現(xiàn)代夯土建造技術(shù)在鄉(xiāng)建中的本土化研究與示范

薩日娜

建學(xué)建筑與工程設(shè)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(fā)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(dāng)中，且較多的在貧困農(nóng)村區(qū)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(tài)效能以及熱工性能方面具有較好的表現(xiàn)，但在耐久性以及力學(xué)方面還存在著不足，并因此對該類建筑的結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響。在該種情況下，即需要能夠?qū)π聲r代背景下的夯土建造技術(shù)進行研究，使其在現(xiàn)今建筑行業(yè)中更好地發(fā)揮作用。

1 基礎(chǔ)研究

1.1 理論驗證

在我國西部地區(qū)，很多工匠在實際工作中經(jīng)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(shè)。根據(jù)相關(guān)研究，對于傳統(tǒng)夯土建設(shè)房屋來說，材料在耐水性以及力學(xué)方面存在的不足是導(dǎo)致開裂問題發(fā)生根源。同我國傳統(tǒng)夯土技術(shù)相比，現(xiàn)代夯土優(yōu)化機理所具有的差異，即表現(xiàn)在引入了現(xiàn)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(lián)系原狀土土質(zhì)粒徑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對個適當(dāng)比例的石子與細(xì)砂材料進行了加入，以此使涂料混合物變?yōu)轭愃苹炷凉橇蠘?gòu)成材料，即將原土當(dāng)中的黏粒實現(xiàn)對水泥成分的取代，以此對石子、黏粒以及細(xì)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(yīng)用，在干燥后，使夯筑體在耐水性、防潮性以及力學(xué)性能方面獲得積極的提升。對于該原理來說，在經(jīng)過多年來的檢驗實踐當(dāng)中，目前已經(jīng)成為夯土建造技術(shù)具體研究當(dāng)中的重要理論。針對該理論，我國研究人員在對多地區(qū)原狀土進行選擇的基礎(chǔ)上進行了一定的驗證試驗，根據(jù)試驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)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(tǒng)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(shù)應(yīng)用的核心內(nèi)容[1]。

1.2 模板系統(tǒng)

在傳統(tǒng)夯土技術(shù)當(dāng)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(xiàn)代夯土當(dāng)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(jīng)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(fù)雜，不適合應(yīng)用在農(nóng)村施工中。對于該問題，在聯(lián)系我國農(nóng)村實際的基礎(chǔ)上對新模板體系相關(guān)原則與目標(biāo)進行了制定，在經(jīng)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?qū)鹘y(tǒng)夯土建筑T型交接以及轉(zhuǎn)角位置的結(jié)構(gòu)強度進行有效的加強；第三，抗震結(jié)構(gòu)體系。在抗震設(shè)計方面，目前還缺少對應(yīng)的研究實驗依據(jù)。對于我國具有夯土建造傳統(tǒng)的農(nóng)村，其所處區(qū)域為地震的活躍地點，同時當(dāng)?shù)厝藗円阎蕾噷鹘y(tǒng)夯土民居抗震性能的擔(dān)憂，則使得做好該方面研究成為一項關(guān)鍵性內(nèi)容。在聯(lián)系現(xiàn)代夯土墻體所具備的夯筑施工特點以及力學(xué)性能，同時聯(lián)系農(nóng)村地區(qū)在建筑形式與布局相關(guān)需求的基礎(chǔ)上，研究人員在對農(nóng)房結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)要求相結(jié)合的基礎(chǔ)上對其構(gòu)造措施以及結(jié)構(gòu)體系進行了系統(tǒng)的分析，按照易施工、低成本原則進行優(yōu)化處理，對基于夯土強承重結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系進行了提出，包括有適宜性建筑體型系數(shù)的控制、構(gòu)造柱 - 圈梁 - 配筋砂漿帶的抗震協(xié)同，以及墻體間交接、墻體與屋面等，同時在該基礎(chǔ)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(yīng)的振動臺試驗，以此對其抗震性能進行論證。根據(jù)論證發(fā)現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)夯土房屋在抗震性能方面具有較好的表現(xiàn)，能夠?qū)Α靶≌鸩粔模笳鸩坏埂钡哪繕?biāo)進行實現(xiàn)[3]。

2 示范建設(shè)

在經(jīng)過一系列基礎(chǔ)試驗研究后，研究人員在機具系統(tǒng)、建筑結(jié)構(gòu)、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(shù)體系進行了形成。而在實際房屋建設(shè)中，也需要能夠通過示范建設(shè)對其具體適用度以及接受度進行檢驗。在本次示范方建設(shè)中，對三合院的布局形式進行了使用，在聯(lián)系具體功能需求的基礎(chǔ)上對平屋頂以及單坡屋頂這兩種結(jié)構(gòu)形式進行了應(yīng)用，以此對不同的示范效用進行驗證。而在對常規(guī)結(jié)構(gòu)構(gòu)造進行應(yīng)用外，在實際房屋建設(shè)中，還在聯(lián)系新型夯土施工特點以及力學(xué)性能的基礎(chǔ)上對通風(fēng)洞口、土炕以及墻面掛鉤構(gòu)件進行了優(yōu)化，使其在對村民習(xí)慣相符合的基礎(chǔ)上實現(xiàn)施工成本的降低。同時，也在建筑的節(jié)能方面進行了改進，在當(dāng)?shù)?，坡度頂是以往民居?dāng)中冬季保溫的薄弱環(huán)節(jié)，但對于傳統(tǒng)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(dāng)中進行積極的推廣。對于該情況，在實際房屋建設(shè)中通過椽間空間的應(yīng)用對秸稈保溫層進行了設(shè)置，有效地提升了屋面保溫性能，且在該處理當(dāng)中所耗費的人工以及材料成本低于常規(guī)擠塑板保溫方式。在建筑建設(shè)完成后，無論是在建筑穩(wěn)定性還是整體成本上都達到了預(yù)期，具有較好的推廣價值。

3 結(jié)束語

在上文中，我們對現(xiàn)代夯土建造技術(shù)在鄉(xiāng)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(yōu)化，使傳統(tǒng)夯土建設(shè)方式在現(xiàn)今建筑應(yīng)用當(dāng)中也能夠發(fā)揮出重要的價值。