現(xiàn)代夯土建筑營造工藝探究

白云天 蔣黔湘

摘 要：根據(jù)現(xiàn)代夯土建筑的建造工藝要求，本文介紹了土料和原材料的準(zhǔn)備，闡述了相關(guān)施工設(shè)備的應(yīng)用和改進(jìn)方法，系統(tǒng)總結(jié)了施工工藝流程和注意細(xì)節(jié)，以期為夯土建造提供相關(guān)參考。

關(guān)鍵詞：夯土墻;夯土民居;夯土施工工藝

中圖分類號：TU361 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）05-0090-02

Abstract： According to the construction process requirements of modern rammed earth building， the preparation of soil and raw materials was introduced in this paper. The application and improvement methods of related construction equipment were described， and the construction process and details were summarized systematically.It is hoped that this study can provide relevant reference for rammed earth construction.

Keywords： rammed earth walls;soil dwelling;construction process of rammed earth

據(jù)考證，公元前2 500多年前的龍山文化中，存有大量夯土建筑。由于民間的廣泛使用，夯土建造技術(shù)在較長一段時(shí)期內(nèi)成為人類的主要建筑方式。利用現(xiàn)代工藝建造的夯土建筑，不僅具有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度、抗水性、抗風(fēng)化性及抗凍融性等，而且兼具歷史性、地域性、自然性及多樣性的特點(diǎn)[1]。通過在云南、湖南及河南等地的實(shí)踐，本文總結(jié)了夯土施工的工藝及流程，介紹了夯土施工的施工條件和土壤性能，以期為自行建造較高品質(zhì)的夯土民居提供工藝參考。

1 模板設(shè)計(jì)與安裝

模板設(shè)計(jì)主要是對傳統(tǒng)模具進(jìn)行改良，提高模板的強(qiáng)度和穩(wěn)固性，能在多次重復(fù)夯擊中不變形。盡量選用鋼模或鋁模，工程量較小時(shí)采用竹膠模板。模板之間采用拉結(jié)螺桿、圓盤螺母、錨釘以及鐵絲等連接，并制作成T型、L型、圓弧型及一字形模板。其中，拉接螺桿對模板的組裝和固定具有重要作用。模板組裝時(shí)，模板上下兩排每隔600mm插入一根拉接螺桿，穿透模板并在其兩端加木條，用圓盤螺母擰緊，一般套PVC線管。模板拐角處應(yīng)連接形成整體，增強(qiáng)夯土墻的整體性，模板一般厚度為300～600mm。

2 土料準(zhǔn)備

土應(yīng)選擇非種植土，即原狀土，塑性指數(shù)宜在10～30。土料挖出后，攤薄至300mm以下進(jìn)行晾曬。通過旋耕機(jī)等機(jī)具進(jìn)行翻拌，將原土的天然含水量控制在30%以下，黏粒總量控制在50%以下。若顆粒較大，則繼續(xù)晾曬和打碎。當(dāng)顆粒直徑為20mm的素土大于40%時(shí)，應(yīng)使用篩分設(shè)備和破碎設(shè)備。篩分設(shè)備可使用斜立篩或振動篩。破碎機(jī)可采用破碎粒徑小于15mm的錘式或無底篩破碎機(jī)。

3 其他原材料準(zhǔn)備

3.1 水泥

一般情況，建議使用425礦渣水泥，使用比例為混合料重量的10%～12%。北方地區(qū)建議使用425普通硅酸鹽水泥，使用比例為混合料重量的8%～10%。寒冷地區(qū)則應(yīng)使用抗凍早強(qiáng)水泥。

3.2 外加劑

夯土固化外加劑可再較大程度上提升墻體強(qiáng)度和夯土的抗水性，一般使用比例為混合料重量的0.02%，寒冷地區(qū)則需加入適當(dāng)抗凍劑。

3.3 骨料

對于塑性高、液限高的土壤，需摻加骨料，一般使用粒徑為5～15mm連續(xù)級配的石料，使用比例為混合料重量的20%～30%。

4 機(jī)具設(shè)備的準(zhǔn)備及改造

4.1 夯實(shí)工具

夯實(shí)密度是保證夯土墻強(qiáng)度和耐久性的關(guān)鍵，所以夯實(shí)工具尤為重要。為加大較小夯土項(xiàng)目的夯實(shí)密度，加快施工效率，一般采用電動夯實(shí)工具。小型夯筑工具主要有電動沖擊夯、汽/柴油沖擊夯等。在氣鎬或電鎬的底部，焊接一個(gè)100mm×100mm×20mm的鋼板，使其具有沖擊力大、頻率快的特點(diǎn)。經(jīng)加工改造的氣鎬或大型電鎬主要用于局部角落的夯實(shí)。夯筑墻體時(shí)，需防止沖擊力過大而導(dǎo)致的模板不穩(wěn)定或已夯好土體被破壞，一般對土墻的夯擊壓強(qiáng)控制在1.5MPa，可通過調(diào)節(jié)強(qiáng)度和頻率滿足要求。夯筑厚度在700mm以上時(shí)，采用小型手扶式壓路機(jī)直接碾壓，壓路機(jī)重量一般為300～400kg，碾壓寬度550～600mm，攤鋪厚度小于150mm。

4.2 噴灑設(shè)備

此設(shè)備主要用于噴施外加劑稀釋液。較小規(guī)模項(xiàng)目可采用潛水泵、壓力噴霧型洗車機(jī)或汽油農(nóng)用噴霧器，較大規(guī)模項(xiàng)目可采用灑水車。

