第一节 台基的设计
一、台基的定义
台基是承托建筑物荷载的地下基础部分以及高出室外地坪以上,台明内部的结构部分,其构造是以石或砖包面的夯土平台,地下部分亦称埋深或埋头。
二、台基的组成
台基的构造依其使用部位分为柱下结构、柱间结构、台帮结构三大部分,在此之外的空隙部分填土夯实。
(一)磉墩
磉墩(图2-2)是支承柱顶石的独立基础砌体,是主要的建筑结构之承重结构。金柱下的叫“金磉墩”,檐柱下的叫“檐磉墩”。
图2-2 磉墩
如果两个或四个磉墩相邻很近(如金柱和檐柱下筑磉墩),常连成一体,叫“连二磉墩”或“连四磉墩”。与连磉墩相区别的是“单磉墩”。磉墩常用砖砌体作为承力基座,在我国南方地区的磉墩,是在底部铺设碎石,并夯实作为垫层,称为“领夯石”,在领夯石上再砌筑片石或砖墩,称为“叠石”,按所铺设层次多少(即磉墩之高低),分为“一领一叠石”、“一领二叠石”(图2-3)、“一领三叠石”。
图2-3 一领二叠石
“磉墩”其大小,宋制没有明确规定,一般以包住柱顶石为原则。清《工程做法则例》卷四十三述,大式建筑“凡码单磉墩,以柱顶石见方尺寸定见方,如柱径八寸四分,得柱顶石见方一尺六寸八分,四围各出金边二寸,得见方二尺八分。金柱顶下照檐柱顶加二寸。高随台基除柱顶石之厚,外加地皮以下埋头尺寸”。其意是说,凡砌单磉墩,均按柱顶石直径做成方形,如柱径0.84尺1,则柱顶石直径1.68尺,四周各加0.2尺,得磉墩见方尺寸2.08尺。金柱下的磉墩按檐柱下磉墩加2寸。磉墩高随台基高除柱顶石厚外,另加地下埋头尺寸。
清《工程做法则例》卷四十六述,小式建筑“凡码单磉墩,以柱顶石尺寸定见方,如柱径五寸,得柱顶石见方八寸,再四围各出金边一寸五分,得单磉墩见方一尺一寸。金柱下单磉墩照檐柱磉墩亦加金边一寸五分。高随台基除柱顶石之厚,外加地皮以下之埋头尺寸”。即若檐柱径0.5尺,则柱顶石按0.8尺,加金边0.15尺,得磉墩见方尺寸1.10尺。金柱磉墩按檐柱磉墩再加0.15尺,得1.40尺。磉墩下部的碎石和叠石,相当于现代建筑的基础垫层,其平面尺寸同磉墩,高度根据地质情况可分别选择“一领一叠石”“一领二叠石”或“一领三叠石”。
(二)柱间拦土结构
磉墩之间砌筑的墙体即为“拦土”(图2-2)。房屋构架以各柱为承重构件,在柱之间一般没有大的承重,只需用砖砌体将柱顶石下的磉墩连起来,并起到支戗作用。磉墩和拦土各为独立的砌体,以通缝相接,但也有少数小式建筑的基础将磉墩和拦土连在一起,一次砌成,这种做法叫做“跑马柱顶”。拦土规格尺度,宋制没有规定,清《工程做法则例》卷四十三述“凡拦土,按进深、面阔得长,如五檩除山檐柱单磉墩分位定长短,如有金柱,随面阔之宽,除磉墩分位定掐挡。高随台基,除墁地砖分位,外加埋头尺寸。如檐磉墩小,金磉墩大,宽随金磉墩”。即拦土长分别按进深面阔尺寸,除去磉墩后确定。如五檩建筑,按除去山檐柱磉墩后即得拦土长,如其中还遇有金柱,再除去其磉墩后即为其净长。拦土高按台基高减去地面砖厚,另加埋头尺寸。磉墩厚一般同拦土,如遇檐柱磉墩小,金柱磉墩大时,拦土厚按金柱磉墩。
