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生土建筑的定義是基于其建筑材料而言的，就像磚混、鋼混、木構(gòu)建筑，竹樓等等，是一種基于建筑材料的區(qū)分。生土建筑是指用未經(jīng)焙燒的土壤或簡單加工的原狀土作為主體材料，輔助以木、石等天然材料營構(gòu)主體結(jié)構(gòu)的建筑。

生土建筑是人類最早建筑的雛形。在上古時期，古人是以穴居的形式生存?！兑捉?jīng)系詞》謂：上古穴居而野處。古人通過用簡單的石器工具在厚厚的黃土中挖掘洞穴作為躲避野獸和風雨的原始居所。黃土具有的良好的整體性、穩(wěn)定性、可塑性、儲熱性，使得它天然的成為古人構(gòu)造洞穴的首選。后來，盡管古人漸漸離開了在黃土中挖掘出的簡單洞穴，轉(zhuǎn)而開始了地面上的生活，但是黃土這種材料仍然成為人們建造住房時的主要材料，而且穴居的生活方式也沒有完全消亡，部分的保存在了窯洞建筑之中。

在廣袤的中國土地上，分布著大量的生土建筑，它們孕育著當?shù)氐奈幕?、環(huán)境、氣候，因地制宜，形成各具特色的建筑形態(tài)。比如說福建土樓，福建土樓就是以夯土墻來承重，一米多厚的夯土墻可以建造四五層的高樓，可以說是夯土建筑發(fā)展的巔峰。厚重而封閉的土樓抵御了外患，讓族人聚居于此，繁衍生息，形成獨特的建筑文化景觀；又如千溝萬壑的黃土高原上的窯洞，窯洞主要分為靠崖式、下沉式兩種?？垦率降母G洞是在天然的黃土壁體上開鑿券洞，多個券洞相連組成整體的建筑空間。而下沉式的窯洞是指在地面上挖掘出方形或長方形的深坑，沿著坑面開鑿窯洞，這被稱作地坑院或者天坑院。窯洞建筑的冬暖夏涼，易于開掘使得它成為黃土高原上最主要的建筑形態(tài)。

生土建筑的環(huán)保意義

隨著時代的發(fā)展，生土建筑逐漸地退出了歷史的舞臺，轉(zhuǎn)而是磚、水泥、鋼筋、玻璃這些現(xiàn)代材料構(gòu)筑的建筑大行其道，這種建筑在給予人們舒適環(huán)境的同時，也存在著很多弊端，最大的弊端就是不可回收，隨著房屋更新?lián)Q代的日趨加速，建筑物的廢棄材料難以處置。而生土建筑，由于黃土沒有經(jīng)過焙燒，所以當房屋廢棄不用之后，可以將建筑用土直接回收成農(nóng)田用土，取之于田，還之于田，不會像現(xiàn)代的磚混、鋼混、混凝土等建筑一樣產(chǎn)生大量的無法納入生態(tài)循環(huán)的建筑廢料。

