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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生土房屋砖石房屋生土比例生土墙承重砖石柱-生土墙承重木柱-生土墙承重滨州市361805452.2%淄博市8321896.4%青州市6502035.1%临沂市523012818.0%总计5549257415.6%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