土袋房技術(shù)是一種廉價,，簡單且可持續(xù)的建筑結(jié)構(gòu)方法。從軍事掩體建設(shè)和防洪方法演變而來,，土袋房建筑以其耐受火災(zāi),，洪水，風(fēng),，地震和害蟲的能力而聞名,，并且被用于世界各地的災(zāi)區(qū)。在尼泊爾有55個土袋房建筑物在7.8級地震中幸存,，沒有結(jié)構(gòu)損壞,。

土袋房技術(shù)可以最大限度地減少水泥,，混凝土，鋼材和木材的使用,，以及運(yùn)輸它們所需的燃料,。這種技術(shù)在建筑中很容易，并且不會耗盡稀缺的自然資源,。土袋房技術(shù)還需要比其他傳統(tǒng)建筑方法更少的專業(yè)知識,，而且只需要最簡單的工具。土袋房技術(shù)是一種墻體系統(tǒng),，其結(jié)構(gòu)主要由施工現(xiàn)場的普通土壤組成,。土壤被塞在聚丙烯袋中，然后像磚石一樣交錯排列并牢固地夯實(shí),。在袋層之間使用帶刺鐵絲網(wǎng)并用作砂漿,。對于地震活動區(qū)域，建議使用支撐,，垂直鋼筋和粘結(jié)梁等增強(qiáng)材料,。土袋房構(gòu)造中使用的經(jīng)典基礎(chǔ)是瓦礫溝基礎(chǔ)。屋頂設(shè)計可以是任何偏好,，只要它是輕質(zhì)的,。

土袋房構(gòu)造最大限度地減少了對熟練勞動力的需求，并且不需要任何特殊工具或機(jī)械,。在有土袋房建筑資質(zhì)人的監(jiān)督下,，一群非技術(shù)工人可以很容易地建造一個土袋房建筑。由于土袋房技術(shù)主要依賴于現(xiàn)場的材料,，因此運(yùn)輸需求減少,，燃料成本降低。這使得土袋房建筑成為偏遠(yuǎn)地區(qū)的理想選擇,。

雖然土袋房技術(shù)相對“新”,，但其真正的起源可以追溯到數(shù)千年來通過類似的技術(shù)夯土建筑。一些人稱土袋房技術(shù)為“搗鼓地球在袋子里”或“強(qiáng)化夯土”,。采用類似夯實(shí)固體土技術(shù)的結(jié)構(gòu)仍然從西班牙的阿爾罕布拉宮到國內(nèi)的長城,。

近幾個世紀(jì)以來，使用填充有沙子或泥土的袋子建造墻壁并堆疊它們的方法已被軍事和工業(yè)所利用,。

市政當(dāng)局將其用于防洪,，防治侵蝕和擋土墻。道路建設(shè)者還部署了土袋墻,，將它們置于高速公路下,。

1976年，德國卡塞爾實(shí)驗(yàn)樓研究實(shí)驗(yàn)室的Gernot Minke開始研究如何利用沙子和礫石等天然建筑材料建造住宅。

20世紀(jì)80年代,，伊朗出生的建筑師Nader Khalili推廣了用裝滿土制材料的袋子建造永久性結(jié)構(gòu)的概念,。

目前，全球有超過15000個土袋房建筑物,，最近土袋房建筑獲得了嚴(yán)格的美國建筑法規(guī)的批準(zhǔn),。在尼泊爾建造的55個土袋房，在2015年地震中幸存,，從Solokumbu到Sindhupalchok到加德滿都,。

土袋房建筑比現(xiàn)有技術(shù)具有許多優(yōu)勢：

安全：地震前在尼泊爾建造的土袋房結(jié)構(gòu)沒有結(jié)構(gòu)損壞。更傳統(tǒng)的建筑技術(shù)悲慘地失敗了,。

易于施工：鄉(xiāng)村村民可以輕松學(xué)習(xí)土袋房技術(shù),。

減少材料的使用：土袋房結(jié)構(gòu)需要少量的水泥，混凝土,，木材和鋼材,。

減少燃料和運(yùn)輸?shù)氖褂茫?/strong>使用當(dāng)?shù)夭牧虾蜕倭坎牧弦馕吨鴾p少運(yùn)輸需求和降低燃料成本。

減少污染： 用土壤建造意味著更少的工廠和煙囪,，更少的用于運(yùn)輸負(fù)荷的污染,，以及減少森林和自然資源的枯竭。

具有低成本效益：使用土袋房進(jìn)行構(gòu)建非常便宜,。比如,，典型的土袋房房屋每平方英尺可能需要500元，而混凝土砌塊建筑則需要2000元,。

主要建筑材料：

土壤：土袋房結(jié)構(gòu)的主要材料是在現(xiàn)場上可獲得的普通土壤,，大多數(shù)土壤都是足夠的,，不需要精確的比例,，但必須有足夠的粘土和水分將沙土粘合在一起。使用跌落試驗(yàn)或滾動試驗(yàn),，無需任何設(shè)備即可輕松測試土壤,。最常見的組合是：25％-30％粘土，70％-75％的沙土,，10％水分（最佳水分含量）

