周 乾

(故宮博物院故宮學研究所，北京 100009)

0 引言

位于北京市中心的紫禁城(今故宮博物院)擁有世界上現(xiàn)存規(guī)模最大、保存最完整的古代宮殿建筑群，其建筑技術(shù)代表我國古代建筑技藝的最高水準。紫禁城古建筑的營建，一般包括土作、石作、瓦作、木作、油飾作、彩畫作、裱糊作、搭材作等工種。其中，石作主要是指與石材相關(guān)的工種。由于石材具有較強的硬度、良好的防水和防腐性能，因而在紫禁城古建筑中多用于臺基部位。紫禁城古建筑一般坐落在由灰土、碎磚交替夯實的臺基之上[1]，臺基高度一般為1～2m。盡管臺基對建筑的地震響應有一定放大作用，但是臺基有利于建筑本身的防潮與排水，而且能夠體現(xiàn)出宮殿建筑的高大與威嚴[2-3]。紫禁城宮殿建筑因重要性不同而具有不同等級，對于等級相對較低的普通宮殿建筑而言，臺基周邊均為磚砌體封護，臺基部位的石質(zhì)構(gòu)件主要包括欄板(底部設排水口)、望柱、臺階和柱頂石(見圖1虛線以上部分)。其中，欄板位于臺基周邊，主要起人員防護及防止跌落的作用；望柱是欄板之間的短立柱，主要起拉接欄板兼裝飾作用；臺階是連接臺基地面與臺基下地坪面的階梯；柱頂石則是突出于臺基地面之上的石質(zhì)構(gòu)件，是建筑立柱的基礎(chǔ)；另磚砌體轉(zhuǎn)角部位還有立放的陡板石。對于重要的宮殿建筑而言，其臺基的周邊由磚砌體改為須彌座封護，且在望柱的底部增設排水獸。作為明清時期最為核心的建筑，紫禁城前朝三大殿(太和殿、中和殿、保和殿)的臺基做法為我國古建筑臺基工藝的最高等級，即采用3層須彌座疊加而成，俗稱“三臺”，總高度達8.13m(見圖1虛線以下部分)[4]。

圖1 紫禁城古建筑臺基

紫禁城古建筑的石作技術(shù)主要包括石材運輸、現(xiàn)場加工、安裝、修繕等。開展上述技術(shù)研究，無論是對于古建筑本身的修繕保護，還是對于古建筑技藝的傳承，都具有極其重要的意義。部分學者已開展紫禁城古建筑石作工程相關(guān)的研究，如陸壽麟等研究了故宮內(nèi)漢白玉建筑構(gòu)件的風化性質(zhì)，認為屬于化學風化[5]；曲亮等基于現(xiàn)場測試方法，對故宮建福宮內(nèi)的石質(zhì)文物進行了科學評價，認為風化是石質(zhì)構(gòu)件破壞的主要原因[6]；陳喜波研究了紫禁城營建所需石材的開采及運輸過程[7]；陳智勇研究了紫禁城古建筑石作的裝飾藝術(shù)[8]；劉大可對我國北方地區(qū)古建筑的石作工程進行了較為全面的論述[9]；鄭建軍討論了端門內(nèi)御路石地面的修復方法[10]等。然而，對于紫禁城古建筑臺基的石作技術(shù)研究，相關(guān)成果則很少。本文基于已有成果，開展該方面研究，探討紫禁城古建筑臺基石作的技術(shù)要點和科學保護方法，以推進紫禁城古建筑的保護與研究。

1 運輸

紫禁城古建筑臺基石作所用石材包括漢白玉、青白石、青砂石等[7,11]。其中，漢白玉色調(diào)混白、質(zhì)地均勻，多用于臺基的須彌座、欄桿和御路石；青白石顏色青白，材質(zhì)細膩，多用于臺基的基石、御路石和柱頂石；青砂石質(zhì)地堅硬、經(jīng)久耐用，多用于臺基陡板、階條石。上述石料的主要產(chǎn)地為北京周邊地區(qū)，史料亦有記載。如明代文人高道素所著《明水軒日記》載有：“白玉石產(chǎn)大石窩(今北京市房山區(qū)內(nèi))，青砂石產(chǎn)馬鞍山(今北京市門頭溝區(qū)內(nèi))、牛欄山(今北京市順義區(qū)內(nèi))、石徑山(今北京市石景山區(qū)內(nèi))……大石窩至京城一百四十里，馬鞍山至京城五十里，牛欄山至京城一百五十里?！盵12]

