现代夯土建筑营造工艺探究

作者:未知

  摘 要:根据现代夯土建筑的建造工艺要求,本文介绍了土料和原材料的准备,阐述了相关施工设备的应用和改进方法,系统总结了施工工艺流程和注意细节,以期为夯土建造提供相关参考。
  关键词:夯土墙;夯土民居;夯土施工工艺
  中图分类号:TU361 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2019)05-0090-02
  Abstract: According to the construction process requirements of modern rammed earth building, the preparation of soil and raw materials was introduced in this paper. The application and improvement methods of related construction equipment were described, and the construction process and details were summarized systematically.It is hoped that this study can provide relevant reference for rammed earth construction.
  Keywords: rammed earth walls;soil dwelling;construction process of rammed earth
  据考证,公元前2 500多年前的龙山文化中,存有大量夯土建筑。由于民间的广泛使用,夯土建造技术在较长一段时期内成为人类的主要建筑方式。利用现代工艺建造的夯土建筑,不仅具有较强的抗压强度、抗水性、抗风化性及抗冻融性等,而且兼具历史性、地域性、自然性及多样性的特点[1]。通过在云南、湖南及河南等地的实践,本文总结了夯土施工的工艺及流程,介绍了夯土施工的施工条件和土壤性能,以期为自行建造较高品质的夯土民居提供工艺参考。
  1 模板设计与安装
  模板设计主要是对传统模具进行改良,提高模板的强度和稳固性,能在多次重复夯击中不变形。尽量选用钢模或铝模,工程量较小时采用竹胶模板。模板之间采用拉结螺杆、圆盘螺母、锚钉以及铁丝等连接,并制作成T型、L型、圆弧型及一字形模板。其中,拉接螺杆对模板的组装和固定具有重要作用。模板组装时,模板上下两排每隔600mm插入一根拉接螺杆,穿透模板并在其两端加木条,用圆盘螺母拧紧,一般套PVC线管。模板拐角处应连接形成整体,增强夯土墙的整体性,模板一般厚度为300~600mm。
  2 土料準备
  土应选择非种植土,即原状土,塑性指数宜在10~30。土料挖出后,摊薄至300mm以下进行晾晒。通过旋耕机等机具进行翻拌,将原土的天然含水量控制在30%以下,黏粒总量控制在50%以下。若颗粒较大,则继续晾晒和打碎。当颗粒直径为20mm的素土大于40%时,应使用筛分设备和破碎设备。筛分设备可使用斜立筛或振动筛。破碎机可采用破碎粒径小于15mm的锤式或无底筛破碎机。
  3 其他原材料准备
  3.1 水泥
  一般情况,建议使用425矿渣水泥,使用比例为混合料重量的10%~12%。北方地区建议使用425普通硅酸盐水泥,使用比例为混合料重量的8%~10%。寒冷地区则应使用抗冻早强水泥。
  3.2 外加剂
  夯土固化外加剂可再较大程度上提升墙体强度和夯土的抗水性,一般使用比例为混合料重量的0.02%,寒冷地区则需加入适当抗冻剂。
  3.3 骨料
  对于塑性高、液限高的土壤,需掺加骨料,一般使用粒径为5~15mm连续级配的石料,使用比例为混合料重量的20%~30%。
  4 机具设备的准备及改造
  4.1 夯实工具