生土建筑發(fā)展的前景展望

生土建筑由于其環(huán)保性能，在這個城市化進程加速、建筑廢料日益增多、建筑污染日益嚴峻的當代，成為各國學者關(guān)注的焦點。國外如美國、澳大利亞、法國、德國以及新西蘭等國的研究人員已結(jié)合當?shù)氐奈幕尘?、社會狀況和工程特征開展了大量的研究，改善了生土建筑的功能和抗震性能，生土建筑的設(shè)計、施工已步入了規(guī)范化進程。我國的生土建筑研究起步較晚，除了大學以及科研機構(gòu)的學者將目光投向生土建筑之外，還有一些建筑師和環(huán)保人士關(guān)注生土建筑，建造了非常具有示范作用的樣板。比如說任衛(wèi)中先生在浙江安吉建造的一系列的生態(tài)屋，就是當代生土建筑的典范。任衛(wèi)中先生的生態(tài)屋是夯土建筑，外圍護墻體全部采用三合土，即將黃土、石灰、沙子以一定比例加水攪拌夯筑以增加其硬度。在墻基和墻角處多使用本地小溪里的鵝卵石，以防止洪水浸泡和雨水沖刷。鵝卵石在其生態(tài)茶館這一建筑中的運用更為廣泛，茶館一層的外墻面都是由鵝卵石拼接而成，體現(xiàn)了與喧鬧噪雜的城市截然不同的淳樸清幽鄉(xiāng)土氛圍。而且任衛(wèi)中先生的建筑中還使用了速生杉木作為構(gòu)架，中國古典建筑普遍采用木構(gòu)架，木構(gòu)架的節(jié)點一般使用榫卯結(jié)構(gòu)，屬于柔性建筑，抗震能力強，而速生杉屬于一種經(jīng)濟林木，生長周期較快，在南方被大量的種植。安吉是著名的竹鄉(xiāng)，全縣竹海茫茫，一片蒼翠，任衛(wèi)中的生態(tài)建筑中大量的使用了竹子，在生態(tài)屋一號中，就采用了竹篾隔墻和竹子百葉窗，既實用又體現(xiàn)了當?shù)氐牡赜蛱厣褡拥妮喎テ谥挥?9天，屬于快速可再生材料，竹子的大量運用是安吉生態(tài)屋的又一特色。安吉生態(tài)屋是生土建筑的典范，造價低廉，其中一號屋面積約170平方米，加上簡裝修造價僅為8萬元，而二號屋面積180平方米，造價僅為6萬元。都低于目前同等面積的農(nóng)村新建磚砌結(jié)構(gòu)的住宅，不僅環(huán)保美觀而且適宜居住。任衛(wèi)中先生可以說是新型生土建筑在中國鄉(xiāng)村拓展推廣的前驅(qū)者。

生土的就地取材、因地制宜、可循環(huán)利用、造價低廉、與環(huán)境的緊密融合都使得生土建筑成為未來生態(tài)建筑的發(fā)展導向。在建筑與環(huán)境之間關(guān)系日趨緊張的當代，對生土建筑的進一步探索和實踐是當務(wù)之急。改造生土墻體，研制新型培土機，在生土建筑中融合節(jié)能環(huán)保技術(shù)，比如太陽能、沼氣、飲用水凈化等等，用多種技術(shù)共同打造一個有利于生土建筑系統(tǒng)發(fā)展的平臺。

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生土建筑簡而言之就是用未經(jīng)焙燒的土為主材修建的建筑，過去曾是我國廣大村鎮(zhèn)建筑的常見形式之一。生土建筑熱工性能好，冬暖夏涼，節(jié)能環(huán)保，就地取材，造價低廉，施工技術(shù)簡單，施工工期短，環(huán)境友好，建筑材料可循環(huán)利用，是一種低能耗的綠色環(huán)保建筑。 

為了便于生土住宅在新農(nóng)村建設(shè)中的推廣，下面從生土住宅的設(shè)計、生土結(jié)構(gòu)材料性能、生土建筑施工方法三個方面，提供生土住宅設(shè)計技術(shù)措施。 

生土結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計時應(yīng)選用橫向剛度較大的橫墻承重或縱橫墻混合布置承重的結(jié)構(gòu)體系，且抗震橫墻的間距不應(yīng)過大。經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，6級烈度區(qū)兩層房屋橫墻間距不超過4.8米，一層房屋不超過6.6米，7級烈度區(qū)一層房屋橫墻間距不超過4.8米，8級烈度區(qū)一層房屋橫墻間距不超過3.3米。 

生土住宅進深應(yīng)控制在應(yīng)為4～6米。進深設(shè)計過小時，抗震橫墻較短，建筑物的橫向剛度差，抵抗橫向水平地震作用的能力不易保證。進深設(shè)計過大時，住宅的自然采光和通風條件受到影響。 

考慮的抗震設(shè)計時，生土建筑的層數(shù)、層高及總高度均不宜過大。單層房屋層高不超過4.0米，兩層房屋層高不超過3.0米。 

不同地區(qū)的生土應(yīng)根據(jù)其顆粒組成的比例選擇相應(yīng)的建造方式。顆粒分布均衡的生土適用于夯土建造，而以細小顆粒的砂和黏土為的生土適用于作為抹面。適用于建造的土質(zhì)位于種植層以下、巖石層以上。 

夯土墻所用的土料為一般的粘性土，在其中加入適量摻料后，可明顯提高夯土墻的強度和變形能力。例如加入一定量的砂、碎石，可明顯提高墻體承載力；加入適量石灰，可墻體抗剪強度；加入適量草秸可顯著增強其極限變形能力。 

