现代夯土建筑工程的应用分析

现代夯土建筑工程的应用分析

叶会尧

浙江恒誉建设有限公司

摘要：本文基于现代夯土建筑的基础理论，对现代夯土建筑与其他常规现代建筑的区别之处进行阐述，并结合建造工艺对现代夯土建筑设计了相关设计的研究定位，从而起到减少建筑环境消耗的目的，顺应低碳生活发展趋势。

关键字：现代建筑、夯土工艺、绿色建筑设计

从当今生态文明的角度出发，在建筑现代化过程中，夯土工艺和技术蕴含着巨大的生态应用潜力，但是长期以来对现代夯土技艺的研究缺乏系统性的研究，因此，夯土在现代建筑中的发展常常得不到应有的重视和应用的价值体现。本文将主要对夯土建造在建筑工艺中的研究进行分析，从材料属性、建造工艺以及相关建筑设计的关联性展开研究阐述。

一、现代夯土工艺

从建筑材料的角度出发，夯土建筑就是使用夯土材料进行设计与建造，夯土材料因地制宜，取材方便，具有蓄热节能的突出优点，低污染、能耗低，具有调节环境温湿度和噪音的突出特质，具体的施工和操作过程中也简单易行，造价也相对低廉，但是，夯土同样因其质地原因，力学性能较差，耐水、耐潮性能也不高，且属于非标准化的建材，但是总体而言，夯土材料因自身特有的质地和属性，对现代建筑的发展有着无与伦比的优势和补充。

1、夯土的土壤材质

夯土材料中的土壤是底层母岩在自然环境下进过一系列生物、化学等反应的转化结果，通过对夯土土壤材质的分析可以得出岩石、石块、砾石、细砂、粉粒的组成物质。在大自然的风化作用下，岩石最终分解成小碎粒，其中，黏土颗粒是天然的最小颗粒，能够将较大的颗粒粘结起来，是一种在粘结剂的作用下各颗粒凝聚而成的建筑材料，因此根据夯土土壤的不同材质，可以参入少许细砂和砾石，保持适当的水分，夯筑体的力学和耐久性能随之大幅度提高。

2、颗粒尺寸与空隙

土壤中不同大小的颗粒物质之间存在着空隙，空隙中的空间包含着水分和空气，这些空隙削弱了夯土中颗粒的凝结作用，使得土壤裂缝的形成成为可能，极大的破坏了夯土的结构性，因此，为了避免夯土在建筑使用中裂缝的产生，就应该将这种土壤中不同颗粒之间的空隙尽量减少，空隙是夯土实用化的最大薄弱点。

松散的土壤中，空隙大概有50%以上，这主要取决于土壤中颗粒物质的构成，夯土的石块、砾石、细砂、粉粒颗粒容易造成空隙的产生，因此在夯土的建造工艺上，需要通过模板夯实，并且在模板夯实之前，将土壤中的各粒径颗粒调整到合适的比例，这种夯土成分配制就是将单位空间内粒径小的黏粒以及粉粒填充粒径较大的细砂、砾石和石块之间的空隙。

二、现代夯土建筑设计应用研究

建筑设计与设计理念、设计手法密切关联，对于夯土建筑而言，如果片面的从以上角度去理解则不能突出夯土的建筑特质，因为夯土作为一种建筑的基本材料和现代建筑的基础物质构成，在很大程度上决定了夯土建筑在更大尺度上的建筑形式和方式，通常而言，材料的质地、细节的构造以及其力学性能都决定了建筑的形式，并最终决定了建筑的完整和全部。

1、基础的设计

由于夯土材质的原因，其基础部分需要克服墙体的沉降以及墙体的底部腐蚀，夯土建筑对于基础的要求更高，因此，夯土建筑的基础必须加强自身防潮处理以及对周边的导水处理，需要提高基础安全高度。

这在一定程度上要求夯土建筑需要处于地势较高处且确保不会发生不均匀沉降的位置，此外，夯土建筑的基础必须要在很大程度上防潮，因此，设计时可以利用常规的砂浆防潮手段，或者使用油毡置于基础与夯土墙体的交界面处阻隔基础中水对夯土建筑的冲击。

2、墙体的设计

墙体是建筑物的重要组成部分。它的作用是承重、围护或分隔空间，对夯土墙体的设计，需要特别注意以下几个方面。

首先，对于夯土建筑的竖向承载力而言，夯土墙体在不依靠其他构件辅助支撑的情况下，墙体的高度和厚度比值不宜超过10，否则容易造成倾斜和倒塌，如果超过了上述比例，则需要改变墙体的形态设计。

其次，夯土建筑的墙体采用交错夯筑设计，使其在夯筑过程中，不断增强与墙体自身的连接，这在一方面有利于墙体的稳定性，另一方面，也可以在提高施工效率的同时保证墙体干缩率的最小化。这种横向夯筑的方式，逐层完成墙体的夯筑，特别是夯土建筑墙体体形丰富、转折较多的情况下，可以采用这种方式。

最后，墙体在与柱子进行交互时可以采用构造柱的设计，构造柱的设置是为了加强墙体的延展性，结合圈梁的设置，可提高墙体的稳定性，构造柱与新型夯土墙体发生关系，可以是在墙体内，与墙体同一面以及局部在墙体外，具体采用哪种形式需要结合时设计需求，以及结构设计相关因素进行决定。

3、楼板的设计

对于夯土建筑而言，楼板的作用非常明显，其主要将负荷传递到墙体和墙柱上，如果楼板与建筑的承重墙体相互支撑时，楼板所受荷载将通过墙体传递至地面上，这对于墙体的承受能力具有较大的考验，不利于建筑墙体的稳定心，因此，对于这种承重的楼板，在设计时，应该避免直接搭接在墙体上，而是通过墙体的圈梁进行结合，这样处理可以有效的保护墙体。

楼板与墙体的关系主要根据建筑结构形式去研究的，当建筑为框架结构，墙体仅作为围护墙体时，更多考虑的是墙体与框架结构连接的问题，这主要涉及到模板工具及墙体夯筑中的模板架设流程。

4、色彩设计

夯土建筑最早出现的目的是为了解决居住问题，现在的夯土建筑则更多的是注重生态建筑以及生态人居环境，因此，对夯土建筑的色彩则需要进行科学的配比，体现夯土内在的生态特质和人文情怀。

夯土的色彩在很大程度上取决于建筑所在地的土壤颜色，根据我国地域不同，土壤的颜色也会呈现不同的状态，例如赤红壤、暗棕壤、寒棕壤、褐土等，此外还有比较著名的黄土（西北地区）和红土（云贵地球），但是在设计中，可以刻意去设计地域外的颜色，例如同样是黄土，在西安的和在杭州的所呈现的效果也有不同。另一种采用化学改性的方式可以对土壤源进行外在化的处理，这种方式可以让夯土建造的墙体表面颜色光滑、丰富。

三、小结

本文通过对现代夯土材质工艺进行简要阐述，对夯土建筑设计中需要考虑的要素进行分析，新型夯土作为现代夯土建筑的代表语言，同时也是现代夯土建筑与其他常规现代建筑的区别，不同之处仍集中在与夯土墙体发生关系的相关建筑构件，如基础、墙体、楼板与屋顶等，此外，通过变化多样的色彩与肌理还可改变夯土建筑以往厚重严肃的形象。

参考文献

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[3]穆钧,周铁钢,王帅,王梦祎．新型夯土绿色民居建造技术指导图册[M].北京:中国建筑工业出版社,2014.77-93