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夯土墙_百度百科

2019-05-28 10:06:16

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  最新的考古发现表明四五千年前我国就已经用夯土方法修筑城墙。夯土造屋早在殷商时代就有了。生土建筑在中国产生于四千多年前的新石器时代。在公元前16世纪至公元前11世纪的殷商时代就有成熟的夯土技术,到汉代民居建筑使用夯土墙的更多,而且在夯土城墙中开始使用水平方向的木骨墙筋,称为“纴木”,这种做法上至汉长安城,下至南北朝、唐、宋,最晚到元代还在使用。

  夯土墙 [hāng tǔ qiáng](rammed earth wall )指用夯土方法修筑的墙。

  唐长安的皇城、宫墙均为夯土墙,城内的里坊也用夯土墙分隔,到了北宋夯土技术又有进步。北宋匠作编修的《营造法式》一书中就系统总结了当时夯土版筑技术的成就。其中规定“筑墙之制,每墙厚三尺,则高九尺,其上斜收,比厚减半;若高增三尺,则厚加一尺,减亦如之”。福建土楼把中国传统的夯土施工技术推向了顶峰。

  山西临汾南襄汾县发现了大约公元前2600到公元前2100年之间的陶寺遗址。2003年,在陶寺遗址中发现了一座大型建筑基地址:古观象台基址。

  古观象台基地址的建筑形状为大半圆形,面积约1400平方米。原有三层台阶,现仅存基础。第一层台基基础的第一道夯土墙,也即最外侧夯土墙,其外缘距圆心25米。第二层台基基础的第二道夯土墙,距台基圆心半径22米。第三层台基基础的第三道夯土墙,距圆心半径12.25米。在第三道夯土墙与生土台芯之间,筑有一道夯土柱,揭露部分共计11个,自北向南排列成圆弧状,距圆心半径10.5米。D11西边D12和D13拼接为一体成一道墙。夯土柱平面以长方形为多,长度多为1.3米左右,宽度多在1米左右。夯土柱D1—D11之间有10到缝隙,缝宽多在0.2米。各缝之间缝中线度为最多。据此推测,该观象台的主要功能之一可能是观测日出以定节令。

  台基圆心,经GPS定点测量,确定为:北纬35°52′55.8″,东经111°29′55.1″,海拔572米。

  商代早期都城遗址———郑州商城是一座拥有宫城、内城、外郭城和护城壕的规模庞大的城址,其防御体系是通过外郭城和护城壕与东部湖泊内的大面积水域构成的。这是中国商代最早而且是最大的一座王都,也是中国历史上第一座建有城垣的王都,它拥有的城墙宫殿、手工作坊、祭祀窖藏、青铜礼器、防御设施和配套的供排蓄水系统,在中国城市发展史上有开创性的地位。

  郑州商城外郭城的南面、西面是坚实的夯土墙,此次发现的南、西夯土墙长达6000多米,南墙和西墙的南段是护城壕。北墙距城墙10米远处也发现有护城壕。

  周公庙遗址位于陕西省岐山县城西北十五华里的凤凰山的南麓,周公庙因唐代周公旦的祭祠而得名。在大约10平方公里的范围内发现了灰坑、建筑基址、陶片等古代遗迹与遗物。该遗址面积广大、内涵丰富,以仰韶文化、龙山文化、先周--西周等四个时期的遗存为主,尤以后者最引人注目。调查中发现周代刻辞甲骨、有4条墓道的最大规模的周代墓葬群,以及围绕墓地的夯土墙,由此判断该遗址是一处大规模的周代聚落。

  秦始皇陵封土堆下是否真的存在地宫?这是本次科学探测所要回答的一个大问题。曾有民间传说秦陵地宫在骊山里,另外也不排除封土堆下是用来迷惑盗墓者的假墓的可能性。在测量中,研究人员探测到了诸多的异常情况:由地宫开挖后回填夯土引起的明显重力异常以及弹性波法的反射异常;由与开挖范围相对应的封土堆中的细夯土墙引起的明显磁异常;由墓室引起的高电阻率异常;围限在开挖范围内的汞异常和由宫墙引起的重力异常和绕射点异常,加之已知的墓道,这些异常勾勒出一个巨大的地下建筑群轮廓。这说明,秦皇陵地宫就在封土堆下,因为假墓是不可能有如此配套建筑的。