  夯实密度是保证夯土墙强度和耐久性的关键,所以夯实工具尤为重要。为加大较小夯土项目的夯实密度,加快施工效率,一般采用电动夯实工具。小型夯筑工具主要有电动冲击夯、汽/柴油冲击夯等。在气镐或电镐的底部,焊接一个100mm×100mm×20mm的钢板,使其具有冲击力大、频率快的特点。经加工改造的气镐或大型电镐主要用于局部角落的夯实。夯筑墙体时,需防止冲击力过大而导致的模板不稳定或已夯好土体被破坏,一般对土墙的夯击压强控制在1.5MPa,可通过调节强度和频率满足要求。夯筑厚度在700mm以上时,采用小型手扶式压路机直接碾压,压路机重量一般为300~400kg,碾压宽度550~600mm,摊铺厚度小于150mm。
  4.2 喷洒设备
  此设备主要用于喷施外加剂稀释液。较小规模项目可采用潜水泵、压力喷雾型洗车机或汽油农用喷雾器,较大规模项目可采用洒水车。
  5 拌和混合料
  混合料拌和是关键步骤,需拌和均匀。拌和干料的方法主要有三种。第一,摊平拌和法。摊铺素土厚度小于300mm,使用大型农用旋耕机进行翻拌,翻拌时需注意拌和到底,不要窝料。第二,集中厂拌法。小型可移动式稳定土拌和站或固定式稳定土拌和站,将素土、水泥及骨料按配比倒入拌和站,并搅拌均匀。第三,堆拌法。根据施工方量将破碎的素土堆成一堆,使用2台挖机配合装载机进行拌和。建议根据施工速度进行备料,一次性最多不超过200m3。拌和干料2遍后,开始喷洒夯土固化外加剂,并控制好含水率,一般最少拌2遍后上料。
  6 夯土墙施工工艺
  目前,多数夯土基础采用毛石砌筑,而大型建筑或房屋的基础用钢筋混凝土。
  夯土墙施工工艺流程为:
  施工放样、挖基坑→支护模板→进行素土、水泥的干拌→稀释和喷洒夯土外加剂再拌和→上料→夯实→分层夯实→拆模板→外墙表面的整平和美化→养护。   ①施工放样、挖基坑。依照施工图纸进行施工测量和放线,然后用人工配合挖机进行挖基坑,基坑尺寸以实际图纸为准。
  ②混合料拌和。按照方量(2 000kg/m3)计算需要的水泥剂量,并均匀撒土上。采用摊铺法或堆拌法进行干拌,需2遍以上。
  ③稀釋和喷洒夯土外加剂、再拌和。将洒水车装入施工段计算所需的用水量,然后将计算的夯土外加剂用量倒入水中。根据作业方量计算所需的夯土外加剂(夯土重量按照2 000kg/m3),比例一般为混合料重量的0.015%~0.02%。用木杆搅拌均匀,使夯土外加剂充分溶于水中。根据混合料的天然含水率和设计的夯土外加剂用量确定稀释浓度,当混合料的天然含水率较低时,夯土外加剂稀释液的浓度应小些;相反,浓度应高些。在无法测定准确含水量的条件下,一般稀释浓度为1:100~1:300。应严格控制混合料的最佳含水率和拌和的均匀性,确保混合料拌和后颜色一致,干湿适度。土的夯实程度与土的含水率相关,施工中应严格控制土料的含水量。是否加水和加水量的大小应根据土的原始含水量确定。试验过程中发现,水分偏少,则土墙夯不实;水分偏大,则夯筑过后裂缝较多;当土的含水率为最佳含水率时,土的夯实效果最好,密实度最大。
  ④支护模板。基础部分完成后,可开始支护模板,要求模板与模板之间严丝合缝,且支架稳固。为防止变形跑模,建议使用脱模剂。
  ⑤上料、夯实。可用挖机或装载机将拌和均匀的混合料摊铺到挖好的基坑中,每层松铺厚度控制在200~220mm。随后,用夯机分层夯实,每层夯实遍数控制在3~4遍,局部地方可用冲击夯加强。
  ⑥拆模板。待墙体整体完成后,可拆除模板,以防伤害墙面。工期较紧时,可视天气情况,3~5d拆除模板;若现场模板充足,可延迟2~4d拆除模板。
  ⑦外墙表面的修补和美化。使用穿墙螺杆的外墙表面,可使用素土和10%水泥加少量外加剂将墙眼补好。此外,适当修饰和平整墙面的不平整处。
  ⑧养护。作业完毕后,养护时间一般为7d。第一天作业完毕后,顺着模板内壁浇水养护,从顶层开始浇湿、浇透,并使用地膜覆盖。对某些需要精致效果的住宅民宿,干透后可喷洒夯土墙专用保护剂。
  7 夯土工艺的注意事项
  夯土工艺的注意事项包括土料细、模板安装稳固、拌和均匀、现场含水量控制、分层夯实充分、转弯细节注意及养护及时等。
  8 结语
  本文详细介绍了夯土工艺的用料准备及流程,分析了夯土工艺的注意事项,为夯土建造提供了借鉴。
  参考文献:
  [1]冯维波.“新乡土主义”在新农村规划中的应用[J].小城镇建设,2011(11):71-75.
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