豫北地區生土墻的構造分析

路曉明 張盼盼

(1.鄭州科技學院，河南 鄭州 450064; 2.濟源市工程建設監理所，河南 濟源 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、防治太陽輻射、噪聲干擾以及室內熱量的損失，起到保溫、隔熱、隔聲的作用[1]。《釋名》中講到:“墻，障也，所以自障蔽也;垣，援也，人所依止以為援衛也;墉，容也，所以隱蔽形容也;壁，辟也，所以辟御風寒也”[2]。由此可以看出，古人對墻的認識非常深刻，對墻的解釋也各不相同。

1 墻體構造分析

1.1 土坯墻構造分析

由于土坯的強度與土料中粘土顆粒膠體的粘聚力有關，土坯墻一般選擇粘粒含量較高的土料，粘粒含量越高，土坯的強度就越大，但不宜超過30%，粘粒含量太高反而會造成土坯的收縮干裂而引起強度降低[3]。為了提高墻體的抗震強度、增加土坯的拉結力、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，部分地區采用土磚。墻體的厚度取決于對墻體強度、穩定性及功能的要求，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。

為了保證墻體的強度和穩定性，在砌筑時需要遵循錯縫搭接原則，即將上下皮磚的垂直砌縫有規則地錯開。墻體的砌筑方式有很多種，有全順丁、兩層順丁一層側丁、三層順丁一層側丁、一層順丁兩層側丁、一層順丁一層側丁、全側丁和混合砌筑等。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、搭接有序、整體性好、能承受一定的壓力;最差的一種是全側丁砌筑，這種砌筑方式在力的作用下可能發生側移，而且容易出現通縫，整體性比較差，一般用于非承重墻當中，對于承重墻體不允許采用這種砌筑方式。

1.2 夯土墻構造分析

夯土墻是另一種常見的墻體形式，通常采用板筑技術夯實而成。所謂板筑，是指筑墻時用兩塊木板夾住，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，夯完后拆去木板木柱，即成一堵墻。這種技術在商代中期就已出現，并用于房屋，到春秋戰國時期該技術已經非常成熟。

夯土墻的基礎采用石頭砌筑，既可以承受上部荷載，也可以解決防潮問題，并且可以就地取材，充分利用當地資源，節約資金。夯土墻與基礎之間采用側砌的細條石，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。

夯土墻土料應選用雜質少的粘土，一般系當地取土，土料的含水率應控制在12%～18%左右，現場檢測方法以“手捏成團、落地開花”為宜。土料中應含有一定的石子，可以有效防止墻體開裂，同時土中還要加入石灰，用來增強墻體的防水性能和堅固性。

夯土墻在夯筑過程中，不能將配置好的土料一次性裝入模內，應分層裝分層夯實。為了加強夯土墻的韌性和整體性，提高夯土墻的抗拉強度，夯土墻的外墻四角、內外墻交接處，宜設置韌性好的荊條、竹片和蘆葦桿等作為拉結材料，沿墻高每隔500 mm設置一層，且每邊伸入墻內不應小于1 000 mm，當墻上開有洞口時應伸至洞口邊，如圖1所示。

圖1 拉結材料示意圖

夯土墻的門窗洞口有兩種做法，一種是預留法，另一種是后掏法。預留法是在夯土過程中先留出洞口，然后從門洞口一側開始夯筑，在施工到一定高度時在門窗洞口上放置木過梁;后掏法是在施工過程中不留窗洞口，只在相應部位放置木過梁，待夯土墻干燥以后，再在門窗洞口部位潑水掏洞并安裝門窗框，后一種房屋的整體穩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定性的力學要求。

2 墻體裂縫

通過對豫北地區的實地調研發現，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)構造措施不當引起的裂縫;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，夯土墻在夯筑過程中，土料中需要加入一定的水，墻體經過長時間的風吹日曬，水分逐漸消失，墻體本身呈現收縮趨勢，從而產生了裂縫。

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、樓面荷載通過木構架直接作用在墻體上，由于集中荷載太大，致使墻體出現裂縫，見圖2。

2.3 構造措施不當引起的裂縫

構造措施不當是指房屋構造不滿足規范的要求，這種情況引起的裂縫也比較常見，如圖3所示。從圖3中可以看出，由于木過梁兩側在墻上的搭接長度非常少，致使木過梁上方墻體下沉，出現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 構造措施不當引起的裂縫

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，墻體材料強度無法滿足要求，致使墻體開裂，從而出現裂縫。

2.5 構造措施

為了減少墻體收縮開裂，加強墻體的韌性和整體性，提高墻體的抗拉強度，宜在墻體中設置荊條、竹片和蘆葦桿等作為拉結材料。

為了防止墻體局部受壓過大，使墻體產生裂縫，梁端處理有以下兩種方法:第一設置墊塊。石頭的抗壓強度比較高，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。

木過梁在墻上應有一定的搭接長度，每側伸入墻內不得少于300 mm，且要注意防蟲蛀、防腐蝕等問題。也可以在過梁上方一定高度處設置石條，相當于砌體結構中的附加過梁，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，房屋建設以前，應按照國家規范進行勘探，以作為基礎設計的依據。在基坑開挖后，如發現軟弱部位，應采取有效措施妥善處理后方可進行基礎施工，以確保基礎結構的安全性。

3 結語

在環境污染、能源破壞嚴重的今天，使用天然材料是我們邁向生態時代的重要一步。生土建筑存在著明顯的缺陷:采光、通風和衛生條件都不好，居住舒適性不高，與現代生活距離較大，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識它，全面了解它，積極的探索、研究新的方法來改善它自身的缺陷，使這種生態建筑得以傳承和發展。

[1] 李必瑜，魏宏楊.建筑構造[M].第3版.北京:中國建筑工業出版社，2005.

[2] 李誡撰，鄒其昌.營造法式[M].北京:人民出版社，2006.

[3] 王 峻.黃土地區農村民房生土建筑墻體材料抗震性能試驗研究[J].西北地震學報，2005，27(2):51-53.

[4] 劉加平.建筑物理[M].第3版.北京:中國建筑工業出版社，2000.

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