  研究人员在进行了多次磁性测定后,发现封土有明显磁性,且粗夯土和细夯土的磁性也有一定差异。经过证实,磁异常范围与封土堆下方的细夯土墙的范围近乎一致。由此推断异常是有封土堆下方的细夯土墙引起。细夯土墙内外为粗夯土。这种复杂的封土结构也从侧面证明了封土堆下方存在真墓。封土堆中存在高出地面的夯土墙,在此以前还没有发现过。

  版筑夯土墙是我国最早采用的构筑城墙的方法.它是以木板作模,内填粘土或灰石,层层用杵夯实修筑成的.在长城沿线,可以看到不少地方是夯土墙.它们有的是用粘土和砂,再夹以红柳或芦苇的枝条夯筑成的.也有的地方是用土,砂,石灰加以碎石夯筑的.版筑夯土墙,她的高度一般是底厚的一倍左右,顶部宽度为墙高的四分之一至五分之一,所以城墙有明显的收分.这种墙有一定的承载能力,它能阻止敌人步,骑兵的行动,抵抗冷兵器(刀,抢,箭等)的袭击,并可就地取材,施工也很简便.所以隋朝以前的长城,多是采用版筑夯土墙.汉代夯层在15公分左右,由于筑城术的进步,唐代和明代筑城夯层则在30公分左右.但这种墙容易被敌人破坏,而且不耐风雨剥蚀,天长日久会自行坍倒.例如在玉门关和汉长城烽台,明显打有木筋,相隔数米并有规则,至今犹存.但是一些唐代如锁阳城和明代的大同古堡,一些木筋则腐烂掉,少许耐腐蚀木料则存留.芦苇筋在玉门关大小方盘城呈规则分布,上下左右各相隔20公分左右.汉长城厚度足够容2个全副铠甲士兵相向通过,现存厚度在1.2米以上.城墙高度,都在8~18米左右,体现了筑城术整体的坚固和技巧. 部分长城也采用了版筑夯土墙方法构筑

  所谓夯土版筑,就是用木棒(亦称夯杵)将黄土用力夯打密实变硬而建造起来的楼房。夯土造屋早在殷商时代就有了。从考古发掘上来看,我国这种夯筑技术的最古遗例,是在河南省汤阴县叫做白营子的地方,它是七八千年前的新石器末期的遗址。公元前ll世纪(商代)以后,这种技术被各个领域广泛应用,许多规模宏大的宫室和陵墓都是用夯筑技术建造的,特别是夯土台基成为建筑物的必有通式。在四千多年前的大禹王时代,不仅利用这种技术建造城池宫殿,而且用于修堤筑坝,治理水患。现尚存河南省安阳、郑州等三千余年前的城池宫殿遗址,都是利用夯筑技术建造的。郑州的商城遗址四周总长6960m,采用分段版筑逐段筑成,质地相当坚固。这种夯筑技术伴随着汉民族的迁徙,从黄河流域跨过扬子江,向江南地区传播,直至传播到福建省西南部、广东省东北部、江西省南部的山区农村。

  随着汉族南迁,从唐代开始,福建、广东、江西的夯筑技术逐渐发达,到了明代,福建西南部山区农村造房屋都以粘土为主要建筑材料,并利用夯土技建造,这种夯土技术已到了巅峰水准,建造的楼一般皆为三四层,高达五六层,有的高度超过20米。北宋李诫编修的《营造法式》规定:“筑墙之制,每墙厚三尺(1尺一0.33m),则高九尺,其上斜, 比厚减半;若高增三尺,则厚加一尺,减亦如”。而现在福建大部分建于明清时代的土楼,是中夯土版筑技术经几千年积累提高的技术结晶,是夯土文明最高成就的实物,这种夯土墙的技术水准到了高度与宽度之比是25:1的登峰造极境界,可谓是对古代夯土技术的一大贡献。

  福建土楼把中国传统的夯土施工技术推向了顶峰,现已正式列入世界遗产目录。对比明清时代福建土楼的夯土墙就可知道土楼人对夯土技术发展的贡献。

  以南靖县典型土楼为例:,其外墙总高12.28米,底层墙壁厚1.3米;方楼和贵楼外墙总高13米,底层墙厚1.3米;高厚比达到10:1。若按宋《营造法式》的规定建造土楼,则底层墙厚要做到4.1-4.3米。福建土楼比宋时做法足足减薄了近3米,更不用说在永定县一些五凤楼中高四五层的主楼,其内外墙厚度不过50至60厘米。可见在明末清初,福建的夯土技术已经达到了巅峰。

