什么是巖土工程?巖土工程為何隸屬于土木工程的范疇?
《巖土工程基本術語標準》(GB50279-2014)很簡潔地回答了兩個問題。巖土工程的定義是“土木工程中涉及巖石和土的利用、整治或改造的科學技術?!?b>
土木工程的定義又是什么呢?
土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統稱。它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養、維修等技術活動,也指工程建設的對象。即建造在地上或地下、陸上或水中,直接或間接為人類生活、生產、軍事、科研服務的各種工程設施,例如房屋、道路、鐵路、管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水排水以及防護工程等。
土木工程的英文名稱是Civil Engineering,不遑多論。中文用“土木”二字來定義,我一直認為極具匠心。那么,它的根在哪里?
大家知道。泱泱華夏,地域遼闊,地形復雜,地勢呈三級,東低西高,風景殊異:高原雄渾寬博,山脈峭壁嶙峋,丘陵延綿起伏,平原一望無垠,水鄉河流如織。氣象條件復雜,從南到北,四帶紛呈:熱帶、亞熱帶、溫帶和亞寒帶。長江、黃河奔騰于其中,不僅形成了賴以休養生息的特殊土壤,提供了動植物成長的良好生態,兩河流域也是中華民族的主要發祥地。
中國原始建筑依據特殊的地理條件應運而生?!睹献莹B滕文公》高度地對其建筑特性進行了概括—“下者為巢,上者營窟”。
“巢居”以長江中下游一帶的河姆渡文化(約公元前5000~前3300年)為代表,借助樹木的支撐構成架空居住面(圖1),以規避河流沼澤、高地下水位及潮濕地面及野獸侵陵,大約經歷了單株樹巢 → 多株樹巢 → 干闌巢居 → 穿斗式地面房舍的幾個發展階段。如吳興錢山漾遺址(約公元前3000年),是在密樁上架木梁,上鋪懸空的地板;余姚河姆渡新石器時代遺址(約公元前5000~前3300年)中,有跨距達5~6米、聯排6~7間的房屋,底層架空(屬于干欄式建筑形式),構件之結點主要是綁扎結合,但個別建筑已使用榫卯結合。其中,隱隱有樁的萌芽,甚至發現排樁以格柵作擋土圍護結構。
“穴居”以黃河域的仰韶文化為代表,穴居于地勢高亢燥爽的黃土地帶(圖2)。后來,還包括湖北長江南岸的大溪文化及江蘇的青蓮崗文化,經歷了自然洞穴 → 橫穴 → 半橫穴 → 豎穴 →半地穴 → 原始地面房舍,這樣一個極為緩慢而復雜的“穴居序列”演變。是否涉及土方開挖與支護?
隨著時間推移,人類經過聚居時代、部落時代,開始使用簡單工具和土、木、石等材料,以謀求改善生存、生活、生產條件,甚至精神寄托之所。于是,工程材料、施工工具、工程內容等方面均有了長足的發展與擴充:
仰韶文化期 ( 距今五、六千年 )開始出現石灰,秦磚漢瓦出的出現是建筑材質的一次飛躍;在構造方面,形成木構架、石梁柱、券拱等結構體系;工程內容方面,有宮室、陵墓、廟堂,還有許多較大型的道路、橋梁、水利等工程;在工具方面,中國商代(公元前16~前11世紀),開始使用青銅制的斧、鑿、鉆、鋸、刀、鏟等工具,后來鐵制工具逐步推廣……
得天獨厚人們給我們留下了眾多千古不朽的杰作,僅千古一帝秦始皇,就給土木工程領域留下一片絢麗多彩的風景:車同軌,馳道通六國;鑿靈渠,水系貫漓湘;都江堰奇思妙想,灌溉天府沃野;長城蜿延逶迤,屏障萬里邊陲……至今仍閃爍著古人智慧的靈光!
如果把原始巢居和穴居作了一個簡單的比較,不難發現一個有趣的現象:巢居初始以植物為主要材料,從干闌巢居向穿斗式地面房舍發展過程中加入了泥土;穴居始用純泥土,從全穴居發展成地面房舍的過程中逐步加入植物。
追本溯源,最原始的建筑形式,都賴以土與木這兩類材料作為主要載體,這或許可以看作巖土工程隸屬于土木工程范疇的最接地氣的、最原生態的詮釋吧?
參考文獻
[1] 中華人民共和土水利部主編?!稁r土工程基本術語標準》(GB50279-2014)。2014,中國計劃出版社,北京。
[2]中國科學院自然科學研究史研究所主編?!吨袊糯ㄖ夹g史》,2000,科學出版社,北京。
[3]史佩棟,高大釗。千年更替話巖土[J],巖土工程界,2001年。
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