上述石材由產(chǎn)地運到紫禁城時，因體量大小不同而采取不同的運輸方式。對于特大型石材而言，往往采用“旱船”運輸。所謂旱船，就是用方木截面的短柱、長梁特制的一種木架，專門用來承載特大石材，央視紀錄片《故宮》中的旱船模擬造型如圖2所示。明代賀仲軾撰《兩宮鼎建記》記載了明萬歷年間重修三大殿臺基丹陛石運輸過程，即“中道階級大石，長3丈，闊1丈，厚5尺(1尺為1丈的1/10，約0.31m)，派順天等八府民夫2萬，造旱船拽運，派同知、通判、縣佐二督率之，每里掘1井，以澆早船、資渴飲，計二十八日到京，官民之費總計銀11萬兩有奇”[13]。從上述記載可以算出，這塊石料重達100t，運輸這樣巨重的材料，既不能用車也不能就地滾，于是選在冬季運輸，沿途每隔一里打一口井，路上潑水成冰，拽石在冰上滑行，摩擦阻力較小，這在當時的條件下，不失為有效的方法。但用這種辦法仍需要工匠2萬余名，經(jīng)過28天才拽運到北京。若按房山大石窩至北京距離以140里(1里=500m)計，其運輸時間花費近1個月，每天行程約4～5里，其運輸之艱難可見一斑。

圖2 旱船模擬造型

對于中小型石材而言，從產(chǎn)地運到施工現(xiàn)場的工具為騾車。明代官府設有(騾)車戶專門負責運輸石材，若官府車輛數(shù)量不夠，則從順天府、保定府等地進派車戶。當時運輸石材的車輛有十六輪、八輪、四輪及二輪之分，視石材輕重而采用不同的車輛。如《兩宮鼎建記》載“鼎建兩宮(乾清宮、坤寧宮)大石，御史劉景晨亦有僉用五城人夫之議。工部主事廓知易議：造十六輪大車，用騾一千八百頭拽運，計二十二日到京，計費銀七千兩而縮”。對于體量較小的石材，則采用輪數(shù)較小的騾車運往紫禁城。

在施工現(xiàn)場，不同體量的石料有不同運輸方法。如對于小型石材，可采用人工抬運法；對于較重的石料，可采用點撬法，即首先將石料邊角包裹好，然后用撬棍撬動石料，使之移動；對于石料質(zhì)量大且現(xiàn)場運輸距離較長時，可采用擺滾子法[14]，即先用撬棍將石料的一端撬離地面，并把滾杠放在石料下面，然后用撬棍撬動石料，當石料挪動時，趁勢把另一根滾子也放在石料下面?，F(xiàn)場提升質(zhì)量較大的石料時，可采用絞磨抱桿方法[14]，即在施工現(xiàn)場立抱柱1根，抱柱用4根繩索拉接(繩索可調(diào))，然后分別在抱柱頂部、地面安裝定滑輪各1個，提升石料的繩子繞過抱柱頂部的定滑輪，再通過地面的定滑輪與絞磨相連，使得提升石料所需的豎向力改變成水平力(見圖3)。當工匠水平轉(zhuǎn)動絞磨時，即可提升石料。

圖3 重石材提升示意

清工部《工程做法》規(guī)定：拽運石料所用的旱船、滾子、梢子(撬棍)均應為榆木制作[15]。分析認為，這主要與我國榆木種類較多，且榆木具有木性堅韌、較耐腐、硬度與強度較高等優(yōu)點相關(guān)[16]。

