脚踏千层饼紫禁城屹立600年风雨中

                            

磉墩地基的做法与紫禁城古建筑的构造特征密切相关,其主要原因在于紫禁城古建筑是行列有序的立柱来支撑上部构架及屋顶重量,并将该重量传给柱顶石。由于立柱是分散的,因而对应每根立柱下方,都有一个相对独立的地基层,且地基层材料硬实,受到较大作用力(即屋顶传来的重量)而不会产生破坏,砖砌磉墩就起到这个作用。

紫禁城古建筑地基的最上面一层就是柱顶石。柱顶石位于磉墩之上,其上部表面平整,主要用于支撑立柱。立柱柱根不落入地下,而是浮搁在表面平整的柱顶石上。这种“平摆浮搁”的露明安装方式是科学而又合理的。

首先,木柱柱根不插入地底下,有利于避免地底下空气不流通导致的柱根糟朽问题;其次,柱根浮放在柱顶石上,不会传递弯矩作用力,避免地震等外力造成的柱根折断问题;再次,在发生地震等自然灾害时,柱根可在柱顶石表面做往复运动,巧妙地将部分地震能量转换为动能,减少了自身地内能(即内力破坏),产生了“四两拨千斤”的效果。

另外,网上盛传太和殿广场的地基为“横七竖八”15层厚地砖(每层地砖厚约为0.12米,15层地砖总厚度约为1.8米),其主要目的是为了防止刺客挖通向太和殿的地道。上述观点是错误的。太和殿是明清帝王举行登基、大婚、册立皇后、命将出征等重要礼仪活动的场所,平时基本不开。明代皇帝平时在太和门上朝,清代皇帝在乾清门上朝。对于刺客而言,挖一个通向太和殿的地道几乎没有任何意义,因为皇帝平时根本就不在太和殿里。不仅如此,明清时期的紫禁城戒备森严,任何风吹草动都会引起侍卫们的高度警惕,更何况是“挖地道”了。

年故宫中和殿安装避雷针时,工程技术人员通过钻探和地质勘查方式,获得了太和殿、中和殿、保和殿地面至地下16米深处的地基分层做法。易知太和殿地面以下有3层砖,厚0.4米;往下为厚度约为1.0米的石头层;往下再为总厚度约为4米的碎砖与灰土的交替层,也就是前面所说的“千层饼”层;再往下就是厚度约为6米的碎卵石与碎砖的交替层;再往下就是木柱和填土的交替层,深度约为5.6米。柏木桩的主要目的就是将桩尖穿透淤泥层,抵达坚硬的岩石层上。

太和殿地基究竟有多深,目前尚未知。由于太和殿具有上述复杂的地基构造,刺客要想通过太和殿广场的地下通道再挖到太和殿地面来,几乎是不可能的。因此,太和殿广场地面没有必要通过“横七竖八”的砖层来防止刺客挖地道。

紫禁城古建筑的地基设计的巧妙而又合理,不仅稳固可靠,而且均匀、稳固,这使得近年里的时间里,紫禁城古建筑能够始终保持稳固。这不仅体现了古代工匠的智慧,而且其中蕴含的科学机制仍值得现代工程技术人员学习和参考。

(作者系故宫博物院研究馆员)

    


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