生土建筑研究及特点

苏志凡

摘 要：在4000多年前，人类已經开始将生土作为墙体材料建造房屋了，后来土坯的出现，使生土建筑在保留人类与自然依恋关系与形式美感方面达到了新的高度。然而随着经济的快速发展，生产资料的日益丰富，生土材料自身的一些缺点也变得日益突出，使其逐渐被其它形式的建筑材料所取代。为了传承保护这种建筑形式，本文介绍了国内外生土建筑研究现状和发展前景，系统总结了生土建筑特点及其分类。

关键词：生土建筑；可再生；耐久性；建筑材料

0引言

中国是一个地震多发国家，地震基本烈度6度及以上地区占国土面积约80%以上，其中绝大部分属于中西部村镇地区[1]。据历次地震灾害调查结果显示，在遭受地震时，村镇地区的房屋倒塌数量和人员伤亡数量最为严重。究其原因，是因为我国村镇建筑主要由传统土木结构、砖木结构和砖混结构类型构成，这些结构类型的房屋在抗震能力上较城市中的钢筋混凝土框架，剪力墙结构差很多，再加上村镇房屋在建造时从材料选择，地基选址到建造方式都是根据当地民俗经验自行建造，而没有标准的规范作为指导，导致诸多地方达不到抗震设计目标。特别是在村镇建筑中，传统土木结构房屋材料的力学性能和耐久性能最差，砌筑方式也最为混杂，从而成为地震灾害的重灾区。所以为了减少地震带来的损失，提升村镇地区房屋的安全性能刻不容缓。

1生土墙体材料的研究现状

1.1国内研究现状

土壤固化剂的研究最早是应用于公路领域，主要用于稳固路基。但是随着生态环境的日益恶化，生土这种绿色、节能、环保材料越来越受到国内外建筑学者的青睐，这才将“土壤固化”一词应用于建筑领域。我国对生土材料的研究始于上世纪50年代，1958年，国家科委将土坯建筑的研究列为国家科研项目之一，西安冶金学院等单位共同对生土材料进行了试验研究。进入20世纪80年代后，在1980年成立了中国建筑学会生土建筑分会。随后组织召开了多次生土建筑国内国际学术会议，极大地推动了生土建筑的研究。

1.2国外研究现状

生土这种绿色天然环保型材料从20世纪初就引起了国外学者的兴趣，但由于生土材料本身的强度较低，直接应用建造时，效果往往不太理想，国外学者也是主要从化学、物理两方面入手对生土材料进行改性，取得了丰硕的成果。因为各国经济水平，地理条件，资源种类的不同，各国学者在研究方式方法上也各有差异。

2 传统生土建筑特点

生土建筑结构体系大概经历了掩土结构体系（穴居、窑洞）、夯土结构体系及土坯结构体系三个阶段。早在石器时代，原始人就建造了各种生土建筑[2]。如，距今6000多年前的半坡遗址，半坡人那时就懂得采用木骨涂泥方法构筑房屋了。后来土坯结构的出现，使生土建筑在保留人类与自然依恋关系与形式美感方面均达到了很高的水准。在中国，生土建筑遍布我国大江南北，其具有代表性的有云南生土民居，新疆的回族民居，西北的汉族民居和福建的土楼等，如图1所示，她们风格各异，却个个绚丽多姿。但随着城市化进程的发展，城乡一体化改革的推进，部分地区在乡村建设中没能够正确解读国家的方针政策，而进行盲目地跟风建设，将乡村改建的面目全非，变得“不土不洋”，失去了原有的乡土气息。这并不是“城乡一体化”的初衷，也不是我们大家愿意看到的结果。

3 我国生土房屋结构类型

我国村镇生土建筑量大面广，建筑结构形式比较庞杂，但总体可以划分为以下几种结构类型：

（1）按墙体承重方式分为以下三种类型：

①横墙承重房屋

在一些经济欠发达地区，生土房屋多采用横墙搁檩的形式，这样可以简化屋盖结构，降低造价。采用此种形式的房屋横墙上一般不设圈梁，檩条直接搁置在横墙上房屋整体性较差。

②纵墙承重房屋

西北地区的许多民居采用纵墙承重的形式，具有代表性的是陕西关中的“半边盖”房屋。此类房屋进深一般较小（一般小于3m），椽子直接搭置在前后纵墙上。由于西北地区天气干旱、风沙大，木材较少，雨水格外珍贵，下雨要让雨水流到自家院子，才会觉得财气不会外泄，就发明了这种半边盖的房屋。

