[實用新型]一種潮濕環境土坑類考古遺址臨時支護結構

有效

• 申請號: 202320111109.7
• 申請日: 2023-01-13
• 公開（公告）號: CN219137704U
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 趙凡;姚雪;謝振斌;李思凡;胡芮;黎俊豪
• 申請（專利權）人: 四川省文物考古研究院;西南民族大學
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04
• 代理公司: 成都中亞專利代理有限公司 51126
• 代理人: 周長福

本實用新型公開了一種潮濕環境土坑類考古遺址臨時支護結構，涉及考古遺址保護技術領域，包括坑壁上部由調節支撐桿件和隨形擋土板組成的支撐式支擋組件，通過對坑體卸荷帶臨空面均勻施加預設預應力，控制土坑結構變形；還包括坑頂四周由“井”字形框架組成的固定式承托組件，通過傳遞下方支擋組件自重荷載，一方面防止支擋組件因預應力松弛向下滑落，另一方面便于支擋組件安裝過程中臨時固定；還包括坑頂地表由木制的龍骨骨架和木板面層組成的防護組件，通過隔離考古工作區和遺址本體空間，減輕人為踩踏、重物堆載等動靜荷載對坑體結構的不利影響。

技術領域

本實用新型涉及考古遺址保護技術領域，具體涉及一種潮濕環境土坑類考古遺址臨時支護結構，尤其適用于平面矩形和長度較小的土坑類考古遺址。

背景技術

考古遺址是考古發掘揭露遺跡的載體和出土遺物依存的環境，作為考古研究、文物保護和展示利用的實體對象，具有重要的文物價值。我國大多數古文化遺址、古墓葬、古建筑基址等長期受自然和人為因素影響埋藏地下，后期經考古發掘揭露成為考古遺址。

土坑類是考古遺址常見形態，包括墓葬坑、祭祀坑、窖藏坑、灰坑、考古探坑等類型。大多數土坑類考古遺址平面大致呈矩形，坑壁相對平直，坑體大小差異較大，以長度不足4米、深度不足3米的小型土坑最為常見。

通常考古遺址以土為主要建筑材料，屬于廣義的土遺址范疇。潮濕環境土遺址保護一直以來都是業內公認的世界性難題，尤其此類環境下的考古遺址經考古發掘揭露后面臨保存環境突變，在土體溫度場、濕度場、應力場等耦合作用下極易發生各類病害。一般包括結構性病害和非結構性病害兩類，前者主要為局部或整體變形失穩，后者主要為表層劣化。

結構性病害是土坑類考古遺址存在的共性問題，主要表現為坑體卸荷帶土體結構變形失穩，具有破壞后果嚴重和過程突發的特點。該病害發育過程為，隨著考古發掘過程中坑底不斷向下開挖，坑壁上部土體由于應力變化在側向土壓力作用向臨空面釋放形成卸荷帶，導致局部或整體結構變形，并往往伴隨卸荷裂隙發育。進一步發展，卸荷帶土體將隨著裂隙不斷延伸貫通形成危土體（塊），在地震、振動、人為擾動等外力作用下有可能發生結構失穩。

對于潮濕環境土坑類考古遺址，由于高含水率狀態下土體力學強度較低，水分散失導致土體干縮裂隙等發育，坑體自身結構穩定性較差。尤其對于沒有保護大棚遮蓋的考古遺址，大氣降水沖刷侵蝕、地表水下滲和地下水滲流等作用大大降低了坑體結構穩定性。加之坑頂作為考古工作區，人為踩踏、重物堆載等動靜荷載作用對坑體穩定性破壞明顯。整體上，潮濕環境土坑類考古遺址坑體上部卸荷帶土體結構變形失穩風險極大，嚴重威脅坑底出土文物和考古人員安全。

為了解決土坑類考古遺址在考古發掘過程中坑體上部卸荷帶土體結構變形失穩問題，考古人員通常采用各類簡易支撐式支擋組件對坑壁進行臨時支護，其工作目的、作用原理、技術方法等與建筑基坑支護中支撐式支擋組件相似。支護結構往往作為臨時性措施，要求滿足文物保護中“不改變原狀”和“少干預”原則，即不對坑體土體內部施加措施，不影響后期保護加固工程實施。

目前建筑基坑支護技術相對成熟，包括支擋式結構、土釘墻、重力墻、放坡等多種支護結構類型，可根據安全等級、基坑深度、環境條件、土的類型和地下水條件等因素進行支護結構選型，在此基礎上設計具體支護方案。由于土坑類考古遺址的文物屬性和考古工作的特殊需求，建筑基坑支護技術只能為土坑類考古遺址提供一些方法層面的借鑒，無法直接移植應用。

土坑類考古遺址臨時支護首先需要解決支護結構的有效性和安全性，不僅能夠有效控制坑體結構變形，確保自身不存在安全隱患，而且還需要滿足考古工作的特殊需求，例如支撐方式不影響坑體中部的考古發掘操作空間，支護范圍可以隨考古發掘中坑底深度增加進行動態調整，支護區域可以減緩考古發掘中人為踩踏、重物堆載等對坑體結構的不利影響，支護結構安裝操作快捷簡便利于考古發掘野外作業。

實用新型內容