟外層用（120毫米厚）條磚灰漿（黃土或紅土）十字縫順砌，每隔3～5塊磚設(shè)一丁磚拉結(jié)，內(nèi)層墻芯為條磚灰漿（黃土）松散砌筑。由于分層墻體構(gòu)造比較松散，容易導(dǎo)致內(nèi)外墻體分離以及外層墻體鼓閃。同時普通黏土磚或燒結(jié)磚承載力并不理想，尤其在水的長期作用下，以黃土為主要材料的灰漿極易受潮失效，對墻體承重造成不利影響。

圖11 九層神廟羅漢院南側(cè)入口處梁、柱、樓板體系示意

圖12 紐瓦麗建筑包砌夾心墻體構(gòu)造示意圖（資料來源：Caterina Bonapace and Valerio Sestini.Traditional Materials and Construction Technologies Used in the Kathmandu Valley[R].UNESCO,2003.）

圖13 東北角塔中心木構(gòu)屋架示意圖及屋架試拼裝現(xiàn)場

因此，出于結(jié)構(gòu)抗震的考慮，紐瓦麗建筑墻體內(nèi)部通常增加木框架結(jié)構(gòu)來加強整體性。建筑地面通過沿著墻體的圈梁位置加置一層貫穿墻體的楔板，地板是用簡單的板條建造的，也有一些板條會伸入墻體與水平框架連接，來增加建筑墻體和樓板的連接，增強建筑的整體性（圖12）。

2.屋頂體系

屋頂體系是紐瓦麗建筑最為突出的建筑元素。尼泊爾寬大且出挑深遠(yuǎn)的坡屋頂與建筑立面上的多層披檐一起構(gòu)成了獨特的紐瓦麗塔廟建筑風(fēng)格。在功能上，出挑的屋頂則是保護建筑墻體及其他磚、木構(gòu)件免受季風(fēng)帶來的持續(xù)降雨和強烈陽光照射帶來的侵害。大跨度的坡屋頂屋面下為檁條支撐結(jié)構(gòu)，屋面外鋪經(jīng)過清理的泥背。尼泊爾的傳統(tǒng)做法是“泥或者灰漿內(nèi)不應(yīng)有任何植物生長，并按照傳統(tǒng)做法從表面土壤5英寸以下挖出。土壤應(yīng)該在鋪上屋面之前進行蒸煮消毒，并在泥土還濕潤的時候?qū)鹘y(tǒng)的小瓦做到灰漿泥背中?！眰鹘y(tǒng)的瓦面尺寸長度在20～25厘米不等，平均寬10厘米，屋檐和斜脊上堆疊特殊的瓦片，角部的瓦片通常帶有裝飾。瓦片通常直接松散地鋪在屋面板上，角部瓦片釘入斜脊的椽子中，用來固定垂直堆疊瓦片的兩端。

九層神廟四座塔廟建筑屋頂分別為四面攢尖頂、四阿頂和八角攢尖頂，內(nèi)部的屋頂依靠中心攢尖立柱和屋架體系進行支撐（圖13），屋架下部是結(jié)構(gòu)墻體中的柱子。出挑深遠(yuǎn)的屋檐靠其下部外椽與支撐在下層墻體框架上的斜撐形成支撐體系。

由于紐瓦麗建筑獨特的屋頂體系，因此“斜撐（Stuts）”這一用來將屋頂重量傳導(dǎo)至墻體的建筑構(gòu)件成為紐瓦麗建筑的最大特色之一。尼泊爾多數(shù)王宮建筑以及幾乎所有宗教建筑中都有斜撐（圖14）。斜撐均為木質(zhì)構(gòu)件，并雕刻有代表性的神像，這也與中國古建筑最早的屋頂支撐系統(tǒng)以及后來的斗栱作用相似。

