豫北地区生土墙的构造分析

路晓明 张盼盼

(1.郑州科技学院，河南 郑州 450064; 2.济源市工程建设监理所，河南 济源 454650)

0 引言

墙是建筑物的重要组成部分之一，除了承受上部荷载和分割房间外，还可以抵御自然界雨雪的侵袭、防治太阳辐射、噪声干扰以及室内热量的损失，起到保温、隔热、隔声的作用[1]。《释名》中讲到:“墙，障也，所以自障蔽也;垣，援也，人所依止以为援卫也;墉，容也，所以隐蔽形容也;壁，辟也，所以辟御风寒也”[2]。由此可以看出，古人对墙的认识非常深刻，对墙的解释也各不相同。

1 墙体构造分析

1.1 土坯墙构造分析

由于土坯的强度与土料中粘土颗粒胶体的粘聚力有关，土坯墙一般选择粘粒含量较高的土料，粘粒含量越高，土坯的强度就越大，但不宜超过30%，粘粒含量太高反而会造成土坯的收缩干裂而引起强度降低[3]。为了提高墙体的抗震强度、增加土坯的拉结力、防止干裂，一般在土中掺入适量的麦秆、稻草等。土坯的尺寸有350 mm×150 mm×100 mm和400 mm×200 mm×100 mm两种，部分地区采用土砖。墙体的厚度取决于对墙体强度、稳定性及功能的要求，外墙厚度通常有480 mm，420 mm和390 mm三种，内墙一般采用土砖，厚度有300 mm和240 mm两种。

为了保证墙体的强度和稳定性，在砌筑时需要遵循错缝搭接原则，即将上下皮砖的垂直砌缝有规则地错开。墙体的砌筑方式有很多种，有全顺丁、两层顺丁一层侧丁、三层顺丁一层侧丁、一层顺丁两层侧丁、一层顺丁一层侧丁、全侧丁和混合砌筑等。在这几种砌筑方式中，全顺丁是最好的一种砌筑方式，这种方式传力均匀、组砌得当、搭接有序、整体性好、能承受一定的压力;最差的一种是全侧丁砌筑，这种砌筑方式在力的作用下可能发生侧移，而且容易出现通缝，整体性比较差，一般用于非承重墙当中，对于承重墙体不允许采用这种砌筑方式。

1.2 夯土墙构造分析

夯土墙是另一种常见的墙体形式，通常采用板筑技术夯实而成。所谓板筑，是指筑墙时用两块木板夹住，两板之间的宽度等于墙的厚度，板外用木柱支撑，然后在两板之间填满泥土，用杵夯实，夯完后拆去木板木柱，即成一堵墙。这种技术在商代中期就已出现，并用于房屋，到春秋战国时期该技术已经非常成熟。

夯土墙的基础采用石头砌筑，既可以承受上部荷载，也可以解决防潮问题，并且可以就地取材，充分利用当地资源，节约资金。夯土墙与基础之间采用侧砌的细条石，这样有助于土石之间的传力，从而消除滑移面，增加夯土建筑的抗震性能。

夯土墙土料应选用杂质少的粘土，一般系当地取土，土料的含水率应控制在12%～18%左右，现场检测方法以“手捏成团、落地开花”为宜。土料中应含有一定的石子，可以有效防止墙体开裂，同时土中还要加入石灰，用来增强墙体的防水性能和坚固性。

夯土墙在夯筑过程中，不能将配置好的土料一次性装入模内，应分层装分层夯实。为了加强夯土墙的韧性和整体性，提高夯土墙的抗拉强度，夯土墙的外墙四角、内外墙交接处，宜设置韧性好的荆条、竹片和芦苇杆等作为拉结材料，沿墙高每隔500 mm设置一层，且每边伸入墙内不应小于1 000 mm，当墙上开有洞口时应伸至洞口边，如图1所示。