聚丙烯袋：表面涂抹袋結(jié)構(gòu)是耐用的,，如果在聚丙烯袋適當(dāng)?shù)赝磕ǎY(jié)構(gòu)可以持續(xù)數(shù)百年,。美國聯(lián)邦公路管理局的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),，聚丙烯織物在良性環(huán)境中的半衰期可達(dá)500年或更長。袋子本身的抗拉強(qiáng)度甚至高于鋼的抗拉強(qiáng)度,，并且可以抵抗由上述重量產(chǎn)生的周向力,。

鐵絲網(wǎng)：有助于將袋子鎖定在一起，并在墻壁系統(tǒng)內(nèi)形成矩陣。帶刺鐵絲抵抗由上方重量引起的墻壁向外膨脹,，其抗拉強(qiáng)度抵抗面外力,。鐵絲網(wǎng)應(yīng)為14號，4號尖,。

地震結(jié)構(gòu)抗震的關(guān)鍵部件：

土袋房結(jié)構(gòu)盡管很重,，但具有很高的柔韌性，使它們具有很強(qiáng)的抗震性能,。

瓦礫溝的溝槽基礎(chǔ)于1922年由Frank Lloyd Wright首次推廣,，并用于他的帝國酒店設(shè)計。這家酒店在關(guān)東大地震中幸存下來,，這是日本歷史上最具破壞性的地震,。土袋房建筑利用自身的重量將自己固定在瓦礫溝基礎(chǔ)上。由于上部結(jié)構(gòu)沒有通過螺栓或鋼筋連接到基礎(chǔ)上,，因此基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)能夠獨(dú)立地移動,，從而最小化沖擊傳遞到墻壁。瓦礫溝槽也由單個單元構(gòu)成,，而不是連續(xù)梁以進(jìn)一步吸收沖擊,。

土袋房很有彈性。根據(jù)國內(nèi)三所大學(xué)（河海大學(xué);河海大學(xué)商學(xué)院;合肥工業(yè)大學(xué)）進(jìn)行的減振實(shí)驗(yàn)研究,，土袋房具有較高的阻尼比,，水平和垂直振動均有效降低。

鐵絲網(wǎng)的抗拉強(qiáng)度,，帶刺鐵絲網(wǎng)有助于將袋子鎖定在一起并在墻壁系統(tǒng)內(nèi)形成矩陣,。它有助于抵抗由于上面的重量而導(dǎo)致壁向外膨脹的任何趨勢。在地震期間,，帶刺鐵絲網(wǎng)的抗拉強(qiáng)度有助于抵抗面外力,。

厚壁（16英寸 - 19英寸）土袋房結(jié)構(gòu)靈活，厚實(shí)的墻壁使結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定

混凝土粘結(jié)梁為結(jié)構(gòu)提供完整性

垂直鋼筋提供額外的剪切強(qiáng)度,。支撐和角部加強(qiáng)增加了墻的平面內(nèi)剛度,。

帶有鍍鋅或塑料網(wǎng)的厚石膏為墻壁提供額外的強(qiáng)度，以抵抗平面內(nèi)和外面的力,。

聚丙烯（PP）袋中的夯土,，由于PP袋具有抗拉強(qiáng)度甚至比鋼的高，它們可以抵抗袋中的土硬化之前由上述重量產(chǎn)生的周向力,。在2到3個月之間,，袋子里的泥土像磚一樣硬化。所有這些組件都使土袋房結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的抗震性能,。根據(jù)IBC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的測試發(fā)現(xiàn),，土袋房構(gòu)造遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了4區(qū)標(biāo)準(zhǔn),，旨在防止最高水平的地震活動。在美國建造了許多土袋房結(jié)構(gòu),。加州建筑規(guī)范允許使用地球袋結(jié)構(gòu),，這是美國最強(qiáng)大的地震活動區(qū)。

土袋房建筑細(xì)節(jié)：

基礎(chǔ)：土袋房結(jié)構(gòu)通常采用瓦礫溝槽基礎(chǔ),，但也可以使用更傳統(tǒng)類型的基礎(chǔ),。瓦礫溝槽基礎(chǔ)僅適用于中等或硬土。一個2英尺3英寸深,，2英尺寬的溝槽充滿了地面以下6英尺的碎石,。

礫石充填袋在碎石溝基礎(chǔ)的頂部放置2-3個充滿碎石的袋子。第一道礫石袋應(yīng)放置在土壤水平面下6英寸處,。最好使用雙層袋來增加力量,。從礫石充填的袋子開始低于等級并且在洪水易發(fā)區(qū)域中延伸到遠(yuǎn)高于等級，降低了水損壞的風(fēng)險,。

