淺談地坑窯洞的裂縫特征和分類

摘要：生土建筑是世界上少有的，最具地方特色的傳統建筑，之所以能夠傳承下來是因為有獨特的特點，其中窯洞的裂縫是不足中亟待解決的問題，并根據窯洞裂縫的發育特點，將裂縫分為五種，為加固研究提供便利。

關鍵詞：生土建筑 地坑窯 窯洞 裂縫

0 引言

生土建筑是世界上少有的，最具地方特色的傳統建筑。生土窯洞具有冬暖夏涼、因地制宜、保溫隔熱等優點。同時窯洞還存在著一些缺點，比如：通風性能較差、采光不良好、洞室陰暗潮濕、窯洞出現裂縫存在安全隱患等問題，其中窯洞裂縫直接影響著窯洞的安全，亟待解決。因窯洞是在原位土的基礎上直接開挖而成，在分析生土建筑的缺點中，窯洞的裂縫是造成窯洞坍塌最直接的因素，直接威脅著居住者的生命財產安全，尤其春、秋兩季是窯毀洞坍發生最為頻繁的時期，這兩個季節因窯洞坍塌給人民的生命財產安全造成了巨大的損失。據不完全統計，僅2003年秋季，因為陰雨而造成陜西省15萬孔窯洞倒塌，導致20萬居民無家可歸。因此對窯洞裂縫進行研究分析，是我們當前迫在眉睫的使命和責任。

1 下沉式窯洞裂縫的基本特征

在挖掘和使用下沉式窯洞的過程中，容易引發窯洞產生裂縫。裂縫進一步惡化將會導致窯洞的局部受損，甚至造成窯洞整體坍塌，直接威脅到窯洞居住者的生命財產安全。平直、方向性強是下沉式窯洞的裂縫比較突出的特點，例如：在兩個相鄰的下沉式窯洞之間產生的豎向裂縫，通常情況下都是與地面垂直，裂縫類型幾乎就沒有折線型；沿著窯洞的進深方向產生的縱向裂縫，是一條筆直的裂縫，該裂縫從窯室入口一直延伸到窯室最里端，再者就是在窯洞內產生的1.5m左右的橫向裂縫，該裂縫與窯臉平行，呈現圓弧形。這兩種裂縫的方向性都比較強，一種沿著窯洞的進深方向，另一種沿著窯洞的開間方向。

對于生土地坑窯裂縫，主要分布在：第一沿進深的拱尖處；第二沿跨度方向離崖面一定距離處；第三崖面上兩個相鄰窯洞之間。由于開挖生土地坑窯的時間和使用情況存在一定的差異，因此裂縫的發育也有所不同，表現在裂縫之間存在異樣的寬度，裂縫寬度為2-12mm。根據生土下沉式窯洞所處位置的不同，裂縫長度也有所不同，從窯洞入口的拱尖到最里端拱尖的裂縫一般為5-8m。拱弧線的長度是指在窯室內平行于崖面沿跨度方向的橫向裂縫的長度，一般為2-5m；從上地面到窯腿直墻與拱弧線的交接處的距離是相鄰窯洞間的豎向裂縫長度，一般為2-4m；而對于從拱線向上到地面拱圈的錯位裂縫長度為3-4m。

2 生土地坑窯裂縫的分類

通過對地坑窯實地研究調查發現，對于窯室裂縫根據裂縫延伸趨勢、發育形狀分為：縱向、橫向、豎向、縱橫交叉、拱圈錯位五種裂縫形式，把產生裂縫的原因總結如下，為以后窯洞的裂縫加固技術提供便利條件。從而為居民的居住安全提供保障。

2.1 縱向裂縫 縱向裂縫從入口拱尖到最里端拱尖的通長，一般為5-8m。即沿進深方向拱尖的縱向裂縫的長度是進深的通長。產生縱向裂縫的原因主要是：土體干燥收縮時間比較長；季節的交替變化產生溫度循環導致出現溫度縫；開挖拱曲線不合理，進而使得受力彎矩，導致局部拱因受拉而形成裂縫。一般情況下，該裂縫的長度為整個窯洞進深的通長，受兩側土體相互擠壓的影響，裂縫的寬度一般不會過大，一般在2-10mm之間。

2.2 橫向裂縫 橫向裂縫是平行于崖面方向且在窯洞內沿跨度的裂縫，主要分布在距窯室1-2m處。此裂縫是由于崖面部分的土體濕脹干縮循環造成的，另外也有里面土體對外側土體的側壓力作用造成的。此裂縫一般貫穿整個窯跨，裂縫的寬度為2-20mm，在調研中了解到，居民很害怕此裂縫的開展，此裂縫為危險裂縫。

2.3 豎向裂縫 豎向裂縫是在外部崖面彼此相鄰的窯洞間出現的豎直方向的裂縫，主要分布在拱間覆土處，裂縫一般是自崖面的上邊緣始至窯拱尖的水平高度處，裂縫的寬度5-30mm，此裂縫是由于崖面土體的干縮以及溫度循環變化引起的。

2.4 縱橫交叉裂縫 在橫向裂縫和縱向裂縫交叉位置形成十字型的裂縫，窯洞內的縱橫交叉裂縫分布在距離崖面1-2m的拱尖處，十字交叉的裂縫寬度會不斷變大，容易造成土體破碎，極易破壞窯洞的窯體結構。

2.5 拱圈錯位裂縫 從拱弧斜向上發展的裂縫構成拱圈錯位裂縫，該裂縫位于拱弧兩側，呈對稱分布，長度約為1m，寬度為2-10mm。拱圈錯位裂縫的寬度不會過大，否則造成拱正上方土體的坍塌。

3 小結

本文通過調研總結生土窯室，根據裂縫延伸趨勢、發育情況，把窯室的裂縫分為縱向裂縫、橫向裂縫、豎向裂縫、縱橫交叉裂縫、拱圈錯位裂縫五種形式，為以后窯洞的裂縫加固技術提供便利條件。

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作者簡介：祁燁（1983-），女，湖南湘潭人，工程師，研究方向：從事流體設計等工作。