01
土建筑的基本類型
△ 《隱入塵煙》相關(guān)片段
上圖是主人公馬有鐵在蓋自建的土房子,這個(gè)時(shí)候同學(xué)們就會(huì)有疑惑了:
“夯土房是用這種大土磚砌的嗎?我老家村里的夯土墻好像沒(méi)有看到大土磚呀?”
面對(duì)這個(gè)問(wèn)題,我只想恭喜這位同學(xué)你發(fā)現(xiàn)了盲點(diǎn)!
△ 《隱入塵煙》相關(guān)片段
1.1 夯土房
其實(shí)土坯房分為兩種,第一種是夯土房。
“夯土”這個(gè)詞的這個(gè)“夯”字的真實(shí)意思是打夯,就是將泥土壓實(shí)。
△夯土過(guò)程
我們常見(jiàn)的夯土墻其實(shí)更多是將土墻視作一個(gè)整體,然后分層壓實(shí),所以在墻體的表面肌理上不會(huì)呈現(xiàn)出土磚的紋理,而是呈現(xiàn)出一條條貫穿整面墻體的橫線。
△ 夯土過(guò)程
1.2 土磚房
而馬有鐵的自建房土坯房的另一種類型——土磚房,從建造過(guò)程和墻體肌理上看,也就不同于夯土房。
△ 《隱入塵煙》相關(guān)片段
土磚房的建造過(guò)程及發(fā)展史實(shí)際上與磚砌建筑大同小異,而真正具有建造特異性的實(shí)際上是剛剛提到的夯土建筑。
△ 夯土過(guò)程
那么這里就先給大家介紹一下夯土建筑的歷史由來(lái)。
02
夯土的發(fā)展史
2.1 地基與室內(nèi)陸面
其實(shí)夯土技術(shù)流傳至今的歷史已經(jīng)相當(dāng)久遠(yuǎn)了,早在距今六七千年前的新石器時(shí)代就已經(jīng)出現(xiàn),但它最早并不是運(yùn)用在建筑墻體砌筑上,而是在于地基和屋內(nèi)陸面的建造上。
△ 新石器時(shí)代
由于在原始部落中,位于聚落中心的大型房屋常作為公共活動(dòng)場(chǎng)所,其間使用人數(shù)多且來(lái)往的人也比較頻繁,因此在地面會(huì)經(jīng)常被踩踏,久而久之就形成硬地面。
△ 原始社會(huì)生活
而原始人們發(fā)現(xiàn)這種硬地面堅(jiān)實(shí)平整還不怎么會(huì)吸水,也就意識(shí)到了踩踏屋內(nèi)陸面居然還有這種作用。為了在各自的家里也擁有這樣平整堅(jiān)實(shí)不透水的地面,人民也開(kāi)始回家踩地板,后來(lái)發(fā)現(xiàn)用腳踩太慢了,而且萬(wàn)一哪個(gè)人腳臭豈不是滿屋都是咸魚味?
所以人們開(kāi)始使用工具捶打來(lái)高效且省力地獲得硬地面,夯土技術(shù)也就由此產(chǎn)生了。
而之后為了進(jìn)一步防止室外地面雨水滲入,民居的室內(nèi)陸面也開(kāi)始在夯實(shí)過(guò)程中開(kāi)始高于室外地面。
△ 古代夯實(shí)地基
也為了進(jìn)一步讓硬地面更加堅(jiān)實(shí),也開(kāi)始在夯土過(guò)程中鋪入植物的根莖,進(jìn)行加固,這種類似在混凝土里面加鋼筋的方式也標(biāo)志著夯土技術(shù)的進(jìn)一步成熟,直至今天我們?nèi)匀荒芸吹今R有鐵在砌筑土房時(shí)會(huì)在土磚里加入秸稈。
△ 《隱入塵煙》相關(guān)片段
而與民居相對(duì)的公共建筑,則將地面進(jìn)一步夯實(shí)成臺(tái)基,開(kāi)始強(qiáng)調(diào)儀式性和紀(jì)念性。
這個(gè)時(shí)候同學(xué)們是不是就會(huì)想:
“這個(gè)夯筑的臺(tái)基進(jìn)一步加高是不是就演化成夯土墻了?”