土袋房墻由聚丙烯袋或填充土壤的管組成,。在每個袋子之間應(yīng)該使用至少兩股4點(diǎn)帶刺鐵絲網(wǎng)。倒鉤的間距不應(yīng)超過100mm,，倒鉤的最小彎曲強(qiáng)度應(yīng)為200N,。夯實(shí)是土袋房墻體施工的一個非常重要的步驟。它有助于保持水平并固化袋內(nèi)的土壤,。

構(gòu)建土袋房墻需要遵循許多規(guī)則：

墻上的任何開口都應(yīng)該很小并且位于中心位置,。開口應(yīng)遠(yuǎn)離內(nèi)角至少900 mm。開口之間應(yīng)至少有900毫米的間距,。允許的最大開口為1500毫米,。

無支撐墻的最大長度不應(yīng)超過其厚度的10倍。如果墻壁長度超過其厚度的10倍,，則應(yīng)以不超過壁厚10倍的間隔放置支撐,。

土袋重疊：為了達(dá)到土袋房壁的全部強(qiáng)度，應(yīng)遵循下面規(guī)定的共同鍵,。

在地震多發(fā)地區(qū),，強(qiáng)烈建議使用角部加固,。

角加固有5種類型：

角扶壁：扶壁加強(qiáng)了角落,，加固了直墻。直墻需要一個支柱或一個墩,，一個相交的內(nèi)墻,，或一個每隔3-5米（10'-11'）的小角落。它們還可以更容易地添加到土袋房上以擴(kuò)展未來的房屋,。支撐可以是直的,，傾斜的或階梯狀的。如果，長凳或更寬的墻基也將加強(qiáng)直墻袋子很好地編織在墻上,。垂直邊緣的支撐物必須從墻壁伸出至少60厘米（24英寸）,，以及75厘米（30英寸）的傾斜或階梯支撐。

拐角鋼筋：這是加強(qiáng)土袋房建筑物角落的最簡單方法,。墻壁高度達(dá)到1.5米（60英寸）時,，高度為1.5米 （5'）長條鋼筋通過角落袋敲打。袋子總是在角落交替,，袋子接頭交錯以增加強(qiáng)度,。

網(wǎng)眼角鋼：堅固網(wǎng)格寬的條帶被放置在從頂部到底部角部的外側(cè)，外部網(wǎng)固定,。應(yīng)在內(nèi)角放置金屬桿或竹桿或附加網(wǎng),。如果使用竹子， 它可以很好地包裹在土中或留下未覆蓋的用于檢查,。充滿土袋房袋子在角落處交替,。

波紋金屬：如果每5個袋子重復(fù)一次，這個角部加固會加固和加強(qiáng)以及將墻壁聯(lián)合起來,。60厘米（24英寸）長的鋼筋通過拐角處的波紋金屬帶驅(qū)動將鋼筋系在下面的墻上,。在金屬條的末端或每隔60厘米（24英寸）重復(fù)。波紋金屬屋頂被切成20-30厘米（8-12英寸）寬,，至少75厘米（30英寸）長的條帶,。它們重疊在角落并釘在下面的袋子里。使用強(qiáng)繩或網(wǎng)每隔60厘米（24英寸）捆扎在金屬周圍緊緊固定三層袋子,。

碼頭：碼頭通常是加厚的墻壁部分,。它只從墻上伸出一個袋子的寬度。

垂直加固：鋼筋安裝在關(guān)鍵部分（即墻壁的角落,，墻壁和門框）和每隔1.2米的正常墻壁部分,。角落和墻壁交界處的垂直鋼必須進(jìn)入屋頂帶。

結(jié)合梁：為結(jié)構(gòu)提供完整性,。它將墻壁連接在一起,，為屋頂結(jié)構(gòu)提供了剛性連接。建議使用混凝土粘結(jié)梁,。深度應(yīng)至少為6英寸,，寬度應(yīng)為袋寬的2/3。它是單獨(dú)加強(qiáng)的,。嵌入粘結(jié)梁的鋼筋部分的長度應(yīng)至少為鋼筋直徑的60倍,。

屋頂：作為一般規(guī)則，重型屋頂更具地震危險性,。因此,，屋頂和棚面應(yīng)該在結(jié)構(gòu)和功能上盡可能輕,。對于土袋房構(gòu)造，建議在所有地震帶中使用桁架屋頂,。

結(jié)論：土袋房技術(shù)提供安全,，簡單和可持續(xù)的建筑選擇。我們鼓勵工程師和建筑專業(yè)人士探索這項(xiàng)令人興奮的新技術(shù),，并將其應(yīng)用于最需要幫助的地區(qū),。

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