土方填筑施工技术与规范

    (一)土堤填筑质量控制的早期成就和施工规范

    1．先秦堤防规模和夯筑要求

    西周时期堤防已有相当规模。据《国语•周语上》记载：“防民之口，甚于防川。川壅而溃，伤人必多。”这是召公劝导周厉王不要压制百姓对政治的议论时所说的一段话，大约出自公元前844年左右。从“川壅而溃，伤人必多”的说法来看，当年不仅堤防修筑已较普遍，而且也有相当的高度。春秋时淄水流经齐国都城东门外，为防洪水，当年东门堤有相当的高度，施工中须要动用牛马向上运输土料。到了西汉，在今河南浚县黄河的一些堤段，堤高达16米以上。这样高的土堤，又是用来挡水的，因此一定要有较高的填筑质量才行。

    高大堤防断面也必然庞大。为保证土堤的自身稳定，要选择较缓的边坡。据《周礼•考工记》记载，战国年间的土堤边坡一般规定是：“凡为防，广与崇方。其閷分去一。大防外閷于这段文字有不同的理解。笔者从水利技术的角度理解是：“若将‘广’解释为堤顶宽，‘叁分去一’解释为堤两面坡度的总合(即每边的边坡都分别是1:1.5，也就是横1.5，纵1)，这样就比较合理了。”②而高大的堤防，两面边坡还要更缓一些。据此，像西汉黄河的一些堤段，大堤底宽将近80米。这种大型水工建筑物，其修筑技术和施工组织都会比较细致，以便保证质量。

    《管子•度地》记录了战国时代土工施工的技术规定，主要有土壤含水量的掌握和施工工具的配置。

    土工施工的合理季节在春季。技术原理是：“春三月，天地干燥……利以作土功之事，土乃益刚。”土壤含水量适宜，容易捣实，有利于提高土堤密实度和容重。而夏季多雨。秋季土壤含水量大，“濡湿日生，土弱难成……土工之事亦不立”，而冬季土壤结冻，起土困难，又不易捣实，“土刚不立”，难以保证施工质量。

    直接决定施工质量的还有土体的夯筑程度。《管子•度地》中记录了当时水利工程常用的工具有：“笼、锸、版、筑”和土车。土车利于远距离运送土料。笼(土筐)、锸(锨)是挖土和挑土的器具。而版即今筑墙的模板。筑则是夯杵，捣实土体的工具。筑堤土壤必须分层捣实才能达到较大的容重，也才能保证一定的密度，以提高土堤抗御洪水时自身的稳定和挡水的能力。考古发现早在商代修筑宫殿的台基，就曾使用夯筑，河南偃师二里头早商宫殿台基保留有清晰的夯印。夯印呈半球状，直径3～5厘米。在此遗址中还同时出土了羊头形石杵一件。杵体呈圆柱形，上部稍细，下端磨成半球形。

    夹板分立土体两侧，并由两旁立柱加以固定。夹板中间填土，用夯杵捣实。一般每板长2～3米，高20～30厘米。每板捣实后，上面再加一板，并继续填土和捣实。土体筑成，再拆除模板。直到唐代黄河河工上还曾使用过板筑修筑挡水土堤。

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