2018年3月18日
如何建造一个抗震的家:一个土包施工手册
贡献:客人的作者
Good Earth Global的工作人员为Engineering for Change的成员和读者准备了这份指南。开云全站app登录官网入口下载开云体育体育赛事欲了解更多有关他们在世界各地的工作www.goodearthglobal.org．
2015年尼泊尔发生毁灭性地震后，土袋技术成为最适合重建尼泊尔农村的建筑方法。尼泊尔所有的55个土包结构都在7.8级地震中幸存下来，没有结构损坏，村庄建设者和专业工程师都开始采用这种技术。尼泊尔的家庭住在“地球袋”的房子里，每天早上把孩子送到安全的“地球袋”学校。简而言之，尼泊尔的Earthbag建筑现在已经经过了尝试、测试和验证。
然而，在尼泊尔，用环保袋建造房屋有正确的方法和错误的方法。本建筑手册旨在向建筑商展示正确的采用最佳实践和久经考验的工程和施工技术，用环保袋建造房屋。开云全站app登录官网入口下载至关重要的是，所有的指令都是专门为尼泊尔独特的具有挑战性的建筑环境量身定制的。
按照这些指导，将使有能力的Earthbag建造者能够建造坚固、可靠和具有成本效益的Earthbag结构，并帮助尼泊尔人民安全、可持续地重建他们的国家。
土袋屋，廓尔喀，尼泊尔
环保袋技术概述
土袋技术是一种廉价、简单和可持续的建筑结构方法。土袋建筑是由军用地堡建设和防洪方法演变而来的，以其耐火、耐水、耐风、耐地震和抗虫害的能力而闻名，已在世界各地的灾害易发地区得到应用。由于Earthbag技术将水泥、混凝土、钢铁和木材以及运输它们所需的燃料的使用量降到最低，因此Earthbag建筑对环境无害，而且不会耗尽稀缺的自然资源。与传统的建筑方法相比，土袋技术需要的专业知识更少，而且只需要最简单的工具。
简而言之，Earthbag技术是一种墙体系统，其结构主要由建筑工地发现的普通土壤组成。土壤被塞进聚丙烯袋子里，然后像砖石一样错开，并牢固地夯实;在袋子层之间铺设的铁丝网起到了砂浆的作用。尼泊尔的土袋建筑通常采用碎石壕基础和轻质屋顶。加强，如墙角和墙壁加强，垂直钢筋和粘结梁是强制性的。
历史
虽然“土袋”技术相对较新，但它的真正起源可以追溯到几千年前，与 类似的夯土建造技术 ;有些人称土袋技术为“袋装夯土”或“加固夯土”。从西班牙的阿尔罕布拉宫到中国的长城，使用类似夯实土技术的建筑仍然屹立不倒。近几个世纪以来，军事和工业企业一直在使用土袋来建造地堡、道路和水坝。
在20世纪80年代，伊朗出生的建筑师Nader Khalili推广了用装满土材料的袋子建造永久性结构的概念。目前，全球有超过15,000座Earthbag建筑，最近的Earthbag建筑获得了严格的美国建筑法规的批准。
土袋建筑的优点
与现有技术相比，土袋建筑具有许多优势:
- 安全-土袋技术现已在尼泊尔试用和测试。更传统的建筑技术也进行了测试，但不幸失败了
- 易于建造-土袋技术容易被农村村民学习
- 减少材料的使用-土袋结构不需要砖块或砖块，并且需要最少的 水泥、混凝土、木材和钢材
- 减少燃料和运输的使用-使用当地土壤意味着更少的材料，更少的运输需求和更低的燃料成本
- 更少的污染-用当地土壤建造意味着更少的工厂和烟囱，更少的卡车和更少的尼泊尔森林和自然资源的枯竭
- 具有成本效益的-用环保袋建造房屋很便宜。
项目准备及策划
预算
项目成本可能因项目而异。地点、气候、地形、劳动力和当地材料的可用性和成本、社区支持都是需要考虑的因素，以及每个社区特有的其他因素。
设计
简单的土袋设计是现成的，并适应广泛的气候和地形。更复杂的计划，由尼泊尔越来越多经验丰富、才华横溢的Earthbag建筑师和工程师起草，可以为特定的客户或场地量身定制。
管理与监督
建议在整个施工过程中至少有一名熟练的监工全程在场。主管必须接受过土袋技术培训，并具备木工和其他标准建筑技术的基本知识。训练有素的工程师应该在施工的各个阶段访问现场，以确保建筑商遵循Earthbag的施工指导方针。
