中國古代土結構 Ancient Chinese soil structure
中國古代土結構翻譯:Ancient Chinese soil structure
基本定義
土結構是人類最早應用的居住結構類型之一。原始人類以石器、棍棒等簡單工具,模擬天然巖洞,掏挖洞穴作為棲身之所。隨著工具與技術的改進,繼掏挖方式之后,又出現(xiàn)了夯筑、制墼等技術,推動了中國古代以土結構為主的城市、水利、房屋建筑的發(fā)展。
土的結構是指土顆粒本身的特點和顆粒間相互關聯(lián)的綜合特征,一般可分為兩大基本類型:
1)單粒結構。也稱散粒結構,是碎石(卵石)、礫石類土和砂土等無黏性土的基本結構形式,其對土的工程性質影響主要在于其松密程度。
2)集合體結構。也稱團聚結構或絮凝結構,這類結構為黏性土所特有。黏性土組成顆粒細小,表面能大,顆粒帶電,沉積過程中粒間引力大于重力,并形成結合水膜連接,使之在水中不能以單個顆粒沉積下來,而是凝聚成較復雜的集合體進行沉積。
特征
中國古代土結構(Ancient Chinese soil structure)主要有分為掏挖式土結構、夯筑式土結構與砌筑式土結構三類。
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(后來發(fā)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于基土。這種土窯洞適用于中國西北地區(qū)的黃土地帶,現(xiàn)今在河南、山西、陜西、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(guī)模大小,主要取決于土質和使用要求,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(huán)狀穴壁分布于周圍土層。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,最后完全上升到地面,形成了各種地上建筑的原型。但用作貯藏物品的豎穴(井窖),現(xiàn)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,并具有保溫、節(jié)能、隔聲等優(yōu)點,所以具有很好的使用價值。
夯筑式土結構
使用夯杵,將土搗筑堅固,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。夯筑式土結構,對中國古代建筑的發(fā)展具有重大意義。
原始夯土都是無模夯筑,工具也無定型。從山東龍山文化遺址中所發(fā)現(xiàn)的夯土遺跡來看,可能是用石塊、棍棒等夯筑的。氏族社會晚期至奴隸社會早期的夯土城垣,采用先將土分層夯筑后再將兩側面加以整削成型。甘肅敦煌石窟區(qū)仍保存有夯筑土塔。河南淮陽貯糧臺留存有新石器時代用版筑的古城遺址,城內有土坯壘砌的房址。河南鄭州一帶商朝中期遺址中,發(fā)現(xiàn)有采用版筑的墻體。所謂版筑,即在夯土墻的兩側及兩端以木板或圓木為模、并將兩端鎖緊,然后填土夯實;根據(jù)夯筑體需要的長度,將模板水平移動;夯實一層后,再將模板提升,夯筑另一層;直至需要的夯筑高度為止。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(fā)展到版筑,是夯土結構的一個演變過程,不僅節(jié)約了工程量,加快了施工進展,同時也進一步提高了夯筑結構的強度。自氏族社會出現(xiàn)夯筑式結構以來,隨著技術的發(fā)展和工具的改進,其應用范圍也不斷擴大,直至明代以前的數(shù)千年中,除歷代城市的城墻外,秦、漢朝的長城大都用夯土筑成。宮室或民居的墻體、高大而堅實的臺基和古代水利工程中的堤壩等,也是用夯土結構建筑。明、清兩代,在福建、兩廣部分地區(qū)的住宅,也有用夯土作為承重結構的三層土筑樓房,夯土承重外墻厚約1米左右,福建永安住宅即是一例,直至近代,某些地區(qū)也仍然有用夯土建造的房屋和墻垣。
砌筑式土結構
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,放入木模中經夯筑形成。土坯則是用水和好的濕泥,放入木模中經抹平形成;在制作中也往往有加入草筋者;它們經自然干燥后即可用來砌筑。墼或坯大約產生在龍山文化晚期,在商、周時期的建筑遺址中,都曾發(fā)現(xiàn)有墼或坯的砌體;敦煌、西安等地漢朝的土坯墻也多有發(fā)現(xiàn);新疆發(fā)現(xiàn)有唐、五代時期用土坯砌筑的圓形穹窿結構,直徑達10米以上;不僅說明中國古代砌筑式土結構的廣泛使用,更可看出當時砌筑技術的水平。墼或坯的規(guī)格雖然因時代、地區(qū)之不同而有所不同,但一般都是以便于制作、搬運和砌筑決定其尺度。墼或坯一般多以立砌為主,間以平臥的砌筑方法,這是因為墼或坯平臥砌筑較易折斷;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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