生土墻土料中的摻料宜滿足下列要求： 

（1）宜在土料中摻入不大于0.5%（重量比）的碎麥秸、稻草等拉接材料。 

（2）夯土墻土料中可摻入碎石、瓦礫等其重量不宜超過25%（重量比）。 

（3）夯土墻土料中摻入熟石灰時，熟石灰含量宜在5～10%（體積比）之間。 

生土建筑施工方法 

山區(qū)的石材豐富，住宅則主要采用毛石基礎(chǔ)，采用強度較高而未經(jīng)風化的毛石砌筑而成，以大塊的石頭作為骨架，石塊之間的縫隙用小石塊填充。為了保證鎖結(jié)作用，每一臺階不少于兩層塊石或三層毛石，每階高度為400～600mm，伸出寬度不大于200mm。條形基礎(chǔ)底面寬度不宜小于500mm；獨立基礎(chǔ)底面不宜小于600mm×600mm。此種基礎(chǔ)也可在毛石間灌入水泥砂漿，粘接毛石，以增強毛石基礎(chǔ)的整體性，有效防止基礎(chǔ)不均勻沉降。 

無石材的地區(qū)，一般采用磚基礎(chǔ)，其上設(shè)置鋼筋混凝土圈梁。磚基礎(chǔ)的剖面為階梯形，稱為大放腳，各部分的尺寸應(yīng)符合磚的模數(shù)。其砌筑方式有“兩皮一收”和“二、一間隔收”兩種。為了保證磚基礎(chǔ)的砌筑質(zhì)量，基礎(chǔ)底面以下需設(shè)墊層，墊層材料可選用灰土、三合土、素混凝土等，每邊擴出基礎(chǔ)底面50mm，厚度一般為100mm。 

灰土是用石灰和土料混合而成，石灰和土按其體積比為3：7或2：8加適量水拌勻，其最小密度：粉土為1.55t/m3；粉質(zhì)粘土為1.50t/m3；粘地為1.45 t/m3。基礎(chǔ)厚度不小于300mm；條形基礎(chǔ)的寬度不宜小于600mm，獨立基礎(chǔ)不宜小于700mm×700mm。每層虛鋪220 mm～250 mm，夯至150 mm為一步，一般可鋪2～3步。壓實后的灰土應(yīng)滿足設(shè)計對壓實系數(shù)的要求，不宜用于地下水位以下。 

三合土基礎(chǔ)的體積比（石灰：砂：骨料）為1:2:4或1:3:6時，骨料常用礦渣或碎磚。夯筑時，每層虛鋪220mm，夯至150mm?；A(chǔ)厚度不宜小于300mm，寬度不宜小于700mm。 

夯土墻：俗稱板筑墻，也是目前常用的生土施工方法。其模板可用木板或圓木，將半干濕的土分層分段填入模板夯實。此法筑成的墻體整體性好，承載力較高。 

夯土密度為1800－2000kg/m3，抗壓強度可達24MPa，可作為承重或自承重的結(jié)構(gòu)墻體材料。當夯土墻作為空間中的獨立墻體時，其高厚比不宜大于10：1。但如夯土墻與其他構(gòu)件（如墻、柱或梁）相互支撐或拉結(jié)，其高厚比不宜大于20：1。 

從模板組件的形式來區(qū)分，我國傳統(tǒng)的夯土模板可分為板式和椽式。椽式模板作為模具的木椽由下而上交替成模，可形成下寬上窄的梯形墻體斷面。 

從建造墻體的方式上區(qū)分，分為小型的橫向模板和豎向模板。小型橫向模板是夯土建造中最常見的模板系統(tǒng)，主要優(yōu)點是支模拆模靈活方便。小型豎向模板多用于柱間墻體的夯筑，施工快捷且可避免不同版夯土墻之間的豎向裂縫。 

夯土墻建造過程分備土環(huán)節(jié)和夯筑環(huán)節(jié)兩部分。備土環(huán)節(jié)包括采土（運送）、存放、配比（當土顆粒組成不符合要求時）、攪拌和醒土（一般約24h）。將顆粒組成合理的生土加入適當?shù)乃髷嚢杈鶆颍礊樯涟韬衔?。這一環(huán)節(jié)需控制水的用量（含水率10％左右），一般做到“手握成團、落地開花”。 