2 加工

石作工程中，安裝前的石料均需進行現(xiàn)場加工，以符合尺寸及形狀要求。紫禁城古建筑臺基石料加工的主要工具有鏨子、楔子、卡扁、刀子、錘子、剁斧、磨頭、尺子、墨斗、線墜等[17]。其中，鏨子為短鐵桿，一端四面有銳刃，用于打荒料和打糙；楔子為上粗下銳的鐵件，且下端呈三角尖狀，用于劈開石料；卡扁的特點即刃寬而較薄，用于石料的齊邊；刀子用于雕刻花紋；錘子由把手和金屬錘頭組成，用于擊打鉆子或卡扁；剁斧形狀與錘子類似，但下端形狀介于錘子與斧子之間，用于石料表面加工；磨頭用于石料表面磨光；墨斗由墨線與轉(zhuǎn)動小輪組成，用于彈劃石料的尺寸線；線墜為圓錐狀金屬體，頂端掛線，用于石料的豎直度檢查。部分石作工具如圖4所示。

圖4 部分石作工具

紫禁城始建于明代，其石作工程多以宋《營造法式》為參考。而《營造法式》卷三規(guī)定了石材加工的6道工序，即“打剝”(用鏨子鑿掉大的突出部分)、“粗摶”(鑿掉小的突出部分，使得石材表面深淺均勻一致)、“細漉”(用鏨子在石材表面密集鑿，使得表面平整)、“褊棱”(用褊鏨鑿石材棱角，使之平整)、“斫砟”(用斧刃剔鑿石材，使其表面平正)、“磨礱”(用砂石水磨掉石材表面的斫紋)[18]。對于含雕刻的石質(zhì)構(gòu)件，營造法式也規(guī)定了剔地起突(浮雕)、壓地隱起(淺雕)、減地平钑(刻痕)、素平(不做雕刻)等不同等級要求[18]。上述規(guī)定可反映宋代以來臺基石料的加工基本做法。

明清以來的工匠們基于工程經(jīng)驗，逐漸完善了石材的加工工序，其技術(shù)要點可包括以下步驟[17,19]：①對荒料進行打制，使其尺寸基本符合要求。為保證加工尺寸的準確性，初步加工后的荒料宜大于加工后尺寸2cm以上。②根據(jù)構(gòu)件的實際尺寸，在石材上彈出墨線。③根據(jù)墨線的定位，用鑿、打、刷、刺、剁等手法，對石材進行加工，至所需形狀。其中，鑿即用鏨子鑿掉石材表面高出部分；打即用工具把墨線以外部分打掉；刷即刷道，是用錘子或鏨子在基本鑿平的石材表面打出平順、細致、深度均勻的溝道；刺即刺點，是在石材表面鑿出均勻溝道的輔助方法；剁即剁斧，用于將石料表面找平。④再經(jīng)過多遍剁斧、扁光刮平，使得石材表面平整，且看不出鏨痕或斧影。⑤石材上有雕刻紋飾時，首先制作圖譜，然后在圖譜上用針刺孔，再將圖譜覆蓋在石材表面，用麻線布覆蓋紅色土粉在圖譜上反復錘打，再取下圖譜，沿著石料上的粉末印記進行雕刻，獲得所需紋飾。⑥對構(gòu)件進行打磨，完成加工。

3 安裝

3.1 欄板與望柱

臺基的望柱與欄板施工時，主要通過榫卯及卡槽方式進行構(gòu)件之間的連接，如圖5所示。對于榫卯連接方式而言，在望柱底部有榫頭，榫頭長、寬均約為望柱邊長的0.3倍[20]，對應的地栿欄板槽內(nèi)有卯口。望柱由上往下插入地栿的欄板槽后，榫頭與卯口產(chǎn)生咬合作用，有利于避免望柱發(fā)生搖晃。欄板的側(cè)面有榫頭，榫頭長、寬均約為0.02m[20]，對應的望柱側(cè)面有尋杖眼(卯口)。欄板與望柱在水平方向上相連接后，榫頭與卯口產(chǎn)生的咬合作用，有利于避免望柱單體的走閃錯位。對于卡槽連接方式而言，為保證欄板、望柱在安裝后的水平穩(wěn)固，地栿頂部通?？逃邪疾郏凵畈怀^地栿高度的0.1倍[20]。上述構(gòu)件底部插入地栿凹槽后，構(gòu)件與凹槽產(chǎn)生卡固作用，因而不易歪閃。望柱的側(cè)面亦刻有欄板槽，深度不超過欄板寬度的0.1倍[20]。欄板在水平向插入望柱的欄板槽內(nèi)后，與望柱產(chǎn)生卡固作用，有利于整體穩(wěn)定。地栿底部插入階條石頂部預留的凹槽中，或作出梗插入階條石的凹槽中，形成穩(wěn)固卡槽連接。