  福建古代工匠在土楼建造中从地基处理、夯土墙用料、墙身构造以及夯筑方法诸方面都积累了宝贵的经验。正因为如此,福建土楼的夯土墙才能做到这样薄而又能达到坚固和抗震的要求。

  首先是夯土墙的用料。土墙以土为材料,土质的好坏直接关系到土墙的坚固性。福建土楼所在的地区山多土多,建楼均可就地取材。一般选用黏性较好含砂质较多的黄土,如果黏性不够,还要掺上“田岬泥”(又称“田底泥”,即水田下层未曾耕作过的黏土)。一般净黄土干燥后收缩较大,夯成土墙易开裂,含砂质则可降低缩水率以减少土墙开裂,有的掺合旧墙的泥土(老墙泥)也可以减少土墙开裂。掺黏土是为了增加黏性,保证墙体的整体性与足够的强度。由于各地方土的含砂量千差万别,因此黄土、黏土及老墙泥的配合比例完全由经验确定。通常不能直接使用生土,而要把生土与掺合的田底泥等反复翻锄,敲碎调匀,而且翻锄得越仔细、堆放的时间越长越好。这实际上是促使土壤中的腐殖质通过发酵流失(俗称“熟化”),这样的泥土版筑成的土墙强度高且不易开裂。

  闽南沿海土楼夯土的用料更为讲究,通常用“三合土”即黄土、石灰、砂子拌和夯筑,有的土中还掺入红糖和秫米浆,以增加土墙的坚硬程度。这样的土夯成的土墙铁钉都难以钉入,经数百年风雨仍完好无损。此外,夯筑时对土中含水量的控制,也是保证土墙质量的关键。含水量太少,土质黏性差,夯筑的土墙质地松散,显然不结实;含水量过多,土墙无法夯实,水分蒸发后墙体容易收缩开裂。通常施工中依经验掌握,熟土捏紧能成团,抛下即散开就认为水分合适。

  其次是墙身的构造处理。墙脚用卵石干砌以防洪水浸泡。墙厚从底层往上逐渐减薄,外皮略有收分,内皮分层退台递收,一般每层减薄3至5寸(约10-17厘米),这样在结构上更加稳定,又减轻了墙身的自重。为增加墙身的整体性,土墙内还配筋,即在水平方向设置“墙骨”。通常的做法是将毛竹劈成一寸多宽(约3-4厘米)的长竹片,作为竹筋夹在夯土墙之中,墙的高度方向每隔三四寸(约10-13厘米)放一层竹筋,其水平间距约6至7寸(约20-24厘米)。也有用小松木枝、小杉木枝作墙骨的。两枋之间配长的竹筋拉结,客家人称之为“拖骨”,即在模板底伸出,比模板长一二尺(约33-66厘米)。由于夯筑中上下枋之间在各层均错开以避免通缝,所以加上墙骨、拖骨的拉结使墙的整体性大大增强。

  在方形土楼中,外墙的转角处还要特别布筋加固,即用较粗的杉木或长木板交叉固定成“L”型(当地称“勾股”),埋入墙中,通常每三“版”土墙放一组“勾股”拉结,以增强墙角的整体性。

  闽西的客家人在夯土墙施工中,有一套科学的夯筑方法,当地称为“舂法”,其操作要分三阶段完成:首先是沿墙的厚度与长度两个方向间隔2至3寸(约6.6-10厘米)舂一个洞,每个洞要连舂两下,客家人称为“重杵”;然后在每四个洞之间再舂一下,客家人称为“层杵”,最后才舂其余的地方,“重杵”的目的是把黏土固定住,才能确保舂得密实,如果无规则地乱舂,黏土挤来挤去,厚度这么大的土墙就很难夯得均匀,夯得结实。夯好之后还要用尖头钢钎插入土墙,通常凭经验以钢钎插入的深度来判断土墙夯筑密实度,这种严格的检测手段也是确保土墙质量的重要环节。

