[实用新型]一种潮湿环境土坑类考古遗址临时支护结构

说明书

本实用新型公开了一种潮湿环境土坑类考古遗址临时支护结构，涉及考古遗址保护技术领域，包括坑壁上部由调节支撑杆件和随形挡土板组成的支撑式支挡组件，通过对坑体卸荷带临空面均匀施加预设预应力，控制土坑结构变形；还包括坑顶四周由“井”字形框架组成的固定式承托组件，通过传递下方支挡组件自重荷载，一方面防止支挡组件因预应力松弛向下滑落，另一方面便于支挡组件安装过程中临时固定；还包括坑顶地表由木制的龙骨骨架和木板面层组成的防护组件，通过隔离考古工作区和遗址本体空间，减轻人为踩踏、重物堆载等动静荷载对坑体结构的不利影响。

技术领域

本实用新型涉及考古遗址保护技术领域，具体涉及一种潮湿环境土坑类考古遗址临时支护结构，尤其适用于平面矩形和长度较小的土坑类考古遗址。

背景技术

考古遗址是考古发掘揭露遗迹的载体和出土遗物依存的环境，作为考古研究、文物保护和展示利用的实体对象，具有重要的文物价值。我国大多数古文化遗址、古墓葬、古建筑基址等长期受自然和人为因素影响埋藏地下，后期经考古发掘揭露成为考古遗址。

土坑类是考古遗址常见形态，包括墓葬坑、祭祀坑、窖藏坑、灰坑、考古探坑等类型。大多数土坑类考古遗址平面大致呈矩形，坑壁相对平直，坑体大小差异较大，以长度不足4米、深度不足3米的小型土坑最为常见。

通常考古遗址以土为主要建筑材料，属于广义的土遗址范畴。潮湿环境土遗址保护一直以来都是业内公认的世界性难题，尤其此类环境下的考古遗址经考古发掘揭露后面临保存环境突变，在土体温度场、湿度场、应力场等耦合作用下极易发生各类病害。一般包括结构性病害和非结构性病害两类，前者主要为局部或整体变形失稳，后者主要为表层劣化。

结构性病害是土坑类考古遗址存在的共性问题，主要表现为坑体卸荷带土体结构变形失稳，具有破坏后果严重和过程突发的特点。该病害发育过程为，随着考古发掘过程中坑底不断向下开挖，坑壁上部土体由于应力变化在侧向土压力作用向临空面释放形成卸荷带，导致局部或整体结构变形，并往往伴随卸荷裂隙发育。进一步发展，卸荷带土体将随着裂隙不断延伸贯通形成危土体（块），在地震、振动、人为扰动等外力作用下有可能发生结构失稳。

对于潮湿环境土坑类考古遗址，由于高含水率状态下土体力学强度较低，水分散失导致土体干缩裂隙等发育，坑体自身结构稳定性较差。尤其对于没有保护大棚遮盖的考古遗址，大气降水冲刷侵蚀、地表水下渗和地下水渗流等作用大大降低了坑体结构稳定性。加之坑顶作为考古工作区，人为踩踏、重物堆载等动静荷载作用对坑体稳定性破坏明显。整体上，潮湿环境土坑类考古遗址坑体上部卸荷带土体结构变形失稳风险极大，严重威胁坑底出土文物和考古人员安全。

为了解决土坑类考古遗址在考古发掘过程中坑体上部卸荷带土体结构变形失稳问题，考古人员通常采用各类简易支撑式支挡组件对坑壁进行临时支护，其工作目的、作用原理、技术方法等与建筑基坑支护中支撑式支挡组件相似。支护结构往往作为临时性措施，要求满足文物保护中“不改变原状”和“少干预”原则，即不对坑体土体内部施加措施，不影响后期保护加固工程实施。

目前建筑基坑支护技术相对成熟，包括支挡式结构、土钉墙、重力墙、放坡等多种支护结构类型，可根据安全等级、基坑深度、环境条件、土的类型和地下水条件等因素进行支护结构选型，在此基础上设计具体支护方案。由于土坑类考古遗址的文物属性和考古工作的特殊需求，建筑基坑支护技术只能为土坑类考古遗址提供一些方法层面的借鉴，无法直接移植应用。

土坑类考古遗址临时支护首先需要解决支护结构的有效性和安全性，不仅能够有效控制坑体结构变形，确保自身不存在安全隐患，而且还需要满足考古工作的特殊需求，例如支撑方式不影响坑体中部的考古发掘操作空间，支护范围可以随考古发掘中坑底深度增加进行动态调整，支护区域可以减缓考古发掘中人为踩踏、重物堆载等对坑体结构的不利影响，支护结构安装操作快捷简便利于考古发掘野外作业。

实用新型内容