夯筑環(huán)節(jié)包括支模、倒土入模、夯實、拆模和防護。夯土墻的建造簡單來說就是將備好的生土拌合物倒入支好的模板內(nèi)（每次約12－15cm厚），然后借助手動或氣動的夯錘一遍遍地逐層夯實。一版夯完后，拆除模板，繼續(xù)下一版的夯筑，如此循環(huán)反復。 

常見的處理方式即是利用屋頂出檐的遮擋雨水，一方面防止雨水從頂部滲入墻體內(nèi)部，另一方面減少雨水對墻體外表面的沖刷。未設(shè)置挑檐一側(cè)的墻體通常上側(cè)砌筑幾道滴水檐。砌筑小青瓦凹面朝下，沿縱向整齊排列，相鄰兩道滴水檐之間間距一般為300mm左右。 

為防止地下水通過毛細作用升腐蝕夯土墻，通常使用混凝土或石頭作為墻腳。室外墻體墻腳高度至少為0.5米，室內(nèi)墻體墻根高度可適當減少，但不應(yīng)小于0.2米。在少雨地區(qū)，也可增加墻腳處夯土的厚度，以保護墻身主體不受損壞。 

樓板層是建筑中沿水平方向分隔上下空間的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，它除了承受并傳遞垂直荷載和水平荷載外，還具有隔聲的能力。木屋面的做法是在梁上擱置檁條，然后在上面鋪木板。為了固定檁條，一般在梁上開槽。采用木屋面主要是木板具有自重輕、感官好、表面溫暖、構(gòu)造簡單等特點。 

屋頂?shù)谋夭牧现幸阅嗤两諚U和水泥爐渣為主，一般為以當?shù)氐闹参锝諚U（一般以高粱干草為主）編織成葦箔（平鋪在椽條上），上面做一定厚度的麥秸泥，最后為120～150厚的水泥爐渣保溫層，20厚水泥找平抹面。對于用于保溫的水泥爐渣，本身爐渣就是煤燃燒的廢料。 

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生土建筑利用地方材料建造,造價低廉,技術(shù)簡單,冬暖夏涼。而且原土不需燒制,不污染環(huán)境,這是生土建筑具有較強生命力的主要原因。另外,房屋拆除后建筑垃圾可作為肥料回歸土地,這種可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)優(yōu)勢是其他任何材料無法取代的。 

生土墻體承重房屋一般呈硬山擱檁型,全部墻體用土坯或夯土建成。夯土墻墻厚從400-800mm不等,內(nèi)墻也可做300mm,墻頂上擱檁建頂。大多為雙坡屋頂,也有單坡形式,房屋后墻比前墻高出1.5-2m,前墻留有門窗。雙面坡的房屋前后墻均可開門窗。土坯墻一般前后墻頂順墻長方向架 ,檁上鋪椽建頂。土坯墻體采用泥漿砌筑,土坯 尺寸根據(jù)地區(qū)不同而有差異。 

生土墻房屋以墻體為承重體系。夯土墻墻體房屋屋蓋系統(tǒng)的檁條或大量直接擱置在墻上,集中荷載直接作用于墻。土坯墻墻體由生土塊材砌筑,由于黏結(jié)泥漿強度低且在土坯縫中不飽滿,墻體承受集荷載的能力很弱,有時在墻頂設(shè)通長木梁(一般為圓木),檁條或屋架梁擱置在墻頂木梁上,將集中荷載分布在一定范圍。

生土結(jié)構(gòu)房屋的屋蓋全部荷載通過檁條或屋架(梁)傳給承重的生土墻體,由于生土墻材料強度低,墻體一般較厚。夯土墻房屋的空間剛度和整體性略差。墻體上開設(shè)的門窗洞口,對墻體有局部削弱,洞口間墻體過窄和洞口上部墻體高度過度小時,對房屋性能影響較大。墻體荷載傳給墻下條形基礎(chǔ),再由基礎(chǔ)穿給地基。生土結(jié)構(gòu)房屋的基礎(chǔ),在靜力荷載作用下,一般性能良好。但在地震荷載作用下,易裂開產(chǎn)生通縫,滑動,失穩(wěn)。嚴重時造成基礎(chǔ)失效。村鎮(zhèn)生土房屋的地基,通常開挖至基底后,對天然地基稍加夯實,有的不夯實而直接砌筑基礎(chǔ)。若地基不均勻,軟弱,則對上部結(jié)構(gòu)性有不利影響。 

