豫北地區(qū)生土墻的構(gòu)造分析

路曉明 張盼盼

(1.鄭州科技學(xué)院，河南 鄭州 450064; 2.濟(jì)源市工程建設(shè)監(jiān)理所，河南 濟(jì)源 454650)

0 引言

墻是建筑物的重要組成部分之一，除了承受上部荷載和分割房間外，還可以抵御自然界雨雪的侵襲、防治太陽(yáng)輻射、噪聲干擾以及室內(nèi)熱量的損失，起到保溫、隔熱、隔聲的作用[1]?！夺屆分兄v到:“墻，障也，所以自障蔽也;垣，援也，人所依止以為援衛(wèi)也;墉，容也，所以隱蔽形容也;壁，辟也，所以辟御風(fēng)寒也”[2]。由此可以看出，古人對(duì)墻的認(rèn)識(shí)非常深刻，對(duì)墻的解釋也各不相同。

1 墻體構(gòu)造分析

1.1 土坯墻構(gòu)造分析

由于土坯的強(qiáng)度與土料中粘土顆粒膠體的粘聚力有關(guān)，土坯墻一般選擇粘粒含量較高的土料，粘粒含量越高，土坯的強(qiáng)度就越大，但不宜超過(guò)30%，粘粒含量太高反而會(huì)造成土坯的收縮干裂而引起強(qiáng)度降低[3]。為了提高墻體的抗震強(qiáng)度、增加土坯的拉結(jié)力、防止干裂，一般在土中摻入適量的麥稈、稻草等。土坯的尺寸有350 mm×150 mm×100 mm和400 mm×200 mm×100 mm兩種，部分地區(qū)采用土磚。墻體的厚度取決于對(duì)墻體強(qiáng)度、穩(wěn)定性及功能的要求，外墻厚度通常有480 mm，420 mm和390 mm三種，內(nèi)墻一般采用土磚，厚度有300 mm和240 mm兩種。

為了保證墻體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在砌筑時(shí)需要遵循錯(cuò)縫搭接原則，即將上下皮磚的垂直砌縫有規(guī)則地錯(cuò)開(kāi)。墻體的砌筑方式有很多種，有全順丁、兩層順丁一層側(cè)丁、三層順丁一層側(cè)丁、一層順丁兩層側(cè)丁、一層順丁一層側(cè)丁、全側(cè)丁和混合砌筑等。在這幾種砌筑方式中，全順丁是最好的一種砌筑方式，這種方式傳力均勻、組砌得當(dāng)、搭接有序、整體性好、能承受一定的壓力;最差的一種是全側(cè)丁砌筑，這種砌筑方式在力的作用下可能發(fā)生側(cè)移，而且容易出現(xiàn)通縫，整體性比較差，一般用于非承重墻當(dāng)中，對(duì)于承重墻體不允許采用這種砌筑方式。

1.2 夯土墻構(gòu)造分析

夯土墻是另一種常見(jiàn)的墻體形式，通常采用板筑技術(shù)夯實(shí)而成。所謂板筑，是指筑墻時(shí)用兩塊木板夾住，兩板之間的寬度等于墻的厚度，板外用木柱支撐，然后在兩板之間填滿泥土，用杵夯實(shí)，夯完后拆去木板木柱，即成一堵墻。這種技術(shù)在商代中期就已出現(xiàn)，并用于房屋，到春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期該技術(shù)已經(jīng)非常成熟。

夯土墻的基礎(chǔ)采用石頭砌筑，既可以承受上部荷載，也可以解決防潮問(wèn)題，并且可以就地取材，充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，節(jié)約資金。夯土墻與基礎(chǔ)之間采用側(cè)砌的細(xì)條石，這樣有助于土石之間的傳力，從而消除滑移面，增加夯土建筑的抗震性能。

夯土墻土料應(yīng)選用雜質(zhì)少的粘土，一般系當(dāng)?shù)厝⊥?，土料的含水率?yīng)控制在12%～18%左右，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法以“手捏成團(tuán)、落地開(kāi)花”為宜。土料中應(yīng)含有一定的石子，可以有效防止墻體開(kāi)裂，同時(shí)土中還要加入石灰，用來(lái)增強(qiáng)墻體的防水性能和堅(jiān)固性。

夯土墻在夯筑過(guò)程中，不能將配置好的土料一次性裝入模內(nèi)，應(yīng)分層裝分層夯實(shí)。為了加強(qiáng)夯土墻的韌性和整體性，提高夯土墻的抗拉強(qiáng)度，夯土墻的外墻四角、內(nèi)外墻交接處，宜設(shè)置韌性好的荊條、竹片和蘆葦桿等作為拉結(jié)材料，沿墻高每隔500 mm設(shè)置一層，且每邊伸入墻內(nèi)不應(yīng)小于1 000 mm，當(dāng)墻上開(kāi)有洞口時(shí)應(yīng)伸至洞口邊，如圖1所示。