劳动
当然，所需工人的数量和类型因项目而异。我们建议每10名工人至少有一名主管。一个中小型项目(300 - 1200平方英尺)可以只用一个主管来建造，但是如果项目更大，我们建议增加更多的主管。
调度
12 × 13英尺(内部面积130平方英尺)的地基、墙壁和粘结梁。7名工人，1名监理，10-14个工作日即可完成。如果有更多的工人，他们经验丰富，敬业，可以缩短时间(5-8天)。
在项目日程安排中建立灵活性，最重要的是鼓励现实的期望。
Earthbag项目可以在季风季节开始或继续，有几个已经开始。简单地挂一块大篷布就可以保持结构干燥，而不影响建筑质量。现场的实际工作将会放慢，但更大的问题是后勤，道路被冲毁，劳动力往往稀缺。
工具及用品
土袋结构可以只用最简单的工具来建造。尼泊尔一个典型的“土袋”工地的工具箱包括以下内容:
完整的工具列表
| 带柄挖镐 | 缝纫机，尼龙线，油(可选) |
| 铲子 | 水位管(硬塑料) |
| 挖杆 | 锤1公斤 |
| 手推车(可选) | 大锤4公斤 |
| 滑块 | 剪线机 |
| 10升铁桶 | 线切割机 |
| 15升塑料桶 | 安全手套 |
| 洒水车 | 钢锯架 |
| 钢锯条(质量好) | 防水布(优质) |
| 看到 | 塑料盖 |
| 泥刀 | 绳2毫米 |
| 砂纸 | 水管 |
| 螺丝刀 | 篡改机和侧篡改机 |
| 2″圆形金属管，用于聚线管和倒刺线分配器 | 卷尺(30m) |
| 4 '或3 '精神水平 | 卷尺(5米)(质量好) |
| 钳 | 剪线剪刀 |
建筑材料的性能
袋装土
大多数土壤都足以填满袋子，不需要精确的比例，但必须有足够的粘土和水分将骨料粘合在一起。土壤可以很容易地测试，不需要任何设备，使用跌落试验或滚动试验。
最常见的组合是:
25 - % -30%粘土
70%-75%沙质土壤
10%的水分
袋
土袋建筑是耐用的，如果聚丙烯袋抹灰得当，建筑可以持续数百年。如上所述，美国联邦公路管理局的一项研究发现，聚丙烯织物在良性环境中的半衰期可达500年或更长时间。袋子本身的抗拉强度甚至高于钢，并且可以抵抗由上面的重量产生的圆周力。
推荐质量:
尺寸:19″管状
重量:4克
铁丝网
它有助于将袋子锁在一起，并在壁系统内形成一个矩阵。铁丝网可以抵抗来自上方的重量引起的墙的向外膨胀，它的抗拉强度可以抵抗面外的力。铁丝网应该是14号，4尖。
钢筋
12mm低碳钢条:符合ns84 -2042或IS:432-1966(第一部分)fy= 250 N/mm²(Fe250 Grade)
推荐:钢筋应涂上防锈剂。
一步一步的指示
1.勘测场地
建议咨询工程师，确保现场适合进行Earthbag施工。因为土袋建筑是一种很重的结构，以下因素会影响可行性:
- 场地的地形:如场地坡度超过15%，不宜建造土袋结构。
- 垂直的悬崖/下降
除非有岩石基础，否则土袋结构不能建在悬崖/山崖附近。如果土包结构建在悬崖或岩石土壤附近，必须有足够的偏移，或者在建筑物前面有挡土墙。
- 承载力
土袋建筑只能建在NBC分类的坚硬或中等土壤上。
- 在下列情况下不得建造房屋:
- 易发生地质断层或靠近断裂区域的
- 易受滑坡影响
- 在陡坡上> 15%
- 填充区域
- 河岸:河岸或被水浸透的地区
2.取样土壤
- 收集底土进行测试
重要的是收集底土，而不是表层土进行测试。表土位于地面表面，通常颜色较深，含有腐烂的叶子或根。不要使用表土进行土袋施工，因为它会腐烂和压缩。
底土是表层土下面的土层。它是由砂、粉和/或粘土等小颗粒的可变混合物组成，缺乏表层土壤的有机质和腐殖质含量。底土通常粘土含量较高，颜色较浅
表层土。在土袋施工中，通常采用底土填充土袋。
- 确定收集的底土的粘土/砂土比例