20世紀70年代以前發(fā)生于陜,甘,寧,青,新五省(區(qū))21次強烈地震的震害調(diào)查資料表明:生土墻承重房屋在Ⅸ度及Ⅸ度以上地區(qū)幾乎全部倒塌,在Ⅷ度及Ⅷ度以下地區(qū),破壞和倒塌率隨烈度提高而上升。 

生土墻承重的房屋在靜力荷載作用下的性能與房屋地基條件,墻體材料和施工方法關(guān)系較大。一般情況下。夯土墻承重房屋抗震性能優(yōu)于土坯墻承重房屋,但不論那種形式的生土墻承重房屋,延性差是其顯著弱點。 

1) 地基基礎(chǔ)破壞。生土墻房屋幾乎都沒有經(jīng)過正規(guī)設(shè)計,基礎(chǔ)深度寬度較小,地基未經(jīng)很好處理,石料,黏土磚常采用泥漿砌筑。若房屋建造在軟弱地基。砂土液化地基及土質(zhì)不均勻地段,可能引起房屋的整體破壞。在靜力作用下,反映為墻體開裂,甚至傾斜。在地震荷載作用下會導致房屋的嚴重變形或倒塌。 

2) 結(jié)構(gòu)體系不規(guī)則引起的破壞。尤其是單面坡房屋,后墻比前墻高1.5～2m,地震時前后墻的慣性力相差懸殊,易發(fā)生墻體嚴重開裂和前后墻變形差異引起的屋蓋系統(tǒng)塌落或房屋的倒塌。 

3) 在剪切力的作用下,很容易發(fā)生墻體裂開,墻體外傾的現(xiàn)象,這是此類房屋的主要震害之一。震害表明,在Ⅵ度既有少量倒塌,大部分為轉(zhuǎn)角Ⅴ形局部塌落及墻體的斜裂縫,豎向裂縫,縱橫墻交界處通裂縫等。 

4) 墻體受壓承載力不足引起的破壞。屋蓋系統(tǒng)的檁條或大梁直接擱置在夯土墻上，墻體承受著屋蓋系統(tǒng)的全部重量，在檁條或大梁與墻體的接觸處荷載集中，由于墻體受壓能力或局部承壓能力不足，承重墻體往往使用階段就產(chǎn)生豎向裂縫，對房屋的抗震性能不利。在地震作用下，由于地震力引起的梁檁與墻體搭接觸的沖撞，造成梁檁撥出，山墻倒塌，甚至落架等震害。 

改善生土結(jié)構(gòu)受力性能的措施 

為了減小房屋的地震作用，建筑平面布置和立面處理應(yīng)力求簡單，規(guī)整。房屋高度不宜過高，開間不宜過大。最好每開間都設(shè)橫墻，以減小縱墻的跨度。門窗不宜開得過大，以免因窗間墻過窄在地震時破壞?？v橫墻布置要均勻?qū)ΨQ，保證房屋高度均勻。避免砌筑一些附屬物，如門臉，女兒墻等，防止地震時塌落傷人。煙囪不應(yīng)削弱墻體強度。煙道可放置在土墻內(nèi)側(cè)或外側(cè)的墻垛里，并應(yīng)采取一定連接措施。 

房屋以兩面坡為宜。單面坡房屋由于屋頂重心不穩(wěn)，在地震作用下容易向下滑動，與墻體脫開。而后墻高而穩(wěn)定性差，在地震作用下也容易遭受破壞。 

地基應(yīng)開槽分層回填夯實，深度根據(jù)土質(zhì)確定，土質(zhì)好的地方淺一些，土質(zhì)差的地方深一些，通常500～1000為宜。寬度以每邊寬出基礎(chǔ)150～200。土質(zhì)好的地區(qū)用原土分層回填夯實即可，土質(zhì)差或濕陷嚴重的地區(qū)應(yīng)采用2:8或3:7灰土分層回填夯實。 