3.門窗及連接節(jié)點

特征鮮明、裝飾豐富的大窗和門賦予了紐瓦麗建筑令人驚嘆的細(xì)節(jié)和變幻多樣的光影效果。宮殿、房屋和廟宇的墻壁通過大量的雕花窗戶、屏風(fēng)壁龕和門道，變得充滿變換富有視覺效果。九層神廟羅漢院的二層和三層內(nèi)、外立面的各個朝向墻體均布設(shè)了較大面積的木雕門窗。且為滿足墻體承重的需要，有意采取了自下往上開窗面積由小及大、逐步擴大的策略，譬如北立面墻體，底層未設(shè)窗洞、二層僅在東側(cè)回廊北端外墻開設(shè)兩個窗洞，三層墻體正常開窗、四層開窗面積進一步擴大，使承擔(dān)豎向荷載最大的底層窗間墻墻體，得以采用較大截面，而上部樓層窗間墻寬度逐步減小甚至勉強承載，有的樓面荷載甚至直接通過較大開窗的豎框向下傳遞荷載。

圖14 尼泊爾屋頂出檐與斜撐交接關(guān)系示意以及建筑斜撐實物

尼泊爾的磚木建筑中，框架結(jié)構(gòu)的木構(gòu)件連接主要通過斜嵌槽（刻榫）和木銷釘交叉鎖定完成。由于使用斜嵌槽，木構(gòu)件通常需要較寬的交接面，且犧牲了交接部位木料的高度，削弱了連接部位的強度。木銷釘主要約束節(jié)點處的水平位移，但對于垂直位移和水平扭轉(zhuǎn)的約束相對較弱。

（三）主要建筑材料

尼泊爾因地制宜的傳統(tǒng)建筑材料造就了紐瓦麗建筑獨特的結(jié)構(gòu)體系和建筑裝飾特征。尼泊爾的木構(gòu)建筑主要材料為當(dāng)?shù)氐逆读_樹。尼泊爾南部的德賴平原是一片肥沃的沖積平原地帶，富含娑羅樹森林。娑羅樹是一種高質(zhì)量的木材，樹木很高，可以長到30米高，有很寬的橫截面，適宜用于柱、支柱、橫梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的施工，也適宜制作門窗、格柵、模具等，且木料堅固耐用。樹脂還可以用來保護暴露在露天環(huán)境中的木制結(jié)構(gòu)和建筑構(gòu)件。娑羅木由于強度高和較好的耐腐蝕性，常用于建造建筑外立面的部分且不需要任何特殊保護處理措施。其他類型的木材，較軟和中等質(zhì)量的，用于建筑內(nèi)部構(gòu)件以及家具的制作。

圖15 尼泊爾建筑紅陶磚飾面及建筑腰線裝飾

圖16 傳統(tǒng)建筑地面鋪裝方式

尼泊爾建筑墻面通常使用紅陶磚飾面（圖15），除了鑲嵌在清水磚墻內(nèi)的裝飾磚外，還有一些用于鋪設(shè)人行道的普通磚。這些通常是正方形，三角形或長方形，并以不同的模式鋪設(shè)（圖16）。它們大多出現(xiàn)在古道的人行道上或修道院、宮殿或普通的住宅庭院里。路邊的雨水排水溝也是用這些較普通的磚制成。

三、歷史修繕狀況及地震損傷機理

（一）修繕歷史

1974年在聯(lián)合國教科文組織專家的監(jiān)管下，九層神廟及附屬建筑進行了建筑修復(fù)工程⑨工程主要受到了日本資助，也包括英國、法國、意大利、尼泊爾社會援助以及皇宮經(jīng)費補貼。。修復(fù)工程分為三個階段，第一階段維修工程于1974年12月底完成，包括組成羅漢庭院建筑群的維修與修復(fù)，西北角塔屋頂拆卸安裝。第二階段維修工程開工于1975年9月，包括東南角塔的糾偏工程、東北角塔以及位于兩塔之間的羅漢庭院東側(cè)部分的維修工程。第三階段是對羅漢庭院相關(guān)建筑的全面維修、修繕與復(fù)建。維修后的羅漢庭院改作博物館使用，并向公眾開放。

圖17 九層神廟東南角塔震后整體傾斜模擬模型

圖18 木質(zhì)構(gòu)件塌落

1978年John Sanday編寫的《尼泊爾建筑修復(fù)》中提到一些九層神廟維修使用的方法和材料。由于九層塔傾斜較大，當(dāng)時對屋頂進行了結(jié)構(gòu)性維修；東南角塔傾斜15度，對其進行了糾偏，拆卸重新安裝，在砌墻時使用了水泥梁和粘合劑代替木質(zhì)結(jié)構(gòu)；木構(gòu)架的連接部分采用了角鋼和螺栓進行結(jié)構(gòu)補強。