  此外,福建土楼土墙的夯筑是分阶段有序地进行的。土楼每层的层高约3.6米,通常分两个阶段夯筑:第一阶段夯筑八版,每版高40厘米,然后停一两个月,第二阶段待墙体干燥到一定程度,再夯第九版,随之在土墙上挖好搁置楼板龙骨的凹槽,槽的深度随龙骨的大小有所变化,以保证楼面的水平。搁好龙骨后,不等墙体干燥即可重复以上两阶段夯筑法,夯筑第二层楼的八版,如此直到顶层。这样分阶段夯筑,不仅便于挖槽,使搁置楼板龙骨时墙体有足够的强度,而且又能配合农家耕作季节,分阶段地农新生空隙施工。

  因为土墙高度大,又有相当的厚度,由于自重和上部荷载的作用,以及本身干燥过程的收缩,整个墙体在施工过程中变形是比较大的,因此如何保证墙体变形之后仍能保持垂直,这是夯土墙施工的一大难点,除了施工中不断检测之外,客家人还从实践中摸索出一套保持土墙垂直的经验。由于日晒和风吹的作用,土墙的两个面干燥的快慢是不一样的:向阳面即先干的一面较硬,后干的一面相对较软,在巨大的自重压力作用下,后干的一面压缩变形较大,因此土墙会倒向后干的一侧,民间把这种现象形象地称为“太阳会推墙”。因此他们在夯筑土墙时,依照常年积累的施工经验,有意识地使土墙微微倒向朝阳的一侧,这样,待土墙筑好之后会自动调整为垂直。有时刚建好的土楼还很难对夯墙质量下结论,要待一二年后,土墙干透了若还能保持垂直、稳定才算高质量。这些夯土施工经验直到今天还具有十分现实的意义。

  除了夯土墙身质量之外,土墙的基础处理更是至关重要。通常用大卵石来砌筑基础。若在土质不理想的地方建楼,比如在淤泥地、稻田等软土地基上建造,在如今也是一个难题。土楼高四五层,墙又厚、自重又大,只有保证整座楼的墙很均匀地沉降,才不致于造成墙体开裂或倒塌,客家人在实践中摸出一套用松木垫墙基的方法。

  修筑夯土墙的工具需有墙筛一副,夯杵两根(亦称舂杵棍),圆木横担若干支,大拍板一把,小拍板若干把,绳线一盘,鲁班尺或杨公尺,短木尺和三角尺、水准尺各一把,铁锤、榔锄头、铁铲、丁字镐各一把,以及泥刀、竹刮刀、锄头、木铲、簸箕若干。

  墙筛以老硬杉木制作,外部略显粗糙,但内平整。规格一般长1.5~2m,高40cm,木板厚7cm,其形状与制砖木模相似,若建造圆土楼的墙

  筛则制成弧形状。墙筛的一端为开放的,用硬杂木制成的“墙卡”支撑,成“H”形,非开放的一端以“墙针”固定。“墙针”为两根以榫头固定的模封,这样墙筛能灵活拆卸,任意改变墙筛的内空。内空即构筑

  的土墙厚度。夯筑土墙的舂杵棍,用重实而不易开裂的杂木制作而成,重约5~10kg。杵棍两端一头大一头小,直径约8~10cm,中间部分削至适于手握为准,没有统一标准。长约与人等高。墙筛内填上虚土时用小头夯,待夯得差不多了再用大头夯平。大小拍板也是用杂木做成的,大拍板长约lm,小拍板长20cm,宽约7cm,都是圆把手,表面油光。作用是:毛墙夯成一版后,墙筛一脱开,就用大拍板重拍毛墙两面的墙皮,使墙面表皮硬实;小拍板则用于补墙修光墙面。

  在单调荷载作用下,素土墙、草土墙的承载力相近,而灰土墙的承载力较低。在反复荷载作用下,三种墙体的骨架曲线变化规律相似,且极限承载力的大小也相近。与单调荷载作用下的极限荷载相比,在反复荷载作用下的极限荷载略有降低,约为单调加载时极限荷载的80% ~85%。在单调荷载或反复荷载作用下,素土墙、灰土墙、草土墙相互之间的延性系数略有差异,灰土墙和草土墙的延性系数要稍低一些。灰土墙的极限刚度要大于相同工况的素土墙和草土墙。从滞回曲线的耗能能力来看,素土墙和草土墙的耗能能力较好,灰土墙的耗能能力较差。

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