現代夯土建造技術在鄉建中的本土化研究與示范

薩日娜

建學建筑與工程設計所有限公司天津分公司 天津 300074

引言

在我國，以生土為主要材料的建筑具有多年的發展歷史，且在我國具有廣泛的分布，直至目前，我國還有很多人依然居住在生土建筑當中，且較多的在貧困農村區域分布。其中，具有最廣覆蓋面以及最大比例的夯土民居是主要的生土建筑類型。在實際運行中，雖然夯土材料在生態效能以及熱工性能方面具有較好的表現，但在耐久性以及力學方面還存在著不足，并因此對該類建筑的結構安全產生影響。在該種情況下，即需要能夠對新時代背景下的夯土建造技術進行研究，使其在現今建筑行業中更好地發揮作用。

1 基礎研究

1.1 理論驗證

在我國西部地區，很多工匠在實際工作中經常對具有較低砂石含量的高黏性土作為原料進行使用，在實際施工中通過手工機具的使用進行建設。根據相關研究，對于傳統夯土建設房屋來說，材料在耐水性以及力學方面存在的不足是導致開裂問題發生根源。同我國傳統夯土技術相比，現代夯土優化機理所具有的差異，即表現在引入了現代機具以及原料土砂石級配方面存在的不同。在實際處理中，在聯系原狀土土質粒徑結構的基礎上對個適當比例的石子與細砂材料進行了加入，以此使涂料混合物變為類似混凝土骨料構成材料，即將原土當中的黏粒實現對水泥成分的取代，以此對石子、黏粒以及細砂的配比進行形成，通過基于機械強力夯擊以及含水率控制物理作用的應用，在干燥后，使夯筑體在耐水性、防潮性以及力學性能方面獲得積極的提升。對于該原理來說，在經過多年來的檢驗實踐當中，目前已經成為夯土建造技術具體研究當中的重要理論。針對該理論，我國研究人員在對多地區原狀土進行選擇的基礎上進行了一定的驗證試驗，根據試驗結果，發現對于按照該原理夯筑的墻體，能夠獲得約1.4MPa的抗壓強度。但對于該方式來說，其在施工體系以及機具系統方面也具有較高的要求，在實際施工中，靈活易用以及具有高沖擊抵御能力機械夯筑體系是該技術應用的核心內容[1]。

1.2 模板系統

在傳統夯土技術當中，椽筑和版筑是其中最為常見的模板體系，但卻存在剛度不足的情況，無法對電動夯錘以及氣動夯錘的沖擊力進行良好的抵御。就目前來說，現代夯土當中所使用的為混凝土鋁鎂合金模板體系，雖然在操作以及組裝方面具有較好的便利性，但卻具有較高的價格。在實際研究中，研究人員曾經對我國的鋼模板體系進行使用，但其在抗橫向沖擊能力方面存在不足，且組裝較為復雜，不適合應用在農村施工中。對于該問題，在聯系我國農村實際的基礎上對新模板體系相關原則與目標進行了制定，在經過多次試驗后，最終對螺桿、竹膠板以及型鋼等市面常見材料進行了使用，以此對新的模板體系進行加工[2]。該體系具有靈活的組裝特征，能夠對傳統夯土建筑T型交接以及轉角位置的結構強度進行有效的加強；第三，抗震結構體系。在抗震設計方面，目前還缺少對應的研究實驗依據。對于我國具有夯土建造傳統的農村，其所處區域為地震的活躍地點，同時當地人們已知依賴對傳統夯土民居抗震性能的擔憂，則使得做好該方面研究成為一項關鍵性內容。在聯系現代夯土墻體所具備的夯筑施工特點以及力學性能，同時聯系農村地區在建筑形式與布局相關需求的基礎上，研究人員在對農房結構抗震技術要求相結合的基礎上對其構造措施以及結構體系進行了系統的分析，按照易施工、低成本原則進行優化處理，對基于夯土強承重結構的結構體系進行了提出，包括有適宜性建筑體型系數的控制、構造柱 - 圈梁 - 配筋砂漿帶的抗震協同，以及墻體間交接、墻體與屋面等，同時在該基礎上對坡屋頂以及平屋頂兩種常見形式對實體模型進行了搭建，并進行了對應的振動臺試驗，以此對其抗震性能進行論證。根據論證發現，該結構夯土房屋在抗震性能方面具有較好的表現，能夠對“小震不壞，大震不倒”的目標進行實現[3]。

2 示范建設

在經過一系列基礎試驗研究后，研究人員在機具系統、建筑結構、土料級配以及施工方法方面都獲得了較大的突破，以此對完整的技術體系進行了形成。而在實際房屋建設中，也需要能夠通過示范建設對其具體適用度以及接受度進行檢驗。在本次示范方建設中，對三合院的布局形式進行了使用，在聯系具體功能需求的基礎上對平屋頂以及單坡屋頂這兩種結構形式進行了應用，以此對不同的示范效用進行驗證。而在對常規結構構造進行應用外，在實際房屋建設中，還在聯系新型夯土施工特點以及力學性能的基礎上對通風洞口、土炕以及墻面掛鉤構件進行了優化，使其在對村民習慣相符合的基礎上實現施工成本的降低。同時，也在建筑的節能方面進行了改進，在當地，坡度頂是以往民居當中冬季保溫的薄弱環節，但對于傳統的擠塑板材料保溫方式來說，其在成本以及施工難度方面還存在不足，無法在村民自建房當中進行積極的推廣。對于該情況，在實際房屋建設中通過椽間空間的應用對秸稈保溫層進行了設置，有效地提升了屋面保溫性能，且在該處理當中所耗費的人工以及材料成本低于常規擠塑板保溫方式。在建筑建設完成后，無論是在建筑穩定性還是整體成本上都達到了預期，具有較好的推廣價值。

3 結束語

在上文中，我們對現代夯土建造技術在鄉建中的本土化與示范進行了一定的研究，在未來工作中，還需要對其本土化處理進行進一步的研究優化，使傳統夯土建設方式在現今建筑應用當中也能夠發揮出重要的價值。