地坑窑洞的裂缝特征和分类

浅谈地坑窑洞的裂缝特征和分类

摘要：生土建筑是世界上少有的，最具地方特色的传统建筑，之所以能够传承下来是因为有独特的特点，其中窑洞的裂缝是不足中亟待解决的问题，并根据窑洞裂缝的发育特点，将裂缝分为五种，为加固研究提供便利。

关键词：生土建筑地坑窑窑洞裂缝

0 引言

生土建筑是世界上少有的，最具地方特色的传统建筑。生土窑洞具有冬暖夏凉、因地制宜、保温隔热等优点。同时窑洞还存在着一些缺点，比如：通风性能较差、采光不良好、洞室阴暗潮湿、窑洞出现裂缝存在安全隐患等问题，其中窑洞裂缝直接影响着窑洞的安全，亟待解决。因窑洞是在原位土的基础上直接开挖而成，在分析生土建筑的缺点中，窑洞的裂缝是造成窑洞坍塌最直接的因素，直接威胁着居住者的生命财产安全，尤其春、秋两季是窑毁洞坍发生最为频繁的时期，这两个季节因窑洞坍塌给人民的生命财产安全造成了巨大的损失。据不完全统计，仅2003年秋季，因为阴雨而造成陕西省15万孔窑洞倒塌，导致20万居民无家可归。因此对窑洞裂缝进行研究分析，是我们当前迫在眉睫的使命和责任。

1 下沉式窑洞裂缝的基本特征

在挖掘和使用下沉式窑洞的过程中，容易引发窑洞产生裂缝。裂缝进一步恶化将会导致窑洞的局部受损，甚至造成窑洞整体坍塌，直接威胁到窑洞居住者的生命财产安全。平直、方向性强是下沉式

窑洞的裂缝比较突出的特点，例如：在两个相邻的下沉式窑洞之间产生的竖向裂缝，通常情况下都是与地面垂直，裂缝类型几乎就没有折线型；沿着窑洞的进深方向产生的纵向裂缝，是一条笔直的裂缝，该裂缝从窑室入口一直延伸到窑室最里端，再者就是在窑洞内产生的1.5m左右的横向裂缝，该裂缝与窑脸平行，呈现圆弧形。这两种裂缝的方向性都比较强，一种沿着窑洞的进深方向，另一种沿着窑洞的开间方向。

对于生土地坑窑裂缝，主要分布在：第一沿进深的拱尖处；第二沿跨度方向离崖面一定距离处；第三崖面上两个相邻窑洞之间。由于开挖生土地坑窑的时间和使用情况存在一定的差异，因此裂缝的发育也有所不同，表现在裂缝之间存在异样的宽度，裂缝宽度为2-12mm。根据生土下沉式窑洞所处位置的不同，裂缝长度也有所不同，从窑洞入口的拱尖到最里端拱尖的裂缝一般为5-8m。拱弧线的长度是指在窑室内平行于崖面沿跨度方向的横向裂缝的长度，一般为2-5m；从上地面到窑腿直墙与拱弧线的交接处的距离是相邻窑洞间的竖向裂缝长度，一般为2-4m；而对于从拱线向上到地面拱圈的错位裂缝长度为3-4m。

2 生土地坑窑裂缝的分类

通过对地坑窑实地研究调查发现，对于窑室裂缝根据裂缝延伸趋势、发育形状分为：纵向、横向、竖向、纵横交叉、拱圈错位五种裂缝形式，把产生裂缝的原因总结如下，为以后窑洞的裂缝加固技术提供便利条件。从而为居民的居住安全提供保障。

2.1 纵向裂缝纵向裂缝从入口拱尖到最里端拱尖的通长，一般为5-8m。即沿进深方向拱尖的纵向裂缝的长度是进深的通长。产生纵向裂缝的原因主要是：土体干燥收缩时间比较长；季节的交替变化产生温度循环导致出现温度缝；开挖拱曲线不合理，进而使得受力弯矩，导致局部拱因受拉而形成裂缝。一般情况下，该裂缝的长度为整个窑洞进深的通长，受两侧土体相互挤压的影响，裂缝的宽度一般不会过大，一般在2-10mm之间。

2.2 横向裂缝横向裂缝是平行于崖面方向且在窑洞内沿跨度的裂缝，主要分布在距窑室1-2m处。此裂缝是由于崖面部分的土体湿胀干缩循环造成的，另外也有里面土体对外侧土体的侧压力作用造成的。此裂缝一般贯穿整个窑跨，裂缝的宽度为2-20mm，在调研中了解到，居民很害怕此裂缝的开展，此裂缝为危险裂缝。

2.3 竖向裂缝竖向裂缝是在外部崖面彼此相邻的窑洞间出现的竖直方向的裂缝，主要分布在拱间覆土处，裂缝一般是自崖面的上边缘始至窑拱尖的水平高度处，裂缝的宽度5-30mm，此裂缝是由于崖面土体的干缩以及温度循环变化引起的。

2.4 纵横交叉裂缝在横向裂缝和纵向裂缝交叉位置形成十字型的裂缝，窑洞内的纵横交叉裂缝分布在距离崖面1-2m的拱尖处，十字交叉的裂缝宽度会不断变大，容易造成土体破碎，极易破坏窑洞的窑体结构。

2.5 拱圈错位裂缝从拱弧斜向上发展的裂缝构成拱圈错位裂缝，该裂缝位于拱弧两侧，呈对称分布，长度约为1m，宽度为2-10mm。

拱圈错位裂缝的宽度不会过大，否则造成拱正上方土体的坍塌。

3 小结

本文通过调研总结生土窑室，根据裂缝延伸趋势、发育情况，把窑室的裂缝分为纵向裂缝、横向裂缝、竖向裂缝、纵横交叉裂缝、拱圈错位裂缝五种形式，为以后窑洞的裂缝加固技术提供便利条件。

参考文献：

[1]童丽萍，张晓萍.生土窑居的存在价值探讨[j].建筑科学，2007，23（12）：79.

[2]刘海宁.下沉式窑居村落之现状调研与发展展望[d].西安建

筑科技大学学位论文，2001，5.

[3]马琳瑜.中国民居中的拱券结构研究[d].西安建筑科技大学

学位论文，2007，6.

[4]任震英.中国窑洞建筑的春天[j].地下空间，1989，4：714. 作者简介：祁烨（1983-），女，湖南湘潭人，工程师，研究方向：从事流体设计等工作。