嘿嘿,恭喜各位華生落入了陷阱。
2.2 城墻建造與版筑
夯土墻雖然誕生于夯土地面和夯土臺(tái)基之后,但是兩者并沒(méi)有直接演化的關(guān)系,而是發(fā)源于城墻修筑的需求,而這一需求對(duì)于中國(guó)夯土建筑的發(fā)展從原始社會(huì)一直延續(xù)到了清王朝覆滅才漸漸消亡。
△ 古代城墻筑造(素材來(lái)源表見(jiàn)文底)
由于生產(chǎn)力進(jìn)一步發(fā)展,部落間貧富差距逐漸拉大,一些大型聚落發(fā)展為城市,為了控制周邊弱小部落掠奪資源,簡(jiǎn)單的土壕和易腐爛的竹木墻防御建筑已經(jīng)不能滿足城市防御需求,因此古人也就想要修筑高大的土城墻。
△ 古代城墻筑造
而在修筑過(guò)程中,古人也有意將城墻形成下大上小的坡形,這樣既可以方便運(yùn)輸修筑城墻的物料,又可以增加城墻的高度,不過(guò)這種簡(jiǎn)單堆砌的土城墻遇上暴雨或梅雨便很容易塌方,可能還沒(méi)等防住敵人,自己就被壓垮了。
△ 雷暴與梅雨損壞城墻
因此古人們便將原先僅用于處理屋內(nèi)陸面的夯土技術(shù)應(yīng)用到城墻建造中來(lái),對(duì)堆砌土坡進(jìn)行人工捶打加工,夯土城墻也就應(yīng)運(yùn)而生了。
△ 古代城墻筑造
而且,在這些城墻遺址中,還發(fā)現(xiàn)有埋入的奴隸和牲畜,這也表明城墻建造是部落中的一件大事,必須進(jìn)行祭祀后才能開(kāi)工以保證工程順利進(jìn)行。也類似我們今天房地產(chǎn)施工單位開(kāi)工儀式上的放禮炮和上高香。
△ 城墻中埋入奴隸祭祀
而在造城墻的過(guò)程中,一個(gè)對(duì)于夯土建筑有著革命性的關(guān)鍵技術(shù)出現(xiàn)了,那就是版筑。
在初中語(yǔ)文課本里,孟子的《生于憂患,死于安樂(lè)》就有這樣一句話:“舜發(fā)于畎畝之中,傅說(shuō)舉于版筑之間,膠鬲舉于魚鹽之?!?/span>
而這里孟子所說(shuō)的商朝大臣傅說(shuō),之前就是干版筑的建筑工人。
△ 版筑建城墻
版筑,顧名思義,將泥土夾在兩塊木板中間,用相關(guān)工具敲打擠壓泥土,讓泥土成為堅(jiān)實(shí)墻體的一部分。而版筑技術(shù)至今都還在被廣大的農(nóng)村地區(qū)所沿用。
△ 版筑技術(shù)
擁有了版筑技術(shù)之后,此時(shí)的城墻建造就方便高效多了。人們?cè)诮ㄔ斐菈r(shí)會(huì)先開(kāi)挖基槽,然后填土分層夯實(shí),夯層的厚度不一致,一般為10至20厘米,每層夯實(shí)后再鋪一層1厘米厚的細(xì)沙。
△ 版筑建城墻流程
例如河南偃師二里頭的夏朝遺址中,其間的城垣遺跡就都是夯土版筑而成的。再到商朝紂王所造的“大三里,高千尺”的“鹿臺(tái)”也是采用了版筑夯土建墻才能承擔(dān)較大重量,從而提升建筑高度。
△ 河南偃師二里頭遺址
雖然夯土結(jié)構(gòu)具有保溫性能好、造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),但也存在著強(qiáng)度低、耐久性差、外觀差等缺陷。
△ 中國(guó)傳統(tǒng)建筑以木構(gòu)架為主
加上中國(guó)傳統(tǒng)建筑均以木柱、木梁為承重結(jié)構(gòu),其“墻倒屋不塌”的特性被古人所喜愛(ài),這也就限制了版筑夯土承重墻體的進(jìn)一步發(fā)展。但是版筑技術(shù)到戰(zhàn)國(guó)秦漢時(shí)期還是干了一件驚天動(dòng)地的大事,那就是建長(zhǎng)城。