圖5 欄板相關(guān)構(gòu)件安裝示意

欄板、望柱等石質(zhì)構(gòu)件安裝時，應保證基層表面平整。構(gòu)件底部不平整時，可采用較硬且易敲碎的材料如生鑄鐵片墊平[21]，然后將接縫處勾抹嚴實(見圖6)，便于灌漿。關(guān)于勾抹材料的使用，當接縫厚度<5mm時，一般用油灰(生石灰∶生桐油=2∶1，質(zhì)量比)；當接縫厚度超過5mm時，宜在油灰中摻入適量細砂，以提高接縫處灰漿的粘結(jié)度[21]。灌漿時，一般在某個合適的位置留一個缺口，稱為“漿口”[14]，灌漿完成后再把漿口封護住。為增加灌注壓力，可在漿口位置放一漏斗用于灌漿。灌漿前可在石材與基層接觸位置灌注適量清水，一方面可沖掉石材表面的灰塵，另一方面有利于灰漿與石材的粘接。紫禁城宮殿建筑的石作工藝中，灌漿材料多為生石灰漿或江米漿(糯米漿)。其中，生石灰漿為生石灰與水攪和而成，江米漿為生石灰∶糯米∶白礬=100∶0.3∶0.33(質(zhì)量比)，再與水攪和而成[14]。

圖6 構(gòu)件底部勾抹

3.2 須彌座

紫禁城內(nèi)等級較高的宮殿建筑，其臺基底部為石質(zhì)須彌座，地栿下部不設排水口，而是改成了石質(zhì)排水獸。須彌座由佛座演化而來，由下而上一般由土襯、圭角、下枋、下梟、束腰、上梟、上枋等部分組成[22]。為滿足須彌座高度需要，其土襯、下枋、上枋還可做成雙層形式[23]。須彌座雖由多層構(gòu)件組成，但為保證安裝后的整體性，其各層構(gòu)件可由一塊石料雕刻而成[23]。如圖7所示的須彌座，其最上層的上枋為單獨加工，下部各層構(gòu)件為一塊石料。上枋下部出梗，與下部構(gòu)件頂部預留的凹槽形成卡槽連接，以保證上枋的牢固。

圖7 含須彌座臺基安裝示意

須彌座上下層之間還可采用陽梗落槽方法進行安裝，即上層采梗，下層落槽，以防止各層之間產(chǎn)生錯動[24]，如圖8所示。排水獸一般安裝在地栿底部、望柱的正下方，其上部由地栿底部的凹槽卡固，兩側(cè)由上枋石擠緊。排水獸后部頂面、上枋頂面均與臺基地面最低位置相齊平，以利于雨水匯集到排水獸后部的排水口內(nèi)。排水獸又名蚣蝮，為明代“龍生九子”之一，其造型設計不僅豐富了紫禁城的建筑裝飾內(nèi)容，而且具有科學性[25]。蚣蝮嘴部的出水口是整個臺基地面的最低點，有利于臺基雨水排出。蚣蝮的“肚子”可用于臨時存水，有利于欄板底部的雨水迅速匯入進水口，避免了雨水在欄板位置的積存。蚣蝮突出臺基外的造型可以使得雨水向前、向遠方排出，有利于保護臺基。

圖8 須彌座各層的陽梗落槽安裝方法

3.3 臺階

紫禁城古建筑臺階一般由基石、御路石、垂帶、象眼石、土襯石、如意石等石質(zhì)構(gòu)件安裝組成，如圖9所示。其中，基石構(gòu)成臺階的各層臺級；御路石位于臺階的正中部位，其表面多雕刻龍鳳紋飾，以示意皇家建筑的特殊性；垂帶為一塊長石料，表面平整，順著臺階的坡度安裝于臺階的端部，主要起保護基石側(cè)面防止其錯動作用；象眼石呈三角形，位于垂帶下方，主要用于封護基石側(cè)面；土襯石為象眼石底部的墊石，以保證象眼石底部平穩(wěn)；如意石位于臺階最底層，其表面與地面齊平，主要起裝飾作用，以襯托宮殿建筑的威嚴。

