■喻宗梧 ■四川绵阳涪江建设工程有限公司,四川 绵阳 621000
夯土建筑是以石制、木制锤等工具,将原状生土分层夯实以构建承重墙的建筑,而在人类历史上,夯土建筑以其造价低廉、居住舒适等优点广泛应用于宫殿、寺庙及民居,并且有很多建筑一直使用至今。而就我国城镇化建设过程中,却发现我国城乡建筑能源利用效率较低,建筑业耗能已经成为了当前我国环境危机及能源短缺的一个主要原因,因此加强建筑可持续研究具有极为重要的意义。
通过调查发现,当前我国西北农村地区,大多夯土建筑往往是村民自行设计、就地选材并以村民为主体进行建设,而经过现场观察发现,这些夯土墙体施工主要存在如下问题:
对于我国西北农村大多夯土建筑来说,其在实际建设过程中,大多是根据村民自身经验而随意建造,在建筑选址、材料选取、建筑高度、结构等方面均缺乏科学设计,这直接导致夯土建筑耐久性差、抗震性能低[1]。另外很多夯土建筑施工过程中,村民缺乏安全意识,很多时候仅仅是重点关注建筑内外装饰,而对于建筑抗震等安全问题却缺乏有效重视。
对于我国西北大多夯土房屋的施工来说,由于施工粗糙,这使得房屋建成之后,很多房屋地基均会出现沉降,导致房屋出现裂缝,并且实际建设过程中,夯土墙含水率缺乏必要控制,导致夯土墙出现一些干缩裂缝;其次实际建设过程中,所用工具简陋,导致墙体夯击力度不够,实际夯土强度不能满足墙体承重要求;再次墙体夯击工序混乱,大多房屋建设缺乏必要组织,导致墙体连接性能差、墙体松散等问题;最后,过多的追求建设速度,很多时候墙体中的水分仍然没有充分蒸发,最终使得下层墙体难以承受上部荷载。
对于夯土墙体来说,其力学性质受到所用生土自身颗粒级配、化学成分、物理性质等因素的影响,而村民在建设过程中,大多均不加辨识,而通常是就地取材,这样如果使用一些不合适的生土进行墙体夯建筑,就很难保证墙体质量。如在实际土料选择时,很多都不过筛,导致生土颗粒不均、且土壤中大多含有的一些碱性物质,很多时候容易腐蚀墙体,最终导致一些烂根现象。
通过对我国西北某县某村实际调查发现,整个村房屋大多为夯土强结构,并且就调查来看,这些夯土房屋主要存在如下一些问题:首先多数房屋夯土墙墙体存在倾斜问题,这是由于实际建设过程,大多地基使用泥浆砌筑,导致地基出现沉降,进而引起墙体倾斜[2];其次大多房屋存在一些裂缝及墙根出现腐烂现象;这是由于很多房屋缺乏必要防水措施,墙体外抹遭到雨水冲刷之后,墙体直接暴露在空气之中,加之墙根浸泡在雨水中,容易形成墙根腐烂、墙体裂缝。
对于夯土墙体性能改良来说,其应该在尽可能符合村民生活习惯的基础上,力求提升村民居住质量,而通过实际调研分析,认为夯土墙体施工整体要求应该符合如下几点:(1)就当地夯土墙体过高问题,认为夯土单层房屋墙体高度应该不超过4m,对于带夹层房屋,其墙体高度应该不超过3m。(2)对于夯土房屋来说,必须按照其实际结构来设计竖窗,经过实际研究发现,其窗户高度应该大于1.5倍窗户宽度,并且夯土房屋窗户宽度应该小于1.2m。(3)房屋实际建设过程中,应该采用添加5%水泥的材料进行墙体夯筑,并且根据墙体隔热、保温及方便建筑等原则,承重墙其厚度应该大于40cm,而非承重墙厚度应该应该大于25cm。(4)就当地夯土房屋平面尺寸问题,认为改良后的房屋其尺寸应该符合如下规定,如表1所示:
表1 夯土墙改良平面尺寸
3.2.1 夯锤改良
通过调查发现,当地夯土墙体主要使用木质夯锤,如图1所示,这样的木质夯锤做工相对简单,操作容易,但是与之对应的是其在实际夯击过程中,力度不足,导致墙体密度不足,因此专门对这些木质夯锤进行了改良,将其木夯头设计为铸铁夯头,并且根据实际用途,对夯头形状也进行了对应设计,如图2所示,其中扁夯锤用于对墙体边角夯击,椭圆形夯锤用于墙体内部夯击,而平底锤则用于墙体表面夯击。
3.2.2 模板改良
对于夯土墙体来说,其使用的模板大多为侧模,这些模板要求具有足够的刚度和强度,确保实际夯击过程中不会出现变形,并且要求模板安装快捷、方便,而就实际调查发现当地村民使用的模板大多较薄,在实际墙体夯击过程中,往往会出现一定的漏土、变形等问题[3],因此专门对这些模板进行一定的加固和修改,而新模板长1.5m、高0.3m,如图3所示:
图3 经过改良后的模板
首先应该严格控制墙体相关尺寸,以确保墙体夯筑符合砂浆饱满、横平竖直、接搓可靠等夯筑要求,对于墙体的横平竖直来说,其不但关系着墙体美观要求,而且直接关系到墙体质量。而墙体水平泥缝的厚度也直接影响着墙体强度,因此实际夯筑过程中,墙体应该交错夯筑,保证夯筑密实均匀,而通过具体实践来看,认为夯土墙体施工工艺改良主要包括如下几点:(1)对于木模板的架设,至少应该两人同时操作,并且模板架设之后应该根据重锤吊线进行对应调整;(2)夯筑过程中,虚填的土料不得超过12cm,并且夯击之前应该尽可能将土料拨平;(3)在实际夯筑是,应该先使用椭圆垂夯击墙板内中部生土,然后再使用扁平锤夯击边角生土,每个夯击点至少应该夯击两次,并且夯击过程中,应该采用梅花形落锤,保证不漏夯[4];(4)在模板拆除之后,应该使用木扇拍拍实土墙侧面,并且对夯筑过程中出现的地牛孔进行必要的填塞、修补。
首先,对于纵横墙应该使用咬错夯筑,夯筑过程中应该预留踏步搓,并且踏步搓长度必须要超过墙体厚度,并且应该放置一些树枝、竹条、木片等以拉结材料;其次房屋门窗洞口两侧应该设置必要的木板或木柱,并且沿着墙体应该适当加入一些竹片、荆条等拉结材料;最后对于没有搭接的墙体其自由高度应该不超过2.5m。
对于夯土建筑来说,其广泛应用于我国中西部广大地区,而通过实际调研,充分结合当前生土建筑相关技术,本文重点就对夯土墙体施工整体要求、夯土施工工具改良、工艺技术改良等方面进行了重点叙述,以期能够为贫困地区住房问题的解决提供一些行之有效的策略。另外,因为本文文章篇幅及本人所学等方面限制,文章在一些方面,如夯土力学结构等方面的研究仍然有所不足,希望有关学者能够给予补足。
[1]中华人民共和国行业标准.农村民宅抗震构造详图(GJBT-1066)[S].北京:中国建筑工业出版社,2008∶14.
[2]赵西平.西部传统夯土民居建筑抗震性能研究[D].西安:西安建筑科技大学,2012,(09):12 -13.
[3]王毅红,苏东君,刘伯权等.生土结构房屋的承重夯土墙体抗震性能试验研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2012,(04):451-456.
[4]张琰鑫.农村夯土类住宅抗震性能研究[D].郑州:郑州大学,2013,(9):223-244.