2010年，尼泊爾文化旅游與民航部考古局對九層神廟西南角塔現(xiàn)存狀況進行了較為詳細(xì)的勘察，針對勘察結(jié)果提出了近期維修建議及遠(yuǎn)期維修計劃，包括：治理屋頂漏雨、更換糟朽木構(gòu)架和補配缺失的木構(gòu)件、裂縫處墻體局部拆砌、八層中間墻體更換為木梁柱形式，七層、八層和九層墻體建議安裝木筋。遠(yuǎn)期維修建議包括對九層神廟進行詳細(xì)與深入的研究，重點在于其結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)造做法；另外建議詳細(xì)地測量、繪制圖紙，為進一步維修做準(zhǔn)備。在2015年地震之前進行了四層和五層的地面鋪墁維修工作?？梢哉f，這些前期的結(jié)構(gòu)加固補強及修繕工作一定程度上提高了九層神廟建筑本身的抗震性能。

2015郭爾喀地震后，尼泊爾考古局對杜巴廣場九層神廟采取了搶救性措施，對地震后坍塌、損壞的構(gòu)件進行了清理和收集工作，并對文物建筑損毀部位進行了臨時支頂和遮蓋。2015年10月尼泊爾考古局編寫了《關(guān)于世界遺產(chǎn)地歷史遺存建筑物的受損評估報告》，報告描述了加德滿都谷地世界遺產(chǎn)地的歷史遺跡區(qū)地震損壞情況，并就歷史遺存的修復(fù)和改造提出了一些原則性的建議。

（二）震后殘損

加德滿都杜巴廣場在地震中遭受破壞的文化遺產(chǎn)建筑大多數(shù)分布在廣場東側(cè)的皇宮庭院周圍，經(jīng)過現(xiàn)場詳細(xì)勘察，建筑破壞類型包括建筑整體傾斜、磚墻變形裂縫、破木柱滑移和斜木撐掉落等木結(jié)構(gòu)破壞失效，建筑承重砌體墻局部砌體層狀剝落等幾類主要殘損。

1.整體傾斜

2015郭爾喀地震后，杜巴廣場部分磚木遺產(chǎn)建筑發(fā)生比較明顯的整體傾斜。由于加德滿都谷地的地質(zhì)由松軟的沉積物構(gòu)成，部分建筑的地基沒有經(jīng)過處理與加固，磚木結(jié)構(gòu)易受基礎(chǔ)不均勻沉降的影響，導(dǎo)致在強烈地震作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜（圖17）。

2.木構(gòu)架塌落

如前文介紹，尼泊爾塔廟的一個顯著特點就是寬大的屋檐，屋檐的重量主要由斜撐承擔(dān)。斜撐下端支撐在突出于墻面的木枋上，上端卡到挑檐枋下皮，斜撐上下端與相鄰構(gòu)件的連接不固結(jié)。平時斜撐受靜力作用，一旦遭遇強震，各構(gòu)件在強烈地震下的位移幅值較大，導(dǎo)致斜撐墜落或橡木滑脫，斜撐發(fā)生位移、脫榫，披檐隨之塌落（圖18）。

3.變形裂縫

建筑磚墻最常見的地震破壞現(xiàn)象為墻體受到剪切破壞而出現(xiàn)斜裂縫。由于九層神廟結(jié)構(gòu)窗開洞面積較大，在地震作用下，產(chǎn)生窗間墻斜裂縫和窗間梁斜裂縫。同時，由于九層神廟與相鄰建筑之間的抗震縫間距過小，相鄰兩側(cè)墻體在地震時發(fā)生相互碰撞，導(dǎo)致墻體破壞。

九層塔北側(cè)底層墻體外表層大面積歪閃變形，向下坐塌達10厘米以上，同時導(dǎo)致西側(cè)與其相接的建筑東端墻體及屋面均嚴(yán)重破壞；東南角塔東側(cè)底層墻體、西北角塔西北角西側(cè)底層墻體外表層大面積歪閃變形達10厘米以上，上部樓層反應(yīng)加大，致使第四層挑檐局部塌落并砸壞下部與其相連的古印度神廟屋頂，同時由于結(jié)構(gòu)上下剛度突變、頂層鞭梢效應(yīng)等不利影響，西北角塔第五層?xùn)|側(cè)與北側(cè)墻體破壞較為嚴(yán)重（圖19）。