△秦漢長(zhǎng)城
由于北方匈奴對(duì)于中原地區(qū)的潛在威脅和不斷騷擾,戰(zhàn)國(guó)秦漢年間的夯土長(zhǎng)城也就應(yīng)運(yùn)而生了。
△匈奴侵?jǐn)_
其實(shí)大肆興建長(zhǎng)城開(kāi)始于春秋晚期,此時(shí)的長(zhǎng)城是在山區(qū)用石塊壘砌,但在平原地區(qū)就用夯土版筑,版筑的木制模板往往用用穿棍或穿繩來(lái)直接支撐,可以直接控制墻體的高度和斜度,從而建出直立的墻壁。
△秦漢修建長(zhǎng)城
但從考古發(fā)現(xiàn)來(lái)看,戰(zhàn)國(guó)秦漢的版筑夯土城墻僅是一面墻體,墻體上部是很狹窄的,不像明長(zhǎng)城那樣可以在上面行走,這種墻體僅僅起到分割阻斷的作用,還得配套相應(yīng)的烽火臺(tái)等設(shè)施才能組成有效的戰(zhàn)略防御系統(tǒng)。
△烽火臺(tái)
而其中的烽火臺(tái)也同樣用的版筑夯土墻來(lái)承托建筑。
在西域干旱多風(fēng)地區(qū),漢代烽火臺(tái)還采取植物夾層和夯土夾層互筑的技術(shù),利用植物根莖的牽引力,來(lái)保持夯土墻的穩(wěn)定性,這也是漢代夯土墻技術(shù)的一個(gè)創(chuàng)新。
△植物夾層與夯土夾層互筑
至今在新疆、內(nèi)蒙古沙漠地帶還遺留有諸多漢代烽火臺(tái)遺址,修筑技術(shù)仍能看出十分高超。
接著從漢代未央宮的地基、城墻,再到明朝的平遙古城,亦或是朱元璋修筑的南京城樓,都有著夯土和版筑的影子。
△相關(guān)夯土名跡
有關(guān)夯土的相關(guān)歷史發(fā)展其實(shí)齊馬已經(jīng)講得差不多了,但是有關(guān)夯土更深一層技術(shù)特點(diǎn),齊馬覺(jué)得這里還是要給各位畫圖仔補(bǔ)充一下。
03
夯土的技術(shù)特點(diǎn)
3.1 用什么土?
夯土的土其實(shí)分為兩類,一類叫“生土”,就是不作處理的土,一類叫“熟土”,就是將黏土經(jīng)過(guò)反復(fù)鋤搗后促使土壤中的腐殖質(zhì)通過(guò)發(fā)酵流失掉,這一過(guò)程也叫做“熟化”,而熟土筑成的墻強(qiáng)度高而且不易開(kāi)裂。
△生土
東晉時(shí)期最早記錄了“熟土”這一材料,描述其基本可以達(dá)到刀錐不入的程度。
△熟土
而發(fā)展到了后世,熟土與砂石、石灰按一定比例混合所形成的三合土則成為了最終的夯土材料。
△三合土
3.2 用多少水?
當(dāng)然在選土的時(shí)候,還得看一下泥土的含水率。
△過(guò)于干燥的土壤
泥巴太干的話,夯筑的城墻質(zhì)地就會(huì)松散不結(jié)實(shí),泥巴太稀的話,那還是跟馬有鐵一樣做成大土磚放太陽(yáng)底下曬了來(lái)砌比較好。夯稀泥的話很容易水分蒸發(fā)后墻體開(kāi)裂。
△ 《隱入塵煙》相關(guān)片段
而古代沒(méi)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備去測(cè)含水率,則靠一個(gè)口口相傳的經(jīng)驗(yàn)——就是“手捏成團(tuán),落地開(kāi)花”。
就是假如這個(gè)“熟土”捏緊可以抓成成土團(tuán),然后拋下能夠散開(kāi),這就是最合適的了。
△開(kāi)裂的土墻
3.3 用什么添加劑?