③纵横墙共同承重房屋

这类房屋的特点是中间开间大，两边开间小，以屋架或大梁代替中间的横墙直接搁置在前后纵墙上，有较大的使用空间，而两端采用的是硬山搁檩的方式建造。但由于屋盖与墙体，墙体本身之间的连接较弱，导致房屋整体性较差，抗震性能较弱。

（2）按承重墙体材料与建造工艺分为以下四种类型：

①土坯墙承重房屋

墙体砌筑时用土坯块体作为砌筑材料，用粘土泥浆作为粘结材料砌筑而成，屋架和檩条直接搁置在墙体上。砌筑方式有立砌和卧砌。立砌工艺施工速度快，但整体性和强度较差。卧砌工艺施工速度慢，强度高，整体性好。

②夯土墙承重房屋（民间称为板打墙或干打垒）

将土料（一般为粘性土或粉质粘土）加水拌湿搅拌（用手捏成团即可，不宜太湿）。然后将拌好的土料倒入预支好的木夹板内，逐层夯筑，每层夯筑厚度为30cm-35cm之间，厚度一般在400mm-800mm之间。纵墙搁梁，硬山搁檩。夯土土料常进行简单的改性处理，如加入稻草、石子、石灰等材料。为增强墙体稳定性通常下层墙体较厚，上层墙体较薄。大部分地区夯土墙承重房屋为一层，但在江西、福建仍然普遍存在两层夯土承重房屋。

③混合承重房屋

下边砖砌体上边土坯砌体，左边砖右边土坯砌体；夯土、土坯混合墙体，下部为夯土墙，上部为土坯砌筑。采用此类做法通常是为了降低施工难度，加快施工速度。

④土窑洞

主要有土拱窑、崖窑和地坑窑。土拱窑多由天然稳固的土崖体或夯土墙做拱脚，由土坯顶砌成拱。崖窑多存在于我国西北地区，通常是将黄土崖挖空成窑。

结束语：传统民居是中国地域文化的重要组成部分。生土建筑采用最简单、最直接的方式来解决农民的居住问题。并且贴近当地生活环境，融于自然。提高安全性能和推广砖土混合承重民居，一方面可以解决西部贫困地区人民群众的住房条件，另一方面可对西部地域文化进行保护和传承，保护当地的村落风貌和建筑文化。虽然生土建筑具有保温节能，居住舒适的优点。但是，由于生土材料强度低、结构松散，房屋的抗震安全性能低下，在历往中强地震时即发生破坏性倒塌。如何截长补短，通过对加固技术、材料、构造、施工工艺等方面的改良，提升其抗震安全性能，也是以后研究的核心内容。

参考文献

[1]刘开康.村镇土坯结构摩擦滑移隔震技术研究[D].大连理工大学，2010.

[2]王沛钦，郑山锁，柴俊等.走向生土建筑结构[J].工业建筑，2008，（03）：101-105.

[3]李东彬.既有村镇住宅改造加固技术指南集[M].北京：中国财富出版社，2013：8-17.

[4]卜永红.村镇生土结构房屋抗震性能研究[D].长安大学，2013.

[5]钱觉时，王琴，贾兴文等.燃煤电厂脱硫废弃物用于改性生土材料的研究[J].新型建筑材料，2009，36（2）：28-31.

[6]刘军，褚俊英，赵金波等.掺和料对生土墙体材料力学性能的影响[J].建筑材料学报，2010，13（4）：446-451..

[7]刘军，盛国东，刘宇.固化剂掺量对生土墙体材料性能的影响[J].沈阳建筑大学学报：自然科学版，2010，26（3）：517-521.

[8]王琴.生土材料的改性研究[D].重庆：重庆大学，2009 .

（作者单位：西安建筑科技大学）