西安秦王府城墙倒塌原因分析

伴随着墙体的破坏，城墙内堆填的土体大量剥落，在短时间内全部变成了砖石与泥土混合的废墟。

城墙一失以往的坚固与沉稳，自发性地整体倾倒。

倒塌的城墙是明代秦王府遗址的一部分。明秦王朱樉为朱元璋的第二个儿子，明秦王府是其府邸。倒塌的部分位于府邸的南侧。

明秦王府城墙遗址范围

经过了600余年风雨的洗礼，原来的城墙早已是残砖败瓦。特别是1921年冯玉祥在西安为了修建督军府，把城墙的包砖全部都拆了，真正遗留下来的仅为裸露的夯土。

真正的城墙只剩下夯土

裸露的夯土没有任何防护，长期被雨水冲刷可能会出现崩塌。为了保护好历史性的文物，西安市在2003年后陆续对这些城墙进行了加固与防护，主要的方式是在这些夯土的外部加砌砖头与填土，力图恢复以往城墙刚建成时的风貌。

陆续开展的城墙加固防护工作

本次事件中倒塌的城墙也进行了类似的处理。在残存下来的夯土墙外部，是新建的包砖砌体和填土，原来的土墙则被包裹在新建的城墙内部。

新旧城墙之间的关系

从现场照片来看，本体夯土墙似乎并没有遭受破坏，出现倒塌的仅是城墙新建部分。

倒塌部分的滑裂面

在视频中，可以十分清晰地看到，城墙的包砖发生了绕底部支点的整体转动，并最终倒下。

包砖发生整体转动，最终倒下

挡土墙工程发生整体破坏时，大致可以分为三种主要的破坏类型。一是滑动（Sliding），挡土墙整体向外挤出，没有明显的旋转或转动；二是倾覆Overturning），挡墙绕基础底部发生整体向外的转动；三是失稳（Instability），这是由于地基土过于松软导致的，与前者相反，此时挡墙将绕墙顶产生反方向的转动。

在本次事件中，城墙的包砖正是扮演了挡土墙的角色，发生了典型的倾覆型破坏。

典型的倾覆型破坏

对于倾覆型破坏，一般是由墙背后的填土压力过大引起的。当填土作用于墙背的压力超过临界点，压力将开始令墙体产生转动。

但值得注意的是，新建的城墙已完工多年。如果说包砖的强度一开始就不足以抵抗背后土压力，似乎难以解释为什么在多年之后才发生了破坏。

如果我们在网上深入搜索，可以发现事件中倒塌的城墙在去年已经出现了损害。

2019年9月，也是因为连日阴雨，城墙的顶部（海墁）部分区域出现下陷开裂。

海墁出现下陷

除此之外，墙体在端部与侧面也开始渗水。

渗水的墙面

从城墙倒塌的现场照片来看，19年城墙的损害还没完全修复。照片中，城墙顶部似乎设置有简易的挡雨蓬，应该是为了防止雨水流入破损的海墁。

城墙顶部简易的挡雨蓬

墙面渗水与海墁下陷值得进一步研究，因为这不是城墙在正常情况下应该出现的。这些征兆，暗示着城墙内进入了大量的水，而且不能充分顺畅排出。

当城墙内没有良好的排水条件时，水会积聚在墙的内部，形成三角形分布的静水压力。

城墙内部水积聚形成静水压力

在静水压力的水平作用下，包砖砌体会发生侧向变形，墙背后的土体发生侧向挤出，从而带动了城墙顶部伴随发生下陷。

在静水压力下，城墙发生侧向变形

相比起风沙，水更为城墙的克星。

在正常情况下，城墙会设置多项措施，以防止雨水进入城墙内部或在内部积聚，即使是在古代。

城墙墙顶的海墁通常会设置坡度，当降雨时，雨水会顺着坡度集中到以一定间隔布置在墙顶的集水口。

城墙顶部的集水口

集水口与城墙的流水槽相连，汇聚的雨水最终通过流水槽垂直排到地面的水沟。

城墙侧面的流水槽

通过这项措施，可以保证大部分的雨水系统性地排到地面。然而，有小部分雨水仍可能通过包砖之间不密实的缝隙进入到城墙内部。这时，在城墙内部也要设置排水通道。

如南京的古城墙，同样为明朝所建，在城墙的顶部与底部均设置有内部排水口，当下雨时，渗入城墙内部的雨水也可以通过这些排水口泄出，形成了独特的“龙吐水”现象。

南京的龙吐水

回头看本次倒塌的城墙，虽然在侧面找到了用于表面排水的流水槽，但从19年墙面渗水的情况来看，内部可能并没有设置充足的排水通道。

城墙侧面的流水槽

综合以上分析，西安明秦王府城墙倒塌的主要原因可能是城墙内部缺乏排水，雨水积累在城墙内部，最终诱发了倒塌。

在城墙建好之后，包砖仅承受内部填土的水平压力。在土体干旱时，这个压力很小，包砖的强度完全可以承受。

降雨后，部分雨水通过包砖的缝隙进入了城墙内部。由于内部缺乏排水通道，雨水只能通过墙体侧面缓慢渗出。在连续下雨时，因雨水排放能力不足，城墙内部的水位不断升高，导致了越来越高的静水压力。城墙在额外的压力下发生挤出变形，并导致了墙顶海墁的下陷。

墙顶在19年下陷破损后，一直未得到完全修复，降雨天气时雨水比以前更容易通过破损部位进入城墙内部。内部填土在雨水的长期浸泡下，力学性质被削弱，包砖受到的填土压力逐渐增大。在不断增大的填土压力与静水压力作用下，包砖砌体的强度逐渐接近临界点。

城墙到达临界点后，倒塌进入倒计时。