圖9 紫禁城臺階構(gòu)造

臺階安裝時，對于每層基石而言，其底部墊層應夯實，背部用石塊或磚塊墊穩(wěn)，再灌注江米漿，以保證基石的穩(wěn)固；基石上表面俗稱為“站腳”，站腳要有輕微的向下傾斜度以利于排水；上下層基石之間采用“磕絆”連接方法，以加強石材的連接整體性[26]。“磕絆”做法如圖10所示，即下層基石與上層基石的交接位置，下層基石做成直角凹槽形式，再將上層基石扣壓其上。該做法使得上下層基石之間互相擠緊，有利于避免基石之間的錯動。對于垂帶而言，由于其斜向置于象眼石之上，為保證安裝的穩(wěn)固性，石塊上部被削成豎直以利于與階條石擠緊，下部做成略向下傾斜的平面(俗稱“垂帶巴掌”)，疊壓在燕窩石(底層基石)上表面預留的凹槽內(nèi)，該凹槽俗稱“垂帶窩”，如圖10所示。對于御路石而言，由于其體積及質(zhì)量均較大，且傾斜于地坪面安放，為穩(wěn)固起見，一方面在御路石底部預留梯形凹槽，使其與基層牢固連接；另一方面在其背后砌墻，作為御路石的支撐；待御路石墊穩(wěn)后，在其背部灌注江米漿[26]。

圖10 臺階構(gòu)件安裝方法

對于體量很大的御路石而言，拼接處理是安裝的一個技巧。如對于太和殿三臺上的丹陛石而言，其長度為16.57m，現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)其并非一塊整料鋪墁而成，而是由3塊石料拼合組成，其中最大塊石料長度僅為丹陛石總長度的0.6倍，各石料間的接縫處理得很巧妙，隱藏在云龍紋中。分析認為，由于運到施工現(xiàn)場的石料尺寸小于太和殿三臺丹陛石的需求尺寸，因而古代工匠用3塊石料進行了拼接處理[27]。拼接時，如果直縫對接，必定會露出接縫，使得丹陛石造型缺乏整體性，視覺效果較差。而古代工匠采用云紋凸起的曲線作為拼合線，使得石料之間的接觸面高低起伏，凸凹交錯，即使是3塊石料拼合，也顯得嚴絲合縫，不走近看很難發(fā)現(xiàn)。這樣一來，既解決了原有石料尺寸不足問題，還能表現(xiàn)丹陛石恢弘大氣的整體視覺效果。只不過由于歷經(jīng)時間長久，丹陛石各石塊間因變形而略有錯動，因而使得裂縫顯現(xiàn)出來(見圖11中虛線標記部分)。

圖11 隱藏在紋飾中的接縫

3.4 柱頂石

柱頂石位于臺基的地面之上，其主要作用是支撐立柱，并把立柱傳來的質(zhì)量往下傳給磉礅。紫禁城中柱頂石表面通常有兩種做法：對于建筑體量較小的建筑而言，柱頂石表面正中做凹槽(見圖12虛線以下部分)，稱為“海眼”，其寬度和深度約為柱徑的0.2～0.3倍[28]，海眼的主要目的是用于初步固定立柱，對應的立柱底部做出管腳榫，插入海眼中；對于體量較大、建筑等級較高的宮殿建筑而言，柱頂石表面保持平整(見圖12虛線以上部分)，立柱平擺浮擱在柱頂石上。研究表明[29-30]：柱底平擺浮擱在柱頂石上，在地震作用下通過反復的搖擺運動來耗散地震能量，以減小或避免建筑本身的破壞。另紫禁城中有少量的游廊建筑，其建筑等級、建筑體量很小，柱頂石正中的凹槽貫穿整個柱頂石，立柱底部則做成套頂榫形式，穿透柱頂石而直接落在磉墩上[31]。磉礅層為紫禁城古建筑地基的中間部分，其主要作用是支撐柱頂石傳來的作用力，如圖13所示。磉墩是一個個獨立的立方體磚墩，平面尺寸為1～2m見方，厚度一般不少于1m。磉墩硬度大、承載力好，因而有利于承受柱頂石傳來的上部集中作用力，并將該作用力向下部的灰土地基擴散，符合土力學傳力原理[32-33]。

