图2-4 承台桩基础构造
(4)天然石基础 天然石基础是一种特殊的基础形态。古代建筑有些建在山腰,利用山坡布置殿宇,凿岩开山,以辟出屋基,将地下的岩石凿成柱础。利用自然的岩石作为建筑的基座,需要掌握岩石的构成及其承载能力,因地制宜才能保证建筑的稳固。山西五台山佛光寺整座寺院建在山腰,就是利用山坡布置殿宇建筑的。
(5)条形基础 条形基础,又称带形基础,即呈带状砌筑的基础,是现代建筑中的常见基础形态。其既可设置于墙下,也可设置于柱下。在传统民居建筑中经常使用毛石砌筑,现代建筑中多采用砖砌大放脚形式或者采用钢筋混凝土浇筑。
(6)筏片基础 筏片基础是现代建筑基础类型之一。当建筑物上部荷载很大或地基承载力很小时,则采用整片的钢筋混凝土筏板来承受整个建筑的荷载并传给地基,这种基础形似筏子,则称为筏片基础。在仿古建筑中,当建筑层数较多时则采用这种基础。
条形基础和筏片基础构造可参见现代建筑基础构造。
3.基础的开挖
古建筑基础的开挖主要有两种类型,一种是沟槽开挖,另一种是满堂开挖。
(1)沟槽开挖 沿柱下磉墩与拦土两侧一定范围内进行开挖称为“沟槽开挖”,清朝根据基础拦土墙尺寸开挖基槽,称为“刨槽”,现代称为挖地槽。沟槽宽度,即槽边与墙边之距离称为“压槽”。清《工程做法则例》卷四十七述:“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。”即压槽宽,墙厚1尺以内的,槽里外宽各0.5尺;墙厚1.5尺以内的,槽里外宽各0.8尺;墙厚2尺以内的,槽里外宽各1尺;其余里外宽各出1.2尺,如图2-5所示。沟槽深度是以铺筑灰土层数(步数)为依据,《工程做法则例》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。”即沟槽深为灰土1步,深为1.1尺,如图2-5所示。
图2-5 压槽宽度示意
《营造法原》所述为以江浙一带为代表的南方地区做法,它将挖基槽土方称为“开脚”。开脚大小依房屋规模而定,在基槽上铺筑领夯叠石。挖土后在槽底铺设碎石,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”“一领三叠石”,如图2-6所示。
图2-6 江南领夯叠石做法
(2)满堂开挖 古建筑基础采用全部开挖的做法称为“满堂开挖”,又称为“一块玉儿”,常用于重要的宫殿建筑。唐宋时期重要建筑的基础就已经采用满堂开挖基础的方法。关于满堂开挖基础深度的确定,在《营造法式》卷三述:“凡开基址,须相视地脉虚实,其深不过一丈,浅止于五尺或四尺,并用碎砖瓦石札等,每土三分内添碎砖瓦等一分。”即指开挖基土的深度,要根据地质软硬情况,挖深不超过1丈,最浅4~5尺,并用碎砖瓦或碎石等与土混合,铺筑垫层,其比例为土∶碎砖瓦=3∶1。山西芮城永乐宫是元代建筑,在1960年迁建时,曾对宫内的龙虎殿、纯阳殿、重阳殿等的基础进行了勘测,发现其满堂基础垫层均由一层黄土一层碎砖瓦所组成,其层厚都接近《营造法式》的规定值。满堂基础做法的优点是既可以更好地防止基础不均匀沉降,又能将建筑与自然土壤有效地隔开,隔绝地下潮气上升至室内地面,因此对建筑防潮十分有利,但这种做法造价较高。
4.砌筑基础构造
砌筑基础主要由基础垫层及基础砌体两部分组成。基础垫层多为灰土,可参见灰土基础,基础砌体则包括磉墩和拦土。
(1)磉墩 磉墩是支撑柱顶石的独立基础砌体。
按磉墩的连做方式可以分为单磉墩、连二磉墩、连四磉墩。在一根柱子的柱顶石下砌筑一个磉墩,该磉墩与其他磉墩不发生任何联系,称“单磉墩”。单磉墩依据其位置命名,金柱下的叫“金磉墩”,檐柱下的叫“檐磉墩”。单磉墩均按柱顶石直径制成方形,面积大于柱顶石。宋制没有明确规定,一般以略大于柱顶石为原则。清制分大小式建筑,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”。即如柱径0.84尺,则柱顶石见方1.68尺(按柱径2倍),四周各出0.2尺,得磉墩见方尺寸为2.08尺。金柱下的磉墩按檐柱下磉墩加2寸,得2.48尺。磉墩高随台基高除柱顶石厚外,另加地下埋头尺寸。卷四十六述,小式建筑“凡码单磉墩,以柱顶石见方尺寸定见方。如柱径五寸,得柱顶石见方八寸,再四围各出金边一寸五分,得见方一尺一寸。金柱下单磉墩照檐柱磉墩亦如金边一寸五分。高随台基除柱顶石之厚,外加地皮以下埋头尺寸”。即若檐柱径0.5尺,则柱顶石按0.8尺,加金边0.15尺,得磉墩见方尺寸为1.10尺。金柱磉墩按檐柱磉墩再加0.15尺,得1.40尺。磉墩的细部构造详见图2-7。
图2-7 磉墩细部构造成
当两个磉墩连做时,称为“连二磉墩”,适用于建筑中檐柱与金柱之间距离较近的情形(在砌筑磉墩时檐柱磉墩与金柱磉墩之间已没有距离或距离很小)。清《工程做法则例》中述:“凡码连二磉墩,以出廊并柱顶石定长。如出廊深四尺五寸,一头加金柱顶半个一尺四分,一头加檐柱顶半个八寸四分,两头再各加金边二寸,共长六尺七寸八分……高随台基,除柱顶石之厚,外加埋头尺寸。”连二磉墩详见图2-8。