中國古代土結構

中國古代土結構

中國古代土結構(Ancient Chinese soil structure)主要有分為掏挖式土結構、夯築式土結構與砌築式土結構三類。

主要特徵

中國古代土結構是人類最早套用的居住結構類型之一。原始人類以石器、棍棒等簡單工具,模擬天然岩洞,掏挖洞穴作為棲身之所。隨著工具與技術的改進,繼掏挖方式之後,又出現了夯築、制墼等技術,推動了中國古代以土結構為主的城市、水利、房屋建築的發展。

分類

中國古代土結構(Ancient Chinese soil structure)可以分為掏挖式土結構、夯築式土結構與砌築式土結構這三種類型。 具體特徵如下:

掏挖式土結構

由掏挖而成的各種洞穴。其形式主要有橫穴與豎穴兩種。橫穴(後來發展為窯洞)一般就土崖開挖,洞穴的上部挖成半圓拱形,拱上土重和其他荷載沿拱趾傳遞於基土。這種土窯洞適用於中國西北地區的黃土地帶,現今在河南、山西、陝西、甘肅等省,土窯洞仍然是民居形式之一。小洞穴只有幾平方米,大洞穴可達幾十平方米。其規模大小,主要取決於土質和使用要求,即拱的跨度大小隨土的性質而不同。為了改善居住條件,延長使用年限,在土窯洞口安裝門窗,加砌磚臉,也有在土拱內加砌拱形磚襯的。豎穴是由地面向下開挖而成,口小下大,截面呈“墴”狀,也稱袋狀穴,穴邊土的側壓力沿環狀穴壁分布於周圍土層。在使用中穴口覆以遮蓋物,以防雨雪侵入。豎穴在使用中逐步演變成半穴,繼而成淺穴,最後完全上升到地面,形成了各種地上建築的原型。但用作貯藏物品的豎穴(井窖),現今在中國北方農村中仍在使用。掏挖式土結構,簡便易行,經濟實用,並具有保溫、節能、隔聲等優點,所以具有很好的使用價值。

夯築式土結構

使用夯杵,將土搗築堅固,加大密實度,改善土的結構,以提高其承載能力,可作為房屋的承重結構,也可作為圍護結構。夯築式土結構,對中國古代建築的發展具有重大意義。

原始夯土都是無模夯築,工具也無定型。從山東龍山文化遺址中所發現的夯土遺蹟來看,可能是用石塊、棍棒等夯築的。氏族社會晚期至奴隸社會早期的夯土城垣,採用先將土分層夯築後再將兩側面加以整削成型。甘肅敦煌石窟區仍保存有夯築土塔。河南淮陽貯糧台留存有新石器時代用版築的古城遺址,城內有土坯壘砌的房址。河南鄭州一帶商朝中期遺址中,發現有採用版築的牆體。所謂版築,即在夯土牆的兩側及兩端以木板或圓木為模、並將兩端鎖緊,然後填土夯實;根據夯築體需要的長度,將模板水平移動;夯實一層後,再將模板提升,夯築另一層;直至需要的夯築高度為止。可見中國古代已有提升模板施工的原始雛型。由無模夯土發展到版築,是夯土結構的一個演變過程,不僅節約了工程量,加快了施工進展,同時也進一步提高了夯築結構的強度。自氏族社會出現夯築式結構以來,隨著技術的發展和工具的改進,其套用範圍也不斷擴大,直至明代以前的數千年中,除歷代城市的城牆外,秦、漢朝的長城大都用夯土築成。宮室或民居的牆體、高大而堅實的台基和古代水利工程中的堤壩等,也是用夯土結構建築。明、清兩代,在福建、兩广部分地區的住宅,也有用夯土作為承重結構的三層土築樓房,夯土承重外牆厚約1米左右,福建永安住宅即是一例,直至近代,某些地區也仍然有用夯土建造的房屋和牆垣。

砌築式土結構

土砌體所用的砌塊分為“土墼”和“土坯”兩種。土墼是用最佳含水量的潮濕土,放入木模中經夯築形成。土坯則是用水和好的濕泥,放入木模中經抹平形成;在製作中也往往有加入草筋者;它們經自然乾燥後即可用來砌築。墼或坯大約產生在龍山文化晚期,在商、周時期的建築遺址中,都曾發現有墼或坯的砌體;敦煌、西安等地漢朝的土坯牆也多有發現;新疆發現有唐、五代時期用土坯砌築的圓形穹窿結構,直徑達10米以上;不僅說明中國古代砌築式土結構的廣泛使用,更可看出當時砌築技術的水平。墼或坯的規格雖然因時代、地區之不同而有所不同,但一般都是以便於製作、搬運和砌築決定其尺度。墼或坯一般多以立砌為主,間以平臥的砌築方法,這是因為墼或坯平臥砌築較易折斷;立砌時僅在上下兩端用泥漿粘結,砌塊的吸水面小,不致因吸水過多而軟化降低結構的承載能力。

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