(三)台帮背里结构
台明周边的围护,一般有两层,里层的砖砌体,称为“背里”,填充在台帮与磉墩、拦土之间,与陡板石共同组成台帮,如图2-4所示。“背里”属于“金刚墙”的范畴,“背里”和“金刚墙”都是指某砌体外观面之后的砖砌体,但“背里”一般是专对房屋外墙背后的砌砖而言,称为“背里砖”。而“金刚墙”是通指各种砌体背后作为加固强度的隐藏墙体。环绕台明台帮内四周的拦土(不包括柱间拦土),一般称为“背里砖”。背里砖的厚度没有严格规定,取决于台帮、磉墩、拦土、阶条石以及土衬石之间的尺寸,一般多为1~3倍砖厚。
图2-4 台帮结构
(四)古建筑的地基基础的处理
1.宋制基础处理
《营造法式》卷三述“凡开基址须相视地脉虚实,其深不过一丈,浅止于四尺或五尺,并用碎砖瓦石扎等,每土三分内添碎砖瓦等一分”。即选择房屋地基,应了解地质的虚实情况,开挖基础,最深不超过一丈,最浅四五尺,并用3份土,1份砖瓦石的混合物做垫层。
其具体做法《营造法式》中述“筑基之制,每方一尺用土两担,隔层用碎砖瓦及石扎等亦两担。每次布土厚五寸,先打六杵,次打四杵,次打二杵,以上各打平土头。然后随用杵碾蹑,令平,再攒杵扇补,重细碾蹑。每布土厚五寸,筑实厚三寸,每布碎砖瓦石扎等厚三寸,筑实厚一寸五分”。即筑基础所用土和隔层碎砖瓦石,每平方尺各为2担(即十斗)。铺土厚5寸,分三次用木杵(即圆木夯)筑打6遍、4遍、2遍,然后用木碾子压平。对漏空处补打,再碾平。要求每层布土厚5寸,夯实为3寸。每层布碎砖瓦石厚3寸,夯实为1.5寸。
2.清制基础处理
清制开挖基础,基槽挖深称为“刨槽”,槽宽称为“压槽”。《工程做法则例》卷四十七,对夯筑灰土述“凡夯筑灰土,每步虚土七寸,夯实五寸。素土每步虚土一尺,夯实七寸”。对刨槽述“凡刨槽以步数定深,如夯筑灰土一步,得深五寸,外加埋头尺寸,如埋头六寸,应刨深一尺一寸,素土应刨深一尺三寸”。即基槽挖深=每层灰土厚+埋头高;素土刨深=灰土7寸+埋头6寸=1.3尺。
对压槽述“凡压槽,如墙厚一尺以内者,里外各出五寸。一尺五寸以内者,里外各出八寸。二尺以内者,里外各出一尺。其余里外各出一尺二寸。如通面阔三丈,即长三丈,外加两山墙外出尺寸,如山墙外出一尺,再加压槽各宽一尺,得通长三丈四尺”。即:基槽宽=通面阔(通进深)+墙厚+压槽宽(墙厚1尺,槽里外宽0.5尺;墙厚1.5尺,槽里外宽0.8尺;墙厚2尺,槽里外宽1尺;其余里外宽出1.2尺)。
3.夯筑素土
夯筑素土就是用纯土不掺灰,夯筑5遍。清《工程做法则例》卷四十七述“凡夯筑素土,每槽用夯五把,头夯充开海窝宽六寸,每窝筑打四夯头。二夯筑银锭,亦筑打四夯头,其余皆随充沟。每槽宽一丈,充剁大埂小埂十七道。第二次与头次相同。每三遍取平,落水,撒碴子,雁别翅筑打四夯头一遍,后起高硪一遍,至顶步平串硪一遍”。即素土只需夯筑5遍(即头夯充开海窝、二夯筑银锭、二夯取平、四夯雁别翅、五夯起高硪)。海窝间距为6寸,每夯4次即可。