基礎(chǔ)應(yīng)砌至室外地坪以上300左右，以防止墻體底部受雨水侵蝕。材料可以用磚，毛石，片石和礫石。用石灰砂漿砌筑，施工中應(yīng)注意錯縫咬槎。也可用灰石基礎(chǔ)。若能用幾何尺寸較規(guī)則的料石做基礎(chǔ)，將大大增強墻體的抗震性能。 

承重墻體 

1）土坯平砌承壓不足易出現(xiàn)通縫，立砌抗折剛度較大但穩(wěn)定性差，且整體性較差，在地震烈度Ⅶ度以上的地區(qū)應(yīng)優(yōu)先選用夯土墻的形式。 

2）土坯墻因錯縫搭接砌筑，土坯尺寸應(yīng)大體一致，并應(yīng)摻入碎草等拉接材料，砌筑的泥漿性要好，砌縫的泥漿應(yīng)飽滿，最好用草泥漿以增強砌體的抗震能力。試驗表明，土坯中按重量比摻入0.5%的草。土坯的抗彎和抗剪強度可增加50-100%。 

3）夯土墻應(yīng)應(yīng)分層錯縫夯筑，拆摸后應(yīng)在墻體端部鏟成斜面，以使兩板結(jié)合緊密，如果相隔時間較長，再次夯筑時再鏟斜面并應(yīng)澆水后夯筑。上下兩層必須澆水后夯筑，且在按縫處可豎向加竹片，木條等拉結(jié)材料，以增加層間拉結(jié)。在縱橫墻交接處如沿高度每500mm左右設(shè)一層如荊條，葦稈，竹片。木條等拉結(jié)材料，墻體整體性會有較大提高。外墻拐角處縱橫墻分板夯筑時，應(yīng)每板加入拉結(jié)材料，拉結(jié)材料應(yīng)鋪至墻體盡端。門窗洞口兩側(cè)沿墻體高度方向水平加入竹片，樹枝等拉結(jié)材料，以改善局部抗震性能。拉結(jié)材料使用前應(yīng)先在水中充分浸泡，以加強和墻體的粘結(jié)。 

4）夯土墻的土料中加入一定量的砂，碎石，可明顯提高墻體承載力。由于夯土墻墻體較厚，條件許可的地區(qū)可采用小型電夯，以提高墻體的夯筑質(zhì)量，減輕施工人員勞動強度，加快施工進度。墻體邊角區(qū)須用斜面行錘夯實，以保證墻體質(zhì)量。

結(jié)語 

1）生土結(jié)構(gòu)房屋由于墻體承載能力低，自重大，延性差等特點，決定了夯土墻承重房屋的抗震性能較差。但由于其易于就地取材，建造方便，綠色環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟實用的特點，在我國廣大農(nóng)村，尤其是在經(jīng)濟尚不發(fā)達地區(qū)仍然是居民的一種主要形式。指出生土結(jié)構(gòu)房屋建造中的一些問題，給出有效的提高抗震性的措施，對村鎮(zhèn)建筑減災防災具有現(xiàn)實意義。 

2）調(diào)查表明，生土墻房屋的傳統(tǒng)做法有其合理方面，同時也有需要改進的地方，實踐表明，通過對此類房屋的震害特點及破壞機理進行分析，提出改善此類房屋抗震性能的技術(shù)措施并加以應(yīng)用，生土墻承重房屋的抗震性能可以得到明顯的改善。在非抗震區(qū)和低烈度區(qū)使用和發(fā)展具有一定的前景和實用性。 

湖北上津古城（圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)）

上津古城位于湖北省鄖西縣城西北70公里的上津鎮(zhèn)，為明代城址。經(jīng)現(xiàn)場實地勘察，發(fā)現(xiàn)古城房屋土坯墻體主要存在一下問題：①墻體裂縫主要位于主檁條下，裂縫長度約為1.5m，寬度為5mm左右。②墻體的空鼓房屋外墻1.5m高度范圍內(nèi)泛堿脫落，掏蝕適度多為10c。③地面以上30cm為碎石砌筑，砂漿局部缺失等。 

根據(jù)常見夯土類建筑的構(gòu)造特點，本文在分析中做了如下假定：夯土墻體、木質(zhì)梁、木質(zhì)柱為連續(xù)均勻介質(zhì)，采用線彈性本構(gòu)模型，墻體和檁條連接位置、房間底部和基礎(chǔ)之間不存在相對位移，對于混合承重結(jié)構(gòu)的邊柱和墻體接觸部位放松豎向約束，采用半剛性連接模擬榫卯連接。荷載取值依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB5009-2001。夯土墻房屋長11.28m，寬8.60m高5.37m，單元網(wǎng)格類型為8節(jié)點六面體線性減縮積分實體單元（C3D8R）。 