3.墻體剝離

磚墻的層狀剝離是尼泊爾磚木建筑比較獨有的一類病害。九層神廟的墻體為磚木結(jié)構(gòu)，由磚墻和木構(gòu)架組成，分層砌筑，各層之間的連接較弱，整體性較差。墻體砌筑傳統(tǒng)灰漿為黃泥，現(xiàn)場取樣檢測發(fā)現(xiàn)其強度很低，靠近墻體外表的灰縫砂漿由于長期受潮、堿蝕、風(fēng)化等自然老化作用，用手指即可輕易捏碎，致使墻體整體強度及抗剪強度低。由于磚墻是建筑主要的抗側(cè)力和承重構(gòu)件，因此即使在自身重力荷載的長期作用下，多數(shù)墻體已發(fā)生普遍的自然老化裂縫破壞。在強烈的地震破壞中，墻體的分層剝離破壞更為嚴(yán)重，對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極大的影響（圖20）。

（三）損傷機理

1.工程場地條件不利

九層神廟所處的加德滿都市中心屬加德滿都河谷沖積平原，其工程場地條件與墨西哥城類似，軟土沉積層深厚，相當(dāng)于中國建筑抗震設(shè)計規(guī)范里面規(guī)定的III類場地土，場地特征周期約0.5秒（1.9Hz）。2015郭爾喀8.1級大地震震中距離市中心約80千米，強地震動短周期成分較快，衰減后長周期成分占主導(dǎo)地位。場地對于長周期地震動的放大效應(yīng)，引起市中心體型較高的建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生類共振效應(yīng)。這成為九層神廟建筑群中三座上部樓層以木結(jié)構(gòu)為主的塔樓完全垮塌（西南九層塔、東北角塔）或嚴(yán)重傾斜變形（東南角塔）的主要環(huán)境誘因。

2.建筑老化維護欠佳

雖然1970年代九層神廟曾經(jīng)進行大修，但其建筑墻體砌筑紅磚、砂漿以及木質(zhì)構(gòu)件材料多已老化，墻體填充物的粘結(jié)強度較低，多處墻體、木結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)受潮堿酥、蠕變變形、松動等破壞現(xiàn)象。2015年地震發(fā)生時，在重力荷載、豎向位移、水平位移、扭轉(zhuǎn)位移及地震動荷載相互耦合、共同作用下，這些老舊破壞變形進一步擴展加劇，導(dǎo)致局部墻體本已發(fā)生砌筑材料老化失效處空鼓歪閃、塌落，或多處木構(gòu)件變形、裝飾構(gòu)件松動掉落。另外，由于多次維修，造成新老磚墻交錯混雜，材料強度不均，墻體的強度分布不均，削弱了墻體的整體性（圖21）。

3.結(jié)構(gòu)體系整體性較弱

九層神廟建筑由帶有角塔的四層羅漢院與九層塔兩個不同時期建造的獨立結(jié)構(gòu)體系組成，自身結(jié)構(gòu)整體性較弱。兩部分結(jié)構(gòu)體靠南側(cè)和西側(cè)四層連廊的木樓板互相搭接，實現(xiàn)建筑功能上的連通，結(jié)構(gòu)上的連接僅限于兩側(cè)連廊與九層塔在四個樓層標(biāo)高上的木質(zhì)樓板之柔性連接。兩部分建筑的墻體無結(jié)構(gòu)性連接，且回廊外墻體與九層塔外墻交界處無墻體收邊構(gòu)造及明顯約束構(gòu)造。兩部分結(jié)構(gòu)體因高度、平面布置不同而導(dǎo)致二者振動特性存在較大差異，尤其是與九層塔相連的南側(cè)和西側(cè)走廊，因其結(jié)構(gòu)特性差異，兩部分的地震反應(yīng)變形存在明顯差異，致使二者連接區(qū)域破壞嚴(yán)重（圖22）。

圖19 建筑墻體裂縫

圖20 建筑墻體分層剝離

圖21 建筑老化變形

另外，九層神廟西北角塔北側(cè)與始建于15—16世紀(jì)的印度神廟墻體相接，西南角塔西側(cè)與始建于1903年的總理府建筑墻體相接，東南角塔底部與東側(cè)一層建筑局部相接。由于與相鄰建筑高度、體型差別很大，導(dǎo)致地震時結(jié)構(gòu)震動變形反應(yīng)差異，相互擠壓、拉扯，致使西南九層塔南側(cè)底層墻體局部垮塌，垮塌面積涉及角部底層整個開間。