对于土袋，粘土与沙土的确切比例不像土坯或夯土建筑那样重要。粘土含量在15%到35%之间就可以了;理想的土壤是30%的粘土和70%的沙土。如果土壤含有太多的粘土，潮湿时就会膨胀。如果土壤中含有太多的沙子，土壤就不会结合在一起，结构就会被削弱。
3.为施工准备场地
铲平建筑工地，清除树根、岩石和其他障碍物。确保现场有足够的空间来工作和堆放材料。清除并储存表土，以便将来美化环境。
如果你打算在丘陵地区建房，挖一个平坦的地方，这样里面就会有一个水平的地板。如果土壤适合土袋施工，可以用挖出的土填充部分土袋。
4.用防水布或帐篷盖住施工现场。
防水布在施工期间保护墙壁。这一强制性步骤将导致更坚固的墙壁。
用防水布或帐篷覆盖施工现场，以防止土袋暴露在紫外线辐射或雨水中。聚丙烯袋或管暴露在阳光下超过1个月容易受到紫外线(UV)的损伤，并且紫外线损伤无法逆转。长时间暴露在雨中也会削弱墙壁。
5.标出建筑物的足迹
标出建筑物的足迹，包括必要的角和墙扶壁。
墙角和墙壁扶壁:每隔12英尺的墙应有一个扶壁支撑。所有的角都应由角扶壁支撑。扶壁长度应不小于3英尺。开口(窗户或门)的宽度不应超过5英尺。每个开口应该离内角至少3英尺。优选将开口置于墙壁的中心位置。
建筑物的长宽比不得超过3。沟槽的宽度应与整个沟槽相同，整个河床应平整。
6.建造碎石壕地基及安装水管
挖一个比土袋墙稍宽的沟(15英寸)，大约3英尺深。同时为扶壁挖沟。必要时安装管道和法式排水管。添加碎石直到等级低于完成等级6英寸。夯实碎石壕，直至平整。
一层装砾石的袋子应低于坡度。这把钥匙把墙钉进土里，使它更坚固。至少在地面以下设置一条航线，以获得最佳稳定性。
在厚重或潮湿的土壤中，提供法式排水管或管道，以便在大雨后使基础排水。立脚沟应该一直延伸到未受干扰的底土。
法国的排水管是有孔的，可以重定向地表水和地下水远离建筑工地。
法国的排水管是有孔的，可以重定向地表水和地下水远离建筑工地。
用滤布安装法式排水管线沟，铺设穿孔管，用碎石填满沟，用剩余的滤布包裹碎石。
7.充填砾石袋
使用双层实心编织袋装砾石。使用定制尺寸的球袋，以确保每个球场的球袋重叠。充填到位的砾石袋。
建议袋子的长度为3或4英尺长。
将袋子填满90%，留下足够的空间合上袋子。把袋子放上去之前要把它关紧。
8.放置第一道菜的沙石袋
双袋砾石以增加强度。将袋子放在比完成的土壤水平低6英寸的水平砾石床上。
从墙壁的角落或开口向中心工作。做一个定制的包来填充小空间。
9.检查调整
把袋子排成一条线。对于矩形建筑，在角桩或板子之间系上细绳。从绳子正上方往下看，可以看到所有的袋子都排成一条直线。站在几英尺远的地方，与墙壁保持直线，眼睛盯着墙壁，看是否有鼓鼓的袋子角或任何没有正确排列的袋子。
10.加铁丝网
当你把带刺的铁丝从卷轴上拉下来时，把它解开并拉直。在每道袋子的顶部铺上两根4点铁丝网。用砖块或石头暂时固定住铁丝网。(在较高的墙上，用钉子或订书钉钉住铁丝可能会更安全，这样就不会掉到下面的工人身上。)在拐角处铺设连续的铁丝网，提高墙面强度。
每组包之间至少要用两根4点铁丝网。铁丝网的厚度应该是16号。两股不要靠得太近，也不要太靠近墙面边缘。
铁丝网布置图
11.使用袋子下面的滑块
把袋子放在滑块上，这样关节就会从下面的球场偏移
盖紧。将袋子向下倾斜，与前一个袋子相对。从第二道菜开始，滑块将防止袋子被铁丝网钩住。把袋子放在底部靠近滑块末端的地方，这样拉出来更容易。把袋子的末端提起一点，轻轻拉一下滑块。调整袋，使夯实后，他们的边缘将直接高于下面的课程。这将使墙壁保持垂直。
12.总是把袋子叠在一起
保持一个运行的连接，就像砌筑一样。球袋之间的连接处不能在球场之间对齐。当上面的袋子把下面的袋子放好时，墙壁的强度就增加了。在一个矩形的建筑中，键模式的起始位置是每个其他课程都有一个袋式结束的角落。
建议使用更长的袋子或吸管。在需要额外强度和重叠的地震区域，长袋很重要。