5 拌和混合料

混合料拌和是關(guān)鍵步驟，需拌和均勻。拌和干料的方法主要有三種。第一，攤平拌和法。攤鋪素土厚度小于300mm，使用大型農(nóng)用旋耕機(jī)進(jìn)行翻拌，翻拌時(shí)需注意拌和到底，不要窩料。第二，集中廠拌法。小型可移動式穩(wěn)定土拌和站或固定式穩(wěn)定土拌和站，將素土、水泥及骨料按配比倒入拌和站，并攪拌均勻。第三，堆拌法。根據(jù)施工方量將破碎的素土堆成一堆，使用2臺挖機(jī)配合裝載機(jī)進(jìn)行拌和。建議根據(jù)施工速度進(jìn)行備料，一次性最多不超過200m3。拌和干料2遍后，開始噴灑夯土固化外加劑，并控制好含水率，一般最少拌2遍后上料。

6 夯土墻施工工藝

目前，多數(shù)夯土基礎(chǔ)采用毛石砌筑，而大型建筑或房屋的基礎(chǔ)用鋼筋混凝土。

夯土墻施工工藝流程為：

施工放樣、挖基坑→支護(hù)模板→進(jìn)行素土、水泥的干拌→稀釋和噴灑夯土外加劑再拌和→上料→夯實(shí)→分層夯實(shí)→拆模板→外墻表面的整平和美化→養(yǎng)護(hù)。

①施工放樣、挖基坑。依照施工圖紙進(jìn)行施工測量和放線，然后用人工配合挖機(jī)進(jìn)行挖基坑，基坑尺寸以實(shí)際圖紙為準(zhǔn)。

②混合料拌和。按照方量（2 000kg/m3）計(jì)算需要的水泥劑量，并均勻撒土上。采用攤鋪法或堆拌法進(jìn)行干拌，需2遍以上。

③稀釋和噴灑夯土外加劑、再拌和。將灑水車裝入施工段計(jì)算所需的用水量，然后將計(jì)算的夯土外加劑用量倒入水中。根據(jù)作業(yè)方量計(jì)算所需的夯土外加劑（夯土重量按照2 000kg/m3），比例一般為混合料重量的0.015%～0.02%。用木桿攪拌均勻，使夯土外加劑充分溶于水中。根據(jù)混合料的天然含水率和設(shè)計(jì)的夯土外加劑用量確定稀釋濃度，當(dāng)混合料的天然含水率較低時(shí)，夯土外加劑稀釋液的濃度應(yīng)小些;相反，濃度應(yīng)高些。在無法測定準(zhǔn)確含水量的條件下，一般稀釋濃度為1：100～1：300。應(yīng)嚴(yán)格控制混合料的最佳含水率和拌和的均勻性，確保混合料拌和后顏色一致，干濕適度。土的夯實(shí)程度與土的含水率相關(guān)，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制土料的含水量。是否加水和加水量的大小應(yīng)根據(jù)土的原始含水量確定。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，水分偏少，則土墻夯不實(shí);水分偏大，則夯筑過后裂縫較多;當(dāng)土的含水率為最佳含水率時(shí)，土的夯實(shí)效果最好，密實(shí)度最大。

④支護(hù)模板。基礎(chǔ)部分完成后，可開始支護(hù)模板，要求模板與模板之間嚴(yán)絲合縫，且支架穩(wěn)固。為防止變形跑模，建議使用脫模劑。

⑤上料、夯實(shí)。可用挖機(jī)或裝載機(jī)將拌和均勻的混合料攤鋪到挖好的基坑中，每層松鋪厚度控制在200～220mm。隨后，用夯機(jī)分層夯實(shí)，每層夯實(shí)遍數(shù)控制在3～4遍，局部地方可用沖擊夯加強(qiáng)。

⑥拆模板。待墻體整體完成后，可拆除模板，以防傷害墻面。工期較緊時(shí)，可視天氣情況，3～5d拆除模板;若現(xiàn)場模板充足，可延遲2～4d拆除模板。

⑦外墻表面的修補(bǔ)和美化。使用穿墻螺桿的外墻表面，可使用素土和10%水泥加少量外加劑將墻眼補(bǔ)好。此外，適當(dāng)修飾和平整墻面的不平整處。

⑧養(yǎng)護(hù)。作業(yè)完畢后，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般為7d。第一天作業(yè)完畢后，順著模板內(nèi)壁澆水養(yǎng)護(hù)，從頂層開始澆濕、澆透，并使用地膜覆蓋。對某些需要精致效果的住宅民宿，干透后可噴灑夯土墻專用保護(hù)劑。

7 夯土工藝的注意事項(xiàng)

夯土工藝的注意事項(xiàng)包括土料細(xì)、模板安裝穩(wěn)固、拌和均勻、現(xiàn)場含水量控制、分層夯實(shí)充分、轉(zhuǎn)彎細(xì)節(jié)注意及養(yǎng)護(hù)及時(shí)等。

8 結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了夯土工藝的用料準(zhǔn)備及流程，分析了夯土工藝的注意事項(xiàng)，為夯土建造提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮維波.“新鄉(xiāng)土主義”在新農(nóng)村規(guī)劃中的應(yīng)用[J].小城鎮(zhèn)建設(shè)，2011（11）：71-75.