圖12 柱頂石照片

圖13 磉墩與柱頂石的關(guān)系

柱頂石安裝前，應確定好高度控制線。柱頂石安裝后，其外棱的位置一般與地坪標高相同，其凸出地面的部分稱為鼓鏡。鼓鏡上表面平整，用于支撐立柱(見圖13)。體量較大的柱頂石安裝在磉礅之上時，為保證柱頂石平穩(wěn)，可用1層墊石在其底部墊牢，厚度不宜超過1cm，以利于在空隙中灌漿[34-35]。柱頂石底部所灌注的灰漿為油灰，其稠度宜較大，以利于迅速與柱頂石底面粘接。灌漿時，需用粗鐵絲或鐵繞子同時進行插搗，以利于灌漿飽滿。當插搗的另一側(cè)冒出水泡時，可認為柱頂石底部灌漿合格[36]。灌漿以后，可塞一些鐵片入灰縫內(nèi)，以增加灰縫的抗壓能力。體量較小的柱頂石可直接安裝在油灰層上，然后用木夯夯實，夯實后灰漿的厚度亦控制在1cm左右。鼓鏡部分一般在臺基地面鋪好后再剔鑿成型，一方面保證鼓鏡頂面的平整效果，另一方面有利于柱頂石外棱與臺基地面齊平[9]。

4 修繕

在外力或自然因素作用下，紫禁城古建筑臺基會出現(xiàn)殘損問題，即不能滿足正常使用或正常受力需求[37]。對于殘損的石質(zhì)構(gòu)件，可采取修補、拉接、拆安、清洗等加固方法。

4.1 修補

根據(jù)石質(zhì)構(gòu)件的損傷程度不同，修補可包括補抹和補配2種方法。

1)當石質(zhì)構(gòu)件表面因風化等原因有輕微缺失時，可采用補抹方式加固，如圖14虛線標記所示。風化是紫禁城石質(zhì)構(gòu)件破壞的重要方式，主要表現(xiàn)形式為構(gòu)件表面出現(xiàn)粉末狀，其物理原因主要為空氣中粉塵的積累，化學原因在于空氣中的二氧化碳、水與石材中的CaO，MgO等成分產(chǎn)生化學作用，生成Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2等物質(zhì)，并堆積在石材表面[5]。對于承載石質(zhì)構(gòu)件如柱頂石而言，風化威脅到結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定性[38]；對于非承載石質(zhì)構(gòu)件如欄板而言，風化會加劇構(gòu)件的破壞[39]。對于輕微風化的石質(zhì)構(gòu)件，補抹的具體操作工藝為：將風化或局部缺損部分用鏨子剔鑿成易于補抹的形狀，清理干凈界面后，堆抹上具有粘接力和石料質(zhì)感的材料，干硬后再用鏨子剔鑿出構(gòu)件表面的形狀。其中，“補配藥”的配方為：白蠟∶黃蠟∶蕓香∶木炭∶石面(用與原石材相同材質(zhì)石料磨成粉狀)=3∶1∶1∶30∶56(質(zhì)量比)[9]。