我們都知道混凝土里面是要加防滲劑、減水劑、緩凝劑這些東西的,那么夯土也是有的。
《宋會(huì)要》中就有記載“乾道六年,修和州城其城壁表里各用磚灰五層包砌,糯粥調(diào)灰鋪砌城面兼樓槽城門,委皆雄壯,經(jīng)久堅(jiān)固?!?/span>
所以夯土的粘合劑就是我們吃的稀飯,嚴(yán)格一點(diǎn)是米湯,更準(zhǔn)確一點(diǎn)則是糯米湯。
△糯米加固城墻
小時(shí)候在農(nóng)村老家?guī)椭N春聯(lián),家里的長(zhǎng)輩沒(méi)有膠水就是刷的一層米湯貼的春聯(lián)。而夯土中加入米湯,這樣不僅能提高墻體強(qiáng)度,還能增加韌性和防滲。
例如贛南的燕翼圍號(hào)稱是“可以吃的建筑”,就是因?yàn)楹粔r(shí)內(nèi)加入了大量糯米湯,它在風(fēng)雨中屹立了300多年現(xiàn)在還好好的。
△贛南燕翼圍
除此之外,還有上集所提到的會(huì)在夯土中植物根莖或者竹片竹絲進(jìn)行加固,形成了“加筋土”。就類似混凝土里加鋼筋。
3.3 怎么夯?
北宋匠作少監(jiān)李誡編修的《營(yíng)造法式》就規(guī)定“筑墻之制,每墻厚三尺,則高九尺,其上斜收,比厚減半;若高增三尺,則厚加一尺,減亦如之”。
△明長(zhǎng)城
也就是我們之前所提到的,城墻應(yīng)當(dāng)下大上小,且要有坡度,假如高度越高,城墻也要越厚。
04
土建筑不怕淋雨嗎?
大家接下來(lái)看一下這個(gè)片段,這是馬有鐵和曹貴英在暴雨的天氣中保護(hù)土磚。
△ 《隱入塵煙》相關(guān)片段
這時(shí)候屏幕前的各位是不是會(huì)在想:
“假如土這么容易溶于水的話,那夯土墻是不是不太防雨防潮?是不是南方多雨地區(qū)的夯土房會(huì)比較少?”
其實(shí)不然。
△ 《隱入塵煙》相關(guān)片段
首先呢,夯土墻所處環(huán)境并不是越干燥越好。
因?yàn)槿绻h(huán)境太干燥的話,土墻表面干燥的速度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于內(nèi)部干燥的速度,同理,向陽(yáng)面的干燥速度也會(huì)快于背光面速度,干燥程度上的不均會(huì)造成墻體出現(xiàn)大范圍的裂縫,甚至部分墻體脫落,造成嚴(yán)重?fù)p壞。
△開(kāi)裂的土墻
所以適當(dāng)?shù)某睗癫⒉皇且患氖?,能有利于墻體各部分均衡干燥,所以在我國(guó)大陸相對(duì)潮濕的沿海地區(qū)大量的夯土建筑廣泛地分布,比如大名鼎鼎的福建土樓就是一個(gè)很好的例子。
△福建土樓
其次,氣候較為濕潤(rùn)的地區(qū)的夯土建筑往往會(huì)在墻體中添加石灰或者貝灰。因?yàn)槲覀兂踔谢瘜W(xué)學(xué)過(guò),石灰會(huì)和空氣中的二氧化碳形成碳酸鈣,而碳酸鈣不溶于水,所以石灰或者貝灰等就成為了夯土墻的防水添加劑。
△石灰與二氧化碳的反應(yīng)化學(xué)式
最后,夯土建筑一般會(huì)做兩個(gè)防水措施——“穿雨鞋”和“戴斗笠”。
“穿雨鞋”就是土墻下部不直接落地,而是有著厚厚的毛石基礎(chǔ),這個(gè)情況我們?cè)隈R有鐵在搭建自建房框架的時(shí)候就可以看到。
△ 《隱入塵煙》相關(guān)片段
“戴斗笠”就更不用說(shuō)了,就是屋頂?shù)某鲩鼙Wo(hù)土墻的頂部和一部分墻身免于直接被雨水沖刷,像馬有鐵這樣很簡(jiǎn)單地鋪一層草皮屋頂就能起到很好的作用。
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