漢代是我國封建社會社會經濟、文化首次得到極大發展的時代,也是漢民族文化形成的重要時期。在建築科學上,我國傳統建築的擡梁、穿鬥和井幹三種主要大木構架體系都己出現並趨於成熟,與之相適應的各種平面布局和外部造型亦基本完備,中國古代建築作為壹個獨特的體系在漢朝己基本形成和臺基。臺基是承受房屋整個荷載的基礎,也是構成房屋比例平衡的重要組成部分。老子雲:“九層之臺,起於累土。”臺基的產生最初是由於房屋建築功能結構的需要,並逐漸滲入了人們壹定量的審美及思想觀念,進而甚至被統治階級利用作為等級身份及進行精神統治的壹個重要標示。
壹、夯築技術及瓦的使用是臺基的出現成為可能和必然。據考古發掘材料顯示,我國早期的宮殿建築出現於河南偃師二裏頭文化晚期,盡管當時還處於“茅茨土階”階段,建築裝飾也僅“蜃灰堊壁”而己,卻是我國原始建築向傳統建築轉變的壹個關鍵時代。《世本·作篇》:“桀作瓦屋”。《淮南子·說山訓》:“桀有得事”。高誘註:“謂若作瓦以蓋屋遺後也”。但目前在田野考古工作中尚末發現商代的用瓦實例。1976年,在陜西岐山、扶風兩縣的周原壹帶發現了兩處西周建築遺址,在其中較早的壹處房屋堆積中發現了少量的瓦、瓦型較大,可能僅用於茅草屋頂的脊部及天溝。春秋時期,瓦的使用逐漸得到普及。夯土的出現是我國古代建築技術歷史上的又壹件大事。
1977年,在河南登封告城王城崗遺址發現了東西駢列的兩個小型城堡的夯土墻基,據對夯土中出土的木炭的年代進行測定,其結果為距今4010±85年(樹輪校正為4415±140年),約相當或稍早於夏朝開國的年代。其實用夯技術早在龍山文化時期已在房屋的基槽及居住面上得到廣泛應用,由於當時生產力水平較低,房屋建築結構較為原始、材料較為簡單,使這壹技術未得到進壹步的發展。瓦的發明及使用,建築結構及功能的進壹步擴大,使建築物的自重大大增加,借助於夯築技術,利用便利的粘土來做房屋的臺基和墻身就成為壹種必須。
二、漢代及其以前的臺基、基礎和地面處理《周禮·考工記》:“殷人重屋,堂侑七尋,堂崇三尺”,“周人明堂……堂崇壹筵。”(筵,《說文·竹部》:“筵,竹席也”,是鋪於下層墊底之竹席。筵不但是當時最重要的家具之壹,還是宮室建築的基本度量單位,其尺寸通常較大)。在陜西周原壹帶發現的兩處西周宮殿建築遺址也證實,其中心殿堂臺基比庭院高出0.75米以上,比商代有了很大的提升。春秋戰國時期,封建的統治秩序得以確立,宮室的“規矩制度”也已有了明確的規定。《禮記》:“天子之堂九尺,諸侯七尺,大夫五尺,士三尺”,使建築這壹人類社會歷史上最大的藝術創造物首次融入了等級的概念,這壹觀念貫穿於整個封建社會的營造實踐,成為兩千多年傳統建築活動等級制度的濫觴。
漢代的建築,從現存畫像磚石建築圖形和建築遺址來看,大部分廳堂和樓閣都有較高的臺基,單體建築臺基面積較小,宮殿區或多層連片建築臺基面積較大且分多個層次。在古代傳統建築技術條件下,大面積的基礎連片同時夯築,使之成為“壹塊玉兒”,其效果同今天的“箱形”或“片筏”基礎相類似。商周以後,特別是自春秋時期,在宮殿群中“殿基高巨之風”日盛的同時,又開始興盛壹種高臺建築。其實早在殷商時代就已建有“廣三裏,高千尺”的鹿臺。春秋時期,在卿大夫的府宅中也建有高臺,供平時遊娛、戰時避險。戰國時,諸候競相誇耀國力,紛紛建起規模宏偉的高臺建築,現齊都臨淄故城內的“桓公臺”仍保留有14米殘高。到了漢代,高臺建築達到了其歷史的高峰。元李好問曾述其所見曰:“
予至長安,親見漢魏故址,皆因高為基,突兀峻峙,崒然山出……望之使人神誌不覺森竦”。長樂宮內的酒池鴻臺(據傳為秦始皇所造),“高四十丈,上起觀宇”。(按漢尺壹尺等於24厘米計算,四十丈約為96米高)。武帝時,在建章宮內造有神明臺以求仙者,高五十丈,上有九室,其上又有承露盤,高二十七丈,大七圍。東漢末年,曹操於建安十五年和十八年先後在鄴城修築銅雀、金虎和冰井三臺。“銅爵臺高十壹丈,有屋壹百二十間……金虎臺有屋壹百三十間,冰井臺有冰室三與涼殿,皆以閣道相通,三臺崇舉,其高若山雲。今鄴城北遺址中銅雀臺殘高4-6米,金虎臺殘高12米。從對秦漢高臺建築基址的解剖來看,當時的臺基主要為土築夯實成基。《考工記》中曾對這壹技術有簡約描述:
“凡任索約,大汲其版,謂之無任。……囷窌倉城,逆墻六分。”後世的大建築學家李誡總結道:“築基之制每方壹尺,用土二擔,隔層用碎磚瓦及石劄等亦二擔,每次布土厚五寸,先打六杵,次打四杵,次打兩杵……”。其實這種方法早在十四世紀以前的商代建築臺基上就已使用了。與宮殿高臺建築相比,壹般的單體及居住建築基礎的處理則沒有那麽恢宏。壹般建築其基礎多為平地挖槽,槽的深淺不壹,根據房屋荷載而定,寬同墻垣式略寬,槽底夯實後再在槽內夯築墻基。最近,在福州新店古城的考古發掘中,清理漢初城墻壹千余米,在其城墻的基礎下還發現了壹層厚約40厘米的純砂層,砂層內有鐵渣和陶粒,砂層直接鋪在堅硬的鵝卵石自然地層上。
西漢時,我國傳統建築的擡梁和穿鬥兩大結構體系日趨於成熟,梁架結構的發展,進壹步擴大了室內空間,增強了室內采光,這也是建築科學在發展過程中必須解決的壹個重要課題。從兩漢磚石畫像及部分畫像石墓的結構來看,獨立承重結構的支柱在當時已被廣泛采用,墻內柱及半附墻壁的附壁柱仍是支承屋頂整個荷載的主體。無論是獨立柱、附壁柱、還是墻內柱,柱下都有圓形、方形或不規則形狀的柱礎石。柱礎石有大有小,大者長寬分別在90及60厘米左右,小者長寬約30-50厘米不等。柱礎石的埋深壹般與槽基同深。古代的地面處理,從考古發掘材料來看,主要有夯築、方磚墁地和彩繪地坪。自原始社會時起,人們就很重視室內地面的處理,龍山文化時期,人們已普遍使用黃土或料礓築成基層,以“白灰”抹面來處理居住面。江漢平原的大溪文化居住遺址中,人們除用近似膏泥的灰白色土築基外,還普遍采用火燒技術使地面硬化,這壹傳統壹直延續到春秋時期。1974年至1975年,考古工作者在陜西省鹹陽發掘了秦鹹陽宮的壹部分宮觀建築,“其壹至七室的地面為光滑、平整、堅硬表面施朱紅色的‘丹池’,其他室的地面則是用方磚鋪成”。
漢長安城未央宮鋪地的方磚還飾有回紋、小方格紋等幾何紋樣。在長安城的桂宮二號建築基址中,考古工作者還清理出了原來的草泥地面,作者推測這也應該是所謂的“土被朱紫”地面。
三、漢代建築科學在基礎處理上的成就綜上所述,到兩漢時期止,我國的傳統建築在基礎的處理上已達到了壹定的水平,其主要表現在:
1、基礎的處理方式根據建築物的功能需要和形態差別分別采取相應的形式。
2、基礎墻體的處理已有了收分的概念,增強了建築物本身的穩定性。
3、基礎夯土直接打破生土,說明漢代人們對地層耐力及土的物理性質有了壹個基本的認識。
4、砂墊層的使用,是古人對長期建築實踐活動的總結,也是對地層土壤性質尤其是砂的性質進壹步認識的結果,進而也說明當時人們對地層應力及建築物的不均勻沈降開始有所研究。
5、柱和墻結合使用,是對原始木骨泥墻建築結構的發展,也是後代磚木混合——“墻倒屋不塌”結構的基礎。柱礎的使用進壹步增強了承重柱在結構上的穩定性,同時也減輕了地下土壤中的水分對柱根部的侵蝕。但是,由於受時代發展及建築實踐活動的制約,漢代及其以前的建築活動還存在著重外部形態、輕內部結構的觀念,對建築活動本身還未上升到理論認識的高度,且缺乏靈活多變的具體措施,帶有壹種模式化的傾向。如磚的應用早在西周時就已開始,秦漢時期磚瓦的燒制技術及質量已相當成熟,“秦磚漢瓦”享譽中外。
西漢中期以後,在墓葬建築中磚被大量地使用,但在居住遺跡中,當瓦被大量發現的同時,磚的大規模使用卻嚴重滯後,這壹現象應引起有關研究者的註意。由於受文獻及考古發掘材料的限制,古人對淺層地下水及樁基礎的處理,我們尚未找到詳實的材料。但從漢代畫像磚(石)圖像來看,在橋的中央已有獨立樁基的存在。隨著以後考古發掘材料的日益豐富,我們對漢代及其以前在建築基礎處理方面成就的認識將更加全面和深刻