圖14 構(gòu)件表面補抹

2)當石質(zhì)構(gòu)件因風化或外力作用嚴重缺失時，可采用新料進行補配，且新舊料之間用鋼芯拉接，具體做法為[36]：①將原有構(gòu)件表面風化部分剔除，露出完好部分，然后選配相同材質(zhì)的石料進行加工，并預留大于需要尺寸2mm左右做成雛形；②對新舊料進行鑿孔，平面位置在兩個拼接面的中心，深度不宜小于各構(gòu)件高度的1/2，然后插入不銹鋼芯，孔徑大于鋼芯直徑0.01m，以利于填充粘接材料；③對新、舊料進行粘接，接觸面位置要做成粗糙面并清除污塵，以利于粘接；傳統(tǒng)粘接材料一般為白蠟∶蕓香∶松香∶黑炭=2∶1∶1∶33(質(zhì)量比)，將上述幾種材料按照重量比拌和在一起，稍稍加溫后融合成粘接劑，即可用于粘接新舊石材；另環(huán)氧樹脂摻入少量乙二胺(質(zhì)量比100∶(6～8))或乙烯三胺及二甲苯(質(zhì)量比100∶10∶10)亦可達到較好的粘接效果；④粘接好后再對新料進行打磨或補充雕刻構(gòu)件上的紋飾。建福宮靜怡軒某柱頂石補配后的照片如圖15所示，其上部新石料部分為補配，所采用的不銹鋼芯直徑為0.02m，長度約為0.2m，粘接料為環(huán)氧樹脂與乙二胺的混合物，自2004年加固至今完好。

圖15 柱頂石補配

4.2 拉接

拉接加固用于石質(zhì)構(gòu)件之間的連接失效，或者單體石質(zhì)構(gòu)件的斷裂加固。紫禁城古建筑臺基石質(zhì)構(gòu)件之間通常采用榫卯、卡槽形式連接，而在外力作用下，這些構(gòu)件之間的連接會產(chǎn)生松動或斷裂。1976年唐山大地震時，故宮英華門臺基的欄板、望柱連接斷裂的資料如圖16所示[40]。另單體石質(zhì)構(gòu)件在外力作用下也會產(chǎn)生斷裂。鐵件材料由于具有強度高、體積小、加工方便等優(yōu)點，因而在古建筑維修加固中多被采用[41]。紫禁城古建筑石作工程中，常采用扒鋦子拉接加固石質(zhì)構(gòu)件。扒鋦子一般長約0.1～0.2m，厚約0.005～0.010m，兩端彎折成90°，彎折長度約為0.1m。扒鋦子連接加固石質(zhì)構(gòu)件的具體方法為[9]：在擬連接的兩個構(gòu)件上分別鑿扒鋦窩，然后將扒鋦子塞入，并灌鹽鹵漿固定。鹽鹵漿的主要成分及配合比為[14]：鹽鹵∶水∶鐵面=1∶(5～6)∶2(體積比)。其中，鹽鹵的主要成分是氯化鎂(MgCl2)，并含有少量氧化鎂(MgO)，它們與鐵面、水可產(chǎn)生化學反應生成堿式氯化鎂(Mg(OH)Cl)，堿式氯化鎂具有較好的粘接力，且凝結(jié)后硬度較大[42]，因而有利于將扒鋦子固定在石質(zhì)構(gòu)件內(nèi)，并使其發(fā)揮拉接作用。欄板上部(見圖17)、側(cè)面均產(chǎn)生局部斷裂，望柱的頭部與柱身產(chǎn)生斷裂，采用上述方法拉接加固后，效果良好。

圖16 望柱與欄板分離

圖17 鐵件拉接石質(zhì)構(gòu)件

4.3 拆安

當臺基的石質(zhì)構(gòu)件殘損嚴重且數(shù)量較多，或者構(gòu)件之間連接出現(xiàn)較大范圍的松動、歪閃等問題時，通常采用拆安的方法進行修繕。所謂拆安，即拆開原有構(gòu)件，經(jīng)過添配后重新組裝的施工工藝[43]。如圖18a所示，紫禁城武英門修繕資料中，后檐東側(cè)臺階存在較大范圍的殘損問題，且無法用修補的方法來進行加固，具體表現(xiàn)為基石普遍存在相互錯動、局部下沉、縫隙明顯、雜草叢生、表面風化，個別階條石斷裂，垂帶石前部斷裂，象眼、垂帶、欄板間相對歪閃等[44]，使得臺階無法滿足正常使用需求。基于臺階的殘損現(xiàn)狀，工程技術(shù)人員采用拆安法進行維修，拆除了原有臺階，對原有構(gòu)件進行編號，更換了斷裂基石，修補了局部殘損的構(gòu)件，并按照臺階安裝工藝重新進行安裝，并將構(gòu)件之間的接縫處用油灰(生石灰∶面粉∶桐油=1∶1∶1，體積比)[42]勾抹嚴實。拆安后的臺階跺如圖18b所示，該方法雖然過程較為復雜，但是有利于較大范圍石質(zhì)構(gòu)件的殘損問題。

