生土建筑报告

山东省生土建筑的应用与结构现状研究报告
引言
据估计，世界上超过30%的人口居住在泥土（主要是土坯）建筑中，我国农村目前仍有超过1亿人口居住在生土建筑中，且土坯墙、土筑墙等土墙承重建筑在我国村镇各式生土建筑中占一半以上。

通过对山东省内（以滨州、青州、莒南、淄博等地村镇为例）生土建筑进行实地调研，总结山东省内生土建筑的应用与结构现状，汇报如下：
生土建筑具有如下优点：
[1]、墙体、屋顶等尺寸较厚，热学性能较好，冬暖夏凉，保温隔声效果良好；
[2]、就地取材，造价低廉；
[3]、施工技术简单，施工工期短；
[4]、环境友好，建筑垃圾可作为肥料，可回收利用等。

同时，生土建筑具有如下缺点：
[1]、强度低，自重大，抗震性能差；
[2]、受材料限制，建筑空间（开间、进深等）拓展受限，门窗洞口较小，通风采光性能差；
[3]、防潮、防水性能差，墙基水冲蚀严重，耐久性差；
[4]、卫生条件差，灰尘较多，夏季潮湿，生物活动较多等。

1、调研地区生土建筑结构形式分布
调研时间为2012年7月—8月、2013年1月—2月，对山东省滨州市沾化县、山东省淄博市临淄区、山东省青州市高柳镇、山东省临沂市临港区团林镇等地的686处生土建筑民居开展了实地调研。

生土建筑结构类型分布如表1：
表1 调研地区生土建筑结构形式分布
表1显示，山东省内生土建筑主要分为生土墙承重(如图1)、砖石柱-生土墙承重（如图2、3）、木柱-生土墙承重等几种形式，其中土墙又可分为土坯墙和土筑墙，且生土墙承
重形式所占比例超过生土建筑的50%。

数据显示，生土建筑占调研区域房屋形式的15.6%，该建筑类型依然为村镇民居非常重要的建筑形式。

所以，研究生土建筑现状，研究其结构问题仍然具有必要性。

2、生土建筑结构技术细节
<1> 地基与基础
村镇生土建筑地基多采用素土夯实、三七灰土夯实、部分地质较好区域直接采用天然地基，尺寸约为70×30cm 。

基础多为条形基础，由毛石或砖砌筑，尺寸约为60×50cm 。

部分地区采用在基础上部铺设20cm 厚的麦秸，来达到墙体防潮目的（如图4）。

以上构件尺寸因地区不同而调整。

<2> 生土墙体
土墙分为土坯墙（如图5）和土筑墙（如图6）。

土坯墙根据制作工艺不同分为两类，一类直接由生土夯打成型；另一类由生土、麦秸、土泥做成泥坯晾晒成型。

土筑墙根据制作工艺不同也分为两类，一类由麦秸拌和土泥，将墙体分为半米左右一段堆砌成型的甩土墙；另一类由半干半湿（最优含水率）的粘性土，在木夹板中分段分层（每层30—50cm ）夯实而成的板筑墙，又名夯土墙。

土墙厚度因地域不同而异，常用40—60cm 。

图1土墙承重
图2砖柱-土墙承重
图3 石柱-土墙承重
图4 砖基础图
图5 土坯墙 图6 夯土墙
<3> 屋盖
屋盖构造由下至上依次为，梁，檩，高粱秸，泥巴，麦秸或瓦（如图7）。

其中木结构之间为榫卯连接，屋架多采用三角形木屋架，檩在山墙上采用硬山搁檩，山墙和屋架上搁檩铺椽，椽上架顶。

3、结构问题与建议
<1>、砌筑工艺差
土坯墙是用土坯做块材，用黄泥做灰浆，砌筑而成的墙体。

黄泥粘结能力有限，且竖向缝隙间几乎没有灰浆粘结，易形成通缝。

丁砌甚至有立砌的砌筑方式也使土坯墙横向受力性能较差，整体性极差（如图8、9所示）。

建议：规范砌筑工艺，统一土坯尺寸，砌筑采用卧砌方式，做好搭接错缝，使墙有良好的整体性，砌筑土坯墙的泥浆最好用草泥浆，增强对土坯的拉结作用，增强其抗震能力。

<2>、联结差，整体抗震性能差
砌筑材料间使用黄泥粘结，粘结效果差；部分石柱、砖柱与生土墙间无搭接，使用过程中易产生纵向通缝（如图10所示），整体性能大幅降低，抗震性能差；屋架结构中采用硬山搁檩，檩上架顶，檩条与山墙间无连接措施（如图11所示），使用过程中由于应力集中，易产生局压破坏。

且在地震作用下，檩条易被抽出，造成屋架整体垮塌；屋架构件之间多采用榫卯连接（如图7所示），节点连接强度差，整体性能局部降低，在地震作用下易发生破坏。

图7 三角屋盖图
图8 墙体均为丁字砌筑 图9 土坯立砌
图10 横墙产生纵向通缝
图11 硬山搁檩
建议：纵横墙连接处错缝搭接，并在压槎处铺设木条、草筋等拉结筋，加强纵、横墙联结，避免产生通缝。

在墙上搁置檩条或梁时加设垫块，分散端部压力，避免局压破坏。

硬山搁檩情况下，檩条伸出长度要足够大，避免地震时抽出。

屋架、梁、檩条等构件之间的连接需在榫卯连接的基础上，增设扁铁、铁丝等铁件连接，增加节点连接强度。

<3>、无圈梁、构造柱
设置圈梁和构造柱的好处除了加强房屋整体性和稳定性外，还可以将屋顶的压力均匀地传递给墙，并可预防由于不均匀沉降造成的墙体裂缝和垮塌。

但调研数据表明调研地区生土建筑建造时期集中在20世纪70—90年代，房屋在建造过程中均未考虑加设圈梁、构造柱。

建议：在房屋建造中增设圈梁、构造柱，对已有生土建筑，可设外加型圈梁，在生土墙中开槽，加设构造柱，并通过铁件等连接构件与圈梁连接，增墙房屋的整体性和稳定性。

<4>、防潮防水措施不健全
生土材料遇水成泥，强度降低，修复困难。

而调研区域生土建筑在墙体防潮，面层防水方面缺乏有效措施，导致墙基墙面冲蚀严重，部分面层脱落，墙体风化腐蚀严重，墙体承载力大幅降低（如图12、13所示）。

建议：就地取材，利用石膏，砂浆等抗冲刷材料对生土墙体进行抹面，防止墙面、墙基遭受雨水冲刷，增加其耐久性。

并在室外做好泛水等排水工作。

4、生土建筑发展前景与限制因素
生土的材料特性和强度均不如粘土砖，所以在过去很长一段时间的村镇建筑中被砌体建筑所替代。

但在今天能源危机，节能减排的大环境下，粘土砖被限用，生土建筑也将以其绿色环保，施工简单，性能优越，可回收再利用等优势再次迎来作为村镇建筑首选建筑材料的机会。

但生土建筑也确实有其发展的限制因素，主要有自身材料性能缺点，结构限制，以及人们被“生土建筑等于落后，土房意味着贫穷”等观念所左右等。

所以在保持生土建筑原有优势的基础上，探索新型生土材料、新型生土结构，规范生土建筑设计，寻求生土建筑生产模式机械化等课题将被提上日程。

我们对生土建筑的研究还处于起步阶段，以上仅为本次调研的几点收获与建议，希望得到生土研究前辈的批评指正。

图12 墙基冲蚀严重，墙面脱落
图13 墙面雨水冲刷痕迹。