13.在地面以上铺设第二层或第三层砾石袋
使用砾石填充袋直到6英寸以上的水分损坏的风险。
在多雨的气候中，特别是那些有强烈冻融循环的地区，需要额外的高度来保护土墙。防水袋层应该延伸到比最深的积雪更高的地方。
如果你的建筑有管道，明智的做法是在地板以上6英寸处铺设防水袋，以防意外泄漏。
14.设置门限
在完成所有沙袋铺设后，安装门门槛。
将2-3英寸(5-7厘米)厚的混凝土浇在门上的土袋上。将混凝土表面整理整齐。留出足够的干燥时间(4 -7天)，然后再建造门板。为了节省时间，您可以预铸阈值。
15.安装门框
门框完成并完全固化后，您可以在门要去的地方安装门框。把它们调直、调平，并把支架放到位。用螺纹针把框架的侧面钉进袋子里。
16.每道课后重复第10步
每走一段砂砾袋或土袋后都要铺设铁丝网，具体步骤请参见步骤10。
17.准备制作土袋的土壤
用筛子把大石头和土块从土壤中分离出来。如果需要，可以加水到10%水分。
将水和土壤充分混合，使其均匀一致。
18.将土袋填满
土袋比沙砾袋要小心一点。在每添加一桶土后，在袋子内外使用一个小捣碎器，或者用膝盖按压袋子。这些肥袋将装满，节省袋子，铁丝网和劳动力。
一些建筑商把墙角收起来，或者用针把墙角钉牢，使墙角整齐，这样墙壁就平坦光滑了。
19.把环保袋放在首位
从墙角和开口到中心。放置袋子，以便从下面的课程关节抵消在一个运行的债券。将每个新袋子向下倾斜，以对抗前一个袋子。
因为砾石可以防止湿气进入上层，所以不需要其他的防潮屏障。
20.夯实课程
每隔一两个球场检查一下墙壁的水平。先压制高点。
当你不断移动捣固器时，均匀地敲打整面墙几次。
每个课程完成后，将土袋夯实并压平。每隔几节课检查一下墙上的水平。在长墙上，手持水平仪是行不通的。用线的水位线抬高字符串，或者用水位线在角导线上标记水位线。
重粘土在夯实时比其他土壤压缩性更强。适度夯实可能是好的，但夯实的墙壁有额外的强度。
21.用管子代替袋子
可以用管子代替袋子。管提供了更大的重叠，从而使结构更坚固。垂直墙也可以从管道中受益，以加快工作速度，减少填充球场和袋端之间的角落所需的抹灰。
根据需要夯实墙壁和侧面，以减少抹灰的需要。
22.安装窗框
窗台的推荐高度是3英尺。放置窗框，使门楣水平与粘结梁水平一致。避免在洞口上方放置土袋。
将降压杆置于正确位置，检查其铅垂线、水平度和方正度。首选的窗户尺寸是3英尺宽，4英尺高。
根据需要将支撑就位。用锚板固定窗框。
窗拱与门拱相似。放置好后，继续堆叠和夯实袋子。
为了防止相邻的袋子被夯实时窗框移动，一些建筑商在施工过程中将撑杆向上滑动。当工作完成后，餐具柜可以拆除
23.平壁
夯实袋子的侧面，使墙壁变平．
你的墙越整洁，抹灰就越容易。如果你要在内部使用泥土或石灰灰泥，在外部使用更昂贵的水泥灰泥，保持外墙比内墙光滑。泥土或石灰灰泥可以有较便宜的土底涂层来平整凹凸不平的墙壁。
24.垂直钢筋
第一根钢筋必须在基础水平插入。第一个钢筋的长度应该是这样的，它一直到第一个砾石袋。
在靠近角落和开口处锤击钢筋。钢筋之间的距离不超过3英尺。增加力量就更不容易了。
从墙和开口(30厘米)的两端12英寸的钢筋增加了强度。在密封水平锤打第一根钢筋，在扁豆水平锤打第二根钢筋。确保钢筋足够长，在墙内至少有1英尺的重叠。
25.安装电气箱
电器箱的安装方式有以下两种:
- 甲:
箱子可以直接钉在墙上使用6“长6mm直径钢筋。每个箱子至少要用两颗钉子，钉子应该倾斜，这样它们就能更好地抵抗拉力。
- 使用木锚:
可以在墙壁之间插入一小块木头，然后将盒子拧到这块木头上。
26.安装粘结梁
- 混凝土
粘结梁必须至少6“厚和1”宽，并应沿整个墙，包括扶壁运行。
墙体做好后，再插入一根钢筋。这应该是倾斜的，而不是垂直的，应该延伸6英寸外的墙，这将锚入债券梁。在那之后，梁加固放置在墙上。然后把横梁的模板放在墙上。浇筑粘结梁时，混凝土的稀度不应小于1:2:4。在开始屋顶工作前，梁应至少固化一周。