圖1 拉結(jié)材料示意圖

夯土墻的門(mén)窗洞口有兩種做法，一種是預(yù)留法，另一種是后掏法。預(yù)留法是在夯土過(guò)程中先留出洞口，然后從門(mén)洞口一側(cè)開(kāi)始夯筑，在施工到一定高度時(shí)在門(mén)窗洞口上放置木過(guò)梁;后掏法是在施工過(guò)程中不留窗洞口，只在相應(yīng)部位放置木過(guò)梁，待夯土墻干燥以后，再在門(mén)窗洞口部位潑水掏洞并安裝門(mén)窗框，后一種房屋的整體穩(wěn)定性明顯要高于前一種，這種做法符合粘土的特性以及房屋整體穩(wěn)定性的力學(xué)要求。

2 墻體裂縫

通過(guò)對(duì)豫北地區(qū)的實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，墻體裂縫主要有以下四種形式:

1)自然收縮引起的裂縫;2)屋面大梁直接作用在墻體上引起的裂縫;3)構(gòu)造措施不當(dāng)引起的裂縫;4)地基不均勻沉降引起的裂縫。

2.1 自然收縮引起的裂縫

這種裂縫在夯土建筑中比較常見(jiàn)，夯土墻在夯筑過(guò)程中，土料中需要加入一定的水，墻體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)吹日曬，水分逐漸消失，墻體本身呈現(xiàn)收縮趨勢(shì)，從而產(chǎn)生了裂縫。

2.2 集中荷載引起的裂縫

在墻體承重房屋中，屋面大梁直接擱置在墻體上，屋面、樓面荷載通過(guò)木構(gòu)架直接作用在墻體上，由于集中荷載太大，致使墻體出現(xiàn)裂縫，見(jiàn)圖2。

2.3 構(gòu)造措施不當(dāng)引起的裂縫

構(gòu)造措施不當(dāng)是指房屋構(gòu)造不滿足規(guī)范的要求，這種情況引起的裂縫也比較常見(jiàn)，如圖3所示。從圖3中可以看出，由于木過(guò)梁兩側(cè)在墻上的搭接長(zhǎng)度非常少，致使木過(guò)梁上方墻體下沉，出現(xiàn)了一條近似凸拋物線形狀的裂縫。

圖2 集中荷載引起的裂縫

圖3 構(gòu)造措施不當(dāng)引起的裂縫

2.4 地基不均勻沉降引起的裂縫

地基不均勻沉降也是引起裂縫的主要原因。由于地基的不均勻沉降，墻體承受很大的剪切力，墻體材料強(qiáng)度無(wú)法滿足要求，致使墻體開(kāi)裂，從而出現(xiàn)裂縫。

2.5 構(gòu)造措施

為了減少墻體收縮開(kāi)裂，加強(qiáng)墻體的韌性和整體性，提高墻體的抗拉強(qiáng)度，宜在墻體中設(shè)置荊條、竹片和蘆葦桿等作為拉結(jié)材料。

為了防止墻體局部受壓過(guò)大，使墻體產(chǎn)生裂縫，梁端處理有以下兩種方法:第一設(shè)置墊塊。石頭的抗壓強(qiáng)度比較高，將石塊置于梁底可以加大受壓面積，從而減少梁對(duì)墻體的集中荷載;第二用磚在梁底砌成“┓_┍”形，這樣也可以有效地防止裂縫。

木過(guò)梁在墻上應(yīng)有一定的搭接長(zhǎng)度，每側(cè)伸入墻內(nèi)不得少于300 mm，且要注意防蟲(chóng)蛀、防腐蝕等問(wèn)題。也可以在過(guò)梁上方一定高度處設(shè)置石條，相當(dāng)于砌體結(jié)構(gòu)中的附加過(guò)梁，這樣可以減少墻體裂縫的延伸。

為了減少地基的不均勻沉降，房屋建設(shè)以前，應(yīng)按照國(guó)家規(guī)范進(jìn)行勘探，以作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)。在基坑開(kāi)挖后，如發(fā)現(xiàn)軟弱部位，應(yīng)采取有效措施妥善處理后方可進(jìn)行基礎(chǔ)施工，以確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

在環(huán)境污染、能源破壞嚴(yán)重的今天，使用天然材料是我們邁向生態(tài)時(shí)代的重要一步。生土建筑存在著明顯的缺陷:采光、通風(fēng)和衛(wèi)生條件都不好，居住舒適性不高，與現(xiàn)代生活距離較大，而且被人們看成是貧窮和落后的象征，致使生土建筑逐漸被淘汰。我們首先要從思想上去重新認(rèn)識(shí)它，全面了解它，積極的探索、研究新的方法來(lái)改善它自身的缺陷，使這種生態(tài)建筑得以傳承和發(fā)展。

[1] 李必瑜，魏宏楊.建筑構(gòu)造[M].第3版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

[2] 李誡撰，鄒其昌.營(yíng)造法式[M].北京:人民出版社，2006.

[3] 王 峻.黃土地區(qū)農(nóng)村民房生土建筑墻體材料抗震性能試驗(yàn)研究[J].西北地震學(xué)報(bào)，2005，27(2):51-53.

[4] 劉加平.建筑物理[M].第3版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000.

[5] 趙西平，趙方周，劉家平，等.秦嶺山地民居墻體構(gòu)造技術(shù)[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，25(1):17-18.