图1 拉结材料示意图

夯土墙的门窗洞口有两种做法，一种是预留法，另一种是后掏法。预留法是在夯土过程中先留出洞口，然后从门洞口一侧开始夯筑，在施工到一定高度时在门窗洞口上放置木过梁;后掏法是在施工过程中不留窗洞口，只在相应部位放置木过梁，待夯土墙干燥以后，再在门窗洞口部位泼水掏洞并安装门窗框，后一种房屋的整体稳定性明显要高于前一种，这种做法符合粘土的特性以及房屋整体稳定性的力学要求。

2 墙体裂缝

通过对豫北地区的实地调研发现，墙体裂缝主要有以下四种形式:

1)自然收缩引起的裂缝;2)屋面大梁直接作用在墙体上引起的裂缝;3)构造措施不当引起的裂缝;4)地基不均匀沉降引起的裂缝。

2.1 自然收缩引起的裂缝

这种裂缝在夯土建筑中比较常见，夯土墙在夯筑过程中，土料中需要加入一定的水，墙体经过长时间的风吹日晒，水分逐渐消失，墙体本身呈现收缩趋势，从而产生了裂缝。

2.2 集中荷载引起的裂缝

在墙体承重房屋中，屋面大梁直接搁置在墙体上，屋面、楼面荷载通过木构架直接作用在墙体上，由于集中荷载太大，致使墙体出现裂缝，见图2。

2.3 构造措施不当引起的裂缝

构造措施不当是指房屋构造不满足规范的要求，这种情况引起的裂缝也比较常见，如图3所示。从图3中可以看出，由于木过梁两侧在墙上的搭接长度非常少，致使木过梁上方墙体下沉，出现了一条近似凸抛物线形状的裂缝。

图2 集中荷载引起的裂缝

图3 构造措施不当引起的裂缝

2.4 地基不均匀沉降引起的裂缝

地基不均匀沉降也是引起裂缝的主要原因。由于地基的不均匀沉降，墙体承受很大的剪切力，墙体材料强度无法满足要求，致使墙体开裂，从而出现裂缝。

2.5 构造措施

为了减少墙体收缩开裂，加强墙体的韧性和整体性，提高墙体的抗拉强度，宜在墙体中设置荆条、竹片和芦苇杆等作为拉结材料。

为了防止墙体局部受压过大，使墙体产生裂缝，梁端处理有以下两种方法:第一设置垫块。石头的抗压强度比较高，将石块置于梁底可以加大受压面积，从而减少梁对墙体的集中荷载;第二用砖在梁底砌成“┓_┍”形，这样也可以有效地防止裂缝。

木过梁在墙上应有一定的搭接长度，每侧伸入墙内不得少于300 mm，且要注意防虫蛀、防腐蚀等问题。也可以在过梁上方一定高度处设置石条，相当于砌体结构中的附加过梁，这样可以减少墙体裂缝的延伸。

为了减少地基的不均匀沉降，房屋建设以前，应按照国家规范进行勘探，以作为基础设计的依据。在基坑开挖后，如发现软弱部位，应采取有效措施妥善处理后方可进行基础施工，以确保基础结构的安全性。

3 结语

在环境污染、能源破坏严重的今天，使用天然材料是我们迈向生态时代的重要一步。生土建筑存在着明显的缺陷:采光、通风和卫生条件都不好，居住舒适性不高，与现代生活距离较大，而且被人们看成是贫穷和落后的象征，致使生土建筑逐渐被淘汰。我们首先要从思想上去重新认识它，全面了解它，积极的探索、研究新的方法来改善它自身的缺陷，使这种生态建筑得以传承和发展。

[1] 李必瑜，魏宏杨.建筑构造[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社，2005.

[2] 李诫撰，邹其昌.营造法式[M].北京:人民出版社，2006.

[3] 王 峻.黄土地区农村民房生土建筑墙体材料抗震性能试验研究[J].西北地震学报，2005，27(2):51-53.

[4] 刘加平.建筑物理[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社，2000.

[5] 赵西平，赵方周，刘家平，等.秦岭山地民居墙体构造技术[J].西安科技大学学报，2005，25(1):17-18.