在浇筑混凝土之前，要在墙上再加一根钢筋，将桁架与横梁固定在一起。
- 木
两件5“X5”的木材支撑在一起，每脚可以用作粘结梁，混凝土是不可行的。由于木材比混凝土轻，它需要用一根额外的钢筋牢固地连接起来。
27.屋顶
按照美国全国广播公司的政府指导方针安装轻型屋顶。
28.石膏
水泥石膏
水泥灰泥使土包墙更加坚固。土包墙的抹灰一般分三层进行。第一层将填补在袋层之间的凹槽。在第一层晾干后，应将网眼用墙带绑好。然后涂上第二层石膏。最后，涂上第三层灰泥，使表面光滑。
泥浆石膏
泥膏药的应用方法类似，但需要定期维护。所以对于公共建筑不建议使用灰泥。
泥膏药需要很长时间准备，所以最好在施工开始前就开始准备。石灰可以加入以增加泥浆石膏的强度。
它可以是泥浆灰泥或水泥灰泥，但一旦墙完成，石膏是土包墙的强制性要求。
29.完成细节
在这一点上，你可以安装门，木装饰，架子和橱柜，然后染色和清漆任何木制品。遵循一般的木工实践。连接电源插座和管道装置。
通常下一步是粉刷你的房子，但抹灰的Earthbag墙不需要油漆或装饰。许多建筑商选择一种吸引人的灰泥颜色，并将其延伸到窗户、门和地板上。最后一个任务是完成地板，以防止损坏您的新地板。
30.铺地板
地面高度必须低于砾石袋。你可以在“地球袋”家里建造任何你想要的地板。在平地上建造一个楼层是最简单和最便宜的。选择包括混凝土板、石头、再生砖和土地板。这种建造方式可以为你在地板托梁、胶合板、紧固件和其他材料上节省数千美元。夯实的地面干得更快，可以用有吸引力的封油剂永久完成。
土袋屋设计样本
这张建筑图纸展示了一个土袋房屋平面图的例子。
参考文献
Vadgama, N.和Heath, A.(2010)。土包房屋的材料与结构分析。英国萨默塞特巴斯大学建筑与土木工程系。开云全站app登录官网入口下载
Croft, C， & Heath, A.(2011)。水平荷载作用下土袋房屋的结构抗力。英国萨默塞特巴斯大学建筑与土木工程系。开云全站app登录官网入口下载
Kaki, H.和Kiffmeyer, D.(2004)。建造土袋:工具、技巧和技术（1圣版)．加拿大不列颠哥伦比亚省:新社会出版社。
Stouter, P.(2015, 5)。尼泊尔的土袋方案:加固指南草案。2015年9月15日，摘自http://buildsimple.org/resource-lists.php
盖革，O.(2015, 9月)。土袋建筑指南(为建筑商改编的节录版)- Osho Tapoban出版社的特别版。
盖革，O.(2013)。自然建筑博客-土袋建筑和其他自然建筑方法．2015年8月1日，摘自http://www.naturalbuildingblog.com/
好地球尼泊尔(2015)。2016年1月10日，摘自:http://www.goodearthnepal.org/
Hart, K. & Geiger O.(未注明日期)。EarthbagBuilding.com:分享信息，推广环保建筑。2016年1月10日，摘自:http://www.earthbagbuilding.com/
盖格，O.，哈特，K.和斯托特，P.(未注明日期)。EarthbagStructures.com:灾害多发地区的土袋解决方案。2016年1月10日，摘自:http://earthbagstructures.com/
无国籍者(2004)。无国籍者．2016年1月10日，摘自:http://bidoun.org/
维基百科(2016)。碎石壕地基。摘自2016年3月12日，摘自:
https://en.wikipedia.org/wiki/Rubble_trench_foundation
艾琳·特纳(2016)。索诺玛风格．摘自2016年3月20日，摘自:http://irene-turner.com/