 加固前夯土墻墻體穩(wěn)定性分析 

采用有限元分析方法對夯土房屋建立整體模型，分別考慮縱、橫方向地震作用，采用振型分解反應(yīng)譜法來對結(jié)構(gòu)進行分析。其中結(jié)構(gòu)抗震計算按VI度考慮。計算參數(shù)為：水平向地震影響系數(shù)最大值amax=0.04；場地類別為Ⅱ類，特征周期Tg=0.40s；結(jié)構(gòu)阻尼比取0.05。具體分析結(jié)果如下： 

夯土墻體承重結(jié)構(gòu)在地震作用下，部位Z1處，位移大小為15.3mm，超過了關(guān)于構(gòu)件最大位移不超過L/250（約12.3mm）的要求。其他部位位移這里不再做詳細分析。 

夯土墻體承重結(jié)構(gòu)在地震橫向作用下應(yīng)力最大值在縱墻頂部Z1處，大小為0.164MPa，縱向作用下應(yīng)力最大值在橫墻H3處，大小為0.138MPa，超過了夯土材料抗剪強度標準值0.08MPa，容易發(fā)生檁墻分離，破壞結(jié)構(gòu)整體連續(xù)性，最終造成失穩(wěn)破壞。 

夯土墻的加固及改進措施 

針對上述夯土建筑在分析中出現(xiàn)的問題，本文認為可以采用鋼絲網(wǎng)泥漿加固土坯墻體，以提升其使用功能。對于夯土墻墻體外側(cè)的空鼓（如：外墻泛堿脫落，受水掏蝕）等，造成墻體實際受力厚度減薄，產(chǎn)生受力不均勻，容易導致上部墻體開裂、扭曲等不利情況。對于此類病害采用鋼絲網(wǎng)泥漿加固土坯墻體，面層的泥漿強度等級，宜采用實際墻體同等等級；鋼絲網(wǎng)應(yīng)用呈梅花狀布置的S形穿墻筋固定于墻體上，S形穿墻筋的間距宜為800mm；鋼絲網(wǎng)四周采用拉接筋與墻體可靠連接；鋼絲網(wǎng)外保護層厚度不應(yīng)小于20rnm，鋼絲網(wǎng)片與墻體之間的空隙不應(yīng)小于4mm；加固材料采用鍍鋅點焊式鋼絲網(wǎng)片，鋼絲直徑為2.6mm，抗拉強度711MPa，鋼絲間距為10mm×10mm。 

加固后墻體穩(wěn)定性分析 

夯土墻體承重結(jié)構(gòu)在墻體外側(cè)采用鋼絲網(wǎng)泥漿加固后，夯土墻體承重結(jié)構(gòu)在X方向（橫向）地震作用下，結(jié)構(gòu)沿X方向最大位移發(fā)生在縱墻頂部Z1處，位移大小為4.44mm，小于關(guān)于構(gòu)件最大位移不超過L/250（約12.3mm）的要求，整體滿足抗震變形要求；由表2可知，夯土墻體承重結(jié)構(gòu)在墻體外側(cè)采用鋼絲網(wǎng)泥漿加固，有效的改善了土坯墻體的變形能力，加固后墻體的橫向為加固前變形的17.87%，橫向為加固前變形的2.12%，加固效果明顯。 

夯土墻體承重結(jié)構(gòu)在墻體外側(cè)采用鋼絲網(wǎng)泥漿加固后，夯土墻體承重結(jié)構(gòu)在X方向（橫向）地震作用下，結(jié)構(gòu)沿X方向最大剪切應(yīng)力為0.03MPa，小于夯土材料抗剪強度標準值0.08MPa，整體滿足抗剪強度要求；由表3可知，夯土墻體承重結(jié)構(gòu)在墻體外側(cè)采用鋼絲網(wǎng)泥漿加固，有效的改善了土坯墻體的受力性能，加固后墻體的橫向為加固前剪切力的11.68%，縱向為加固前剪切力的34.82%，加固效果明顯。