除此以外，尼泊爾建筑的逐層收分的套筒式磚木結(jié)構(gòu)也在一定程度上削弱了建筑的整體抗震性能。尼泊爾王宮建筑層間束腰收分，墻體截面由下向上逐漸遞減，且頂層墻體一般直接落于下層木樓板上，與下層墻體斷開，導(dǎo)致豎向荷載傳遞路徑不連續(xù)，下層墻體偏心受壓，削弱了建筑墻體的整體性和承載力。如九層塔六層及以下全部為磚墻承重，結(jié)構(gòu)上第七層與第六層的豎向承載構(gòu)件之間缺少必要的連續(xù)性，與其下部各層相比，第七層墻體截面減少近50%，結(jié)構(gòu)荷載由以磚墻承重為主轉(zhuǎn)換為磚墻與木構(gòu)架混合承重，存在明顯的抗側(cè)剛度突變（圖23）。

圖22 九層塔上部結(jié)構(gòu)倒塌，與毗鄰建筑交接處嚴(yán)重坍塌。

圖23 墻體上下層連接節(jié)點薄弱

4.建筑構(gòu)造缺陷

九層神廟建筑分層設(shè)置的墻體、大窗開洞以及節(jié)點連接等特殊建筑構(gòu)造在抗震方面具有一定缺陷。磚墻外層較少與墻芯拉結(jié)丁磚，墻體分層設(shè)置在地震時，表面極易發(fā)生空臌、外閃，當(dāng)結(jié)構(gòu)薄弱截面的抗傾覆力矩小于地震作用產(chǎn)生的傾覆力矩時，結(jié)構(gòu)易發(fā)生整體或局部倒塌。九層神廟建筑一層墻體外層磚墻臌閃嚴(yán)重，部分失穩(wěn)坍塌與此有直接關(guān)系。

此外，磚木結(jié)構(gòu)屋檐面積寬大，屋檐上的厚重泥背、瓦片等增加了磚木結(jié)構(gòu)的自重，地震作用也隨之增大，進一步加大了建筑倒塌的概率。建筑立面為了追求藝術(shù)感而在墻面上開大窗也是地震中建筑墻體、門窗開裂變形的一個主要原因。因為羅漢院外立面墻體開窗面積過大，導(dǎo)致墻體豎向荷載傳遞路徑遭到明顯削弱，同時由于窗間墻兩側(cè)窗體在窗上方墻體重力荷載作用下嚴(yán)重變形，導(dǎo)致幾乎所有窗間墻都有不同程度的破壞，此次地震進一步加劇了破壞程度。

如九層神廟墻體窗洞設(shè)置嚴(yán)重削弱墻體豎向承載截面，上部樓層荷載包括三、四層外挑檐斜撐荷載以及墻體自身荷載豎向傳遞路徑混亂，致使長期重力荷載作用下窗框蠕變下垂變形，窗洞角部形成應(yīng)力集中區(qū)域，幾乎所有窗洞角部墻體普遍出現(xiàn)裂縫。同時，墻體受自重和水平地震作用力，加上磚墻的抗拉強度較低，墻體易沿洞口角部形成階梯型斜裂縫。

尼泊爾建筑結(jié)構(gòu)框架中節(jié)點連接的薄弱也是導(dǎo)致建筑木構(gòu)架塌落的一個重要原因。如前文所述，尼泊爾建筑節(jié)點的連接通常使用木榫與木銷釘結(jié)合的方式，在強烈地震中可能發(fā)生剪切破壞。此外，木樓板中的內(nèi)外梁板通過銷釘固定，木梁直接插入磚墻中，擱置長度不足，且與樓板周邊錯固不夠，強烈地震作用下，木梁出現(xiàn)拔榫。木柱的破壞原因是木柱上下端的細(xì)木銷釘橫截面積小且應(yīng)力集中，不能抵抗過大水平剪力，柱礎(chǔ)間的過量滑移和梁柱節(jié)點處的相對錯動使得木柱歪斜，喪失承擔(dān)上部荷載的能力。