现代夯土建造技术在乡建中的本土化研究与示范

2018-02-18萨日娜

建筑与装饰 2018年15期

萨日娜

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引言

在我国，以生土为主要材料的建筑具有多年的发展历史，且在我国具有广泛的分布，直至目前，我国还有很多人依然居住在生土建筑当中，且较多的在贫困农村区域分布。其中，具有最广覆盖面以及最大比例的夯土民居是主要的生土建筑类型。在实际运行中，虽然夯土材料在生态效能以及热工性能方面具有较好的表现，但在耐久性以及力学方面还存在着不足，并因此对该类建筑的结构安全产生影响。在该种情况下，即需要能够对新时代背景下的夯土建造技术进行研究，使其在现今建筑行业中更好地发挥作用。

1 基础研究

1.1 理论验证

在我国西部地区，很多工匠在实际工作中经常对具有较低砂石含量的高黏性土作为原料进行使用，在实际施工中通过手工机具的使用进行建设。根据相关研究，对于传统夯土建设房屋来说，材料在耐水性以及力学方面存在的不足是导致开裂问题发生根源。同我国传统夯土技术相比，现代夯土优化机理所具有的差异，即表现在引入了现代机具以及原料土砂石级配方面存在的不同。在实际处理中，在联系原状土土质粒径结构的基础上对个适当比例的石子与细砂材料进行了加入，以此使涂料混合物变为类似混凝土骨料构成材料，即将原土当中的黏粒实现对水泥成分的取代，以此对石子、黏粒以及细砂的配比进行形成，通过基于机械强力夯击以及含水率控制物理作用的应用，在干燥后，使夯筑体在耐水性、防潮性以及力学性能方面获得积极的提升。对于该原理来说，在经过多年来的检验实践当中，目前已经成为夯土建造技术具体研究当中的重要理论。针对该理论，我国研究人员在对多地区原状土进行选择的基础上进行了一定的验证试验，根据试验结果，发现对于按照该原理夯筑的墙体，能够获得约1.4MPa的抗压强度。但对于该方式来说，其在施工体系以及机具系统方面也具有较高的要求，在实际施工中，灵活易用以及具有高冲击抵御能力机械夯筑体系是该技术应用的核心内容[1]。

1.2 模板系统

在传统夯土技术当中，椽筑和版筑是其中最为常见的模板体系，但却存在刚度不足的情况，无法对电动夯锤以及气动夯锤的冲击力进行良好的抵御。就目前来说，现代夯土当中所使用的为混凝土铝镁合金模板体系，虽然在操作以及组装方面具有较好的便利性，但却具有较高的价格。在实际研究中，研究人员曾经对我国的钢模板体系进行使用，但其在抗横向冲击能力方面存在不足，且组装较为复杂，不适合应用在农村施工中。对于该问题，在联系我国农村实际的基础上对新模板体系相关原则与目标进行了制定，在经过多次试验后，最终对螺杆、竹胶板以及型钢等市面常见材料进行了使用，以此对新的模板体系进行加工[2]。该体系具有灵活的组装特征，能够对传统夯土建筑T型交接以及转角位置的结构强度进行有效的加强；第三，抗震结构体系。在抗震设计方面，目前还缺少对应的研究实验依据。对于我国具有夯土建造传统的农村，其所处区域为地震的活跃地点，同时当地人们已知依赖对传统夯土民居抗震性能的担忧，则使得做好该方面研究成为一项关键性内容。在联系现代夯土墙体所具备的夯筑施工特点以及力学性能，同时联系农村地区在建筑形式与布局相关需求的基础上，研究人员在对农房结构抗震技术要求相结合的基础上对其构造措施以及结构体系进行了系统的分析，按照易施工、低成本原则进行优化处理，对基于夯土强承重结构的结构体系进行了提出，包括有适宜性建筑体型系数的控制、构造柱 - 圈梁 - 配筋砂浆带的抗震协同，以及墙体间交接、墙体与屋面等，同时在该基础上对坡屋顶以及平屋顶两种常见形式对实体模型进行了搭建，并进行了对应的振动台试验，以此对其抗震性能进行论证。根据论证发现，该结构夯土房屋在抗震性能方面具有较好的表现，能够对“小震不坏，大震不倒”的目标进行实现[3]。

2 示范建设

在经过一系列基础试验研究后，研究人员在机具系统、建筑结构、土料级配以及施工方法方面都获得了较大的突破，以此对完整的技术体系进行了形成。而在实际房屋建设中，也需要能够通过示范建设对其具体适用度以及接受度进行检验。在本次示范方建设中，对三合院的布局形式进行了使用，在联系具体功能需求的基础上对平屋顶以及单坡屋顶这两种结构形式进行了应用，以此对不同的示范效用进行验证。而在对常规结构构造进行应用外，在实际房屋建设中，还在联系新型夯土施工特点以及力学性能的基础上对通风洞口、土炕以及墙面挂钩构件进行了优化，使其在对村民习惯相符合的基础上实现施工成本的降低。同时，也在建筑的节能方面进行了改进，在当地，坡度顶是以往民居当中冬季保温的薄弱环节，但对于传统的挤塑板材料保温方式来说，其在成本以及施工难度方面还存在不足，无法在村民自建房当中进行积极的推广。对于该情况，在实际房屋建设中通过椽间空间的应用对秸秆保温层进行了设置，有效地提升了屋面保温性能，且在该处理当中所耗费的人工以及材料成本低于常规挤塑板保温方式。在建筑建设完成后，无论是在建筑稳定性还是整体成本上都达到了预期，具有较好的推广价值。