圖18 拆安法修繕臺階

4.4 去污

石作技藝的重要內(nèi)容還包括石質(zhì)構(gòu)件表面的污染物清洗?？諝庵杏懈m及微生物，它們通過空氣沉降或流水淤積匯集到石質(zhì)文物表面，有的會通過石材孔隙滲入其內(nèi)部。其中，微生物會腐蝕石材，水中的污漬會形成水垢。另有人為活動(碰觸、踩踏)石質(zhì)構(gòu)件表面，使之受損或污染。上述問題不僅對石質(zhì)構(gòu)件造成程度不一的破壞，還會影響文物的外觀。以太和殿前臺基為例[45]：空氣中的二氧化硫通過雨水或積水流入臺基位置時，與石材產(chǎn)生化學反應，生成灰黑色的硫酸鈣狀污染物；空氣中的碳酸融于雨水中落到石質(zhì)文物表面，會與其中的碳酸鈣鎂石發(fā)生化學反應，生成碳酸氫鈣，碳酸氫鈣結(jié)晶后會在文物表面形成結(jié)殼；太和殿瓦面接縫處部分殘留的石灰遇到雨水后，會形成碳酸鈣，碳酸鈣隨著雨水滴落在臺基表面，形成結(jié)殼狀污染物；另曾有游客不文明行為，造成臺基表面有污染痕跡。

石質(zhì)構(gòu)件清洗技術(shù)一般包括化學清洗、物理清洗和生物清洗等3種技術(shù)，其中化學清洗技術(shù)是指利用化學清洗劑對構(gòu)件表面進行清洗；物理清洗技術(shù)是指用物理或機械的方法對構(gòu)件表面清洗；生物清洗技術(shù)是指將微生物的懸濁液依托適當載體貼敷到構(gòu)件表面，利用微生物的營養(yǎng)攝取特點與新陳代謝特質(zhì)完成對構(gòu)件表面污染物的清除工作[46]。故宮博物院文物保護及管理部門對石質(zhì)文物的清洗有著嚴格的規(guī)定[47]：應遵循“修舊如舊”“可逆性”“不破壞文物”的原則，不能用高壓水清洗，以免文物表面受到?jīng)_擊性破壞；不能用腐蝕性化學藥品清洗，以免造成保護性破壞。故宮博物院在21世紀初期曾對物理清洗法進行了試驗，認為僅適用于輕微污染的文物，因而化學清洗法為故宮石質(zhì)構(gòu)件的主要清洗手段[48]。EDTA-2Na(乙二胺四乙酸二鈉鹽)試劑具有對構(gòu)件表面污染物較強的清洗能力，且對石材物理力學性能影響小[49]。近期有研究人員采用該材料試劑對太和殿室外臺基須彌座進行清洗，將其噴涂在構(gòu)件表面，為防止其揮發(fā)太快，采用濕紙和保鮮膜覆蓋(見圖19)，試驗顯示清洗效果較好。

圖19 須彌座表面清洗

5 結(jié)語

1)紫禁城古建筑臺基的石作工程，可包括石材的運輸、加工、安裝、修繕等。

2)石材的遠途運輸采用旱船或騾車方式，施工現(xiàn)場運輸采用人工抬運、點撬、擺滾子、絞磨抱桿等方式。

3)石材的現(xiàn)場加工，采用鑿、打、刷、刺、剁等方法，以獲得所需尺寸的石料。

4)臺基的望柱與欄板安裝，主要通過榫卯及卡槽方式進行；須彌座下部分層構(gòu)件可制作成1塊整料，與上枋進行卡槽連接，亦可采用陽梗落槽方法進行安裝；臺階的上下層基石之間采用“磕絆”的連接方法，御路石可采取背部砌墻作為襯墊、錯縫安裝方法；柱頂石安裝時不僅需保證底部平穩(wěn)，而且應控制其外棱與臺基地面齊平。

5)臺基石作的修繕加固，根據(jù)石質(zhì)構(gòu)件殘損情況的不同，可適當選用修補、拉接、拆安、去污等方法。