位於(yu) 北京市中心的紫禁城（今故宮博物院）始建於(yu) 1420年，為(wei) 永樂(le) 帝朱棣令工匠在拆除元代皇宮的基礎上肇建。近600年來，紫禁城古建築曆經各種自然災害而保存無恙，不僅(jin) 與(yu) 建築本身科學合理的構造密切相關(guan) ，其建築地基亦為(wei) 古建築穩固的重要保障。從(cong) 分層構造角度講，紫禁城古建築地基可分為(wei) 下、中、上3個(ge) 部分。

　　紫禁城古建築地基的下部做法一般為(wei) 一層碎磚、一層灰土的交替使用，總厚度在1.2米至3.1米之間，有專(zhuan) 家戲稱該地基做法為(wei) “千層餅”。這種地基不是天然的，是古代工匠在元代地基的基礎上夯實鋪墁而成的，因而屬於(yu) 人工處理地基。紫禁城古建築“千層餅”的地基構造科學而又合理。

　　從(cong) 材料角度講，灰土由生石灰與(yu) 黃土按3∶7的比例混合而成，由於(yu) 生石灰具有吸水後強度增大的優(you) 點，因而灰土基礎不僅(jin) 強度較高，而且具有一定的防潮性能。紫禁城古建築的灰土層地基中還摻有“糯米汁”，即用糯米熬成的汁灑在灰土裏。其優(you) 點在於(yu) ：糯米具有很好的黏性，可以將灰土牢牢地黏固在一起，形成一個(ge) 整體(ti) ，猶如一個(ge) 麵糊團團，不會(hui) 因為(wei) 大風、大震而鬆散。

　　從(cong) 構造上講，灰土層與(yu) 碎磚層的交替使用也有利於(yu) 建築本身的穩固。如果全部用灰土層地基，那麽(me) 由於(yu) 灰土的韌性較大，盡管上部建築產(chan) 生均勻下沉，但是其下沉量偏大；如果全部采用碎磚層地基，那麽(me) 盡管碎磚的硬度比灰土要大，但由於(yu) 碎磚的顆粒直徑比灰土大，在夯實過程中彼此之間會(hui) 有空隙，因而會(hui) 造成基礎密實度偏弱。采取一層碎磚一層灰土的交替夯實方法，既有利於(yu) 建築的均勻下沉，又能避免建築本身下沉量過大，還能保持地基本身的密實度。

　　紫禁城古建築“千層餅”地基之上，是磉礅層，為(wei) 紫禁城古建築地基的中間部分，其主要作用是支撐柱頂石傳(chuan) 來的建築重量。所謂“磉墩”，即柱頂石下方的獨立地基，多為(wei) 磚砌。

　　磉墩與(yu) “千層餅”地基做法不同，它不是滿鋪在地基土之上，而是一個(ge) 個(ge) 獨立的立方體(ti) 磚墩，磚墩的平麵尺寸為(wei) 1米至2米見方，厚度一般不少於(yu) 1米。磉墩材料並非是灰土與(yu) 碎磚，而是整塊磚，其硬度大、承載力好，因而有利於(yu) 承受柱頂石傳(chuan) 來的上部集中作用力，並將該作用力向下部的“千層餅”地基擴散，符合土力學傳(chuan) 力原理。

　　磉墩地基的做法與(yu) 紫禁城古建築的構造特征密切相關(guan) ，其主要原因在於(yu) 紫禁城古建築是行列有序的立柱來支撐上部構架及屋頂重量，並將該重量傳(chuan) 給柱頂石。由於(yu) 立柱是分散的，因而對應每根立柱下方，都有一個(ge) 相對獨立的地基層，且地基層材料硬實，受到較大作用力（即屋頂傳(chuan) 來的重量）而不會(hui) 產(chan) 生破壞，磚砌磉墩就起到這個(ge) 作用。

　　紫禁城古建築地基的最上麵一層就是柱頂石。柱頂石位於(yu) 磉墩之上，其上部表麵平整，主要用於(yu) 支撐立柱。立柱柱根不落入地下，而是浮擱在表麵平整的柱頂石上。這種“平擺浮擱”的露明安裝方式是科學而又合理的。

　　首先，木柱柱根不插入地底下，有利於(yu) 避免地底下空氣不流通導致的柱根糟朽問題；其次，柱根浮放在柱頂石上，不會(hui) 傳(chuan) 遞彎矩作用力，避免地震等外力造成的柱根折斷問題；再次，在發生地震等自然災害時，柱根可在柱頂石表麵做往複運動，巧妙地將部分地震能量轉換為(wei) 動能，減少了自身地內(nei) 能（即內(nei) 力破壞），產(chan) 生了“四兩(liang) 撥千斤”的效果。

　　另外，網上盛傳(chuan) 太和殿廣場的地基為(wei) “橫七豎八”15層厚地磚（每層地磚厚約為(wei) 0.12米，15層地磚總厚度約為(wei) 1.8米），其主要目的是為(wei) 了防止刺客挖通向太和殿的地道。上述觀點是錯誤的。太和殿是明清帝王舉(ju) 行登基、大婚、冊(ce) 立皇後、命將出征等重要禮儀(yi) 活動的場所，平時基本不開。明代皇帝平時在太和門上朝，清代皇帝在乾清門上朝。對於(yu) 刺客而言，挖一個(ge) 通向太和殿的地道幾乎沒有任何意義(yi) ，因為(wei) 皇帝平時根本就不在太和殿裏。不僅(jin) 如此，明清時期的紫禁城戒備森嚴(yan) ，任何風吹草動都會(hui) 引起侍衛們(men) 的高度警惕，更何況是“挖地道”了。

　　1977年故宮中和殿安裝避雷針時，工程技術人員通過鑽探和地質勘查方式，獲得了太和殿、中和殿、保和殿地麵至地下16米深處的地基分層做法。易知太和殿地麵以下有3層磚，厚0.4米；往下為(wei) 厚度約為(wei) 1.0米的石頭層；往下再為(wei) 總厚度約為(wei) 4米的碎磚與(yu) 灰土的交替層，也就是前麵所說的“千層餅”層；再往下就是厚度約為(wei) 6米的碎卵石與(yu) 碎磚的交替層；再往下就是木柱和填土的交替層，深度約為(wei) 5.6米。柏木樁的主要目的就是將樁尖穿透淤泥層，抵達堅硬的岩石層上。

　　太和殿地基究竟有多深，目前尚未知。由於(yu) 太和殿具有上述複雜的地基構造，刺客要想通過太和殿廣場的地下通道再挖到太和殿地麵來，幾乎是不可能的。因此，太和殿廣場地麵沒有必要通過“橫七豎八”的磚層來防止刺客挖地道。

　　紫禁城古建築的地基設計的巧妙而又合理，不僅(jin) 穩固可靠，而且均勻、穩固，這使得近600年裏的時間裏，紫禁城古建築能夠始終保持穩固。這不僅(jin) 體(ti) 現了古代工匠的智慧，而且其中蘊含的科學機製仍值得現代工程技術人員學習(xi) 和參考。

　　（作者係故宮博物院研究館員）

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