㈠ 丰塬旧事之三,丰塬窑洞
提起窑洞,人们自然会想到是陕北和晋北人们居住形式的代表符号。实际上,在丰塬上的窑洞或许更加古老和自然。
尤其是在丰塬沟边的明窑里,村里人因为生活困难,都会短时间内稍加收拾,即可居住个三年五载,窑洞里的烟熏火燎痕迹都已经无法考究经历了几个百年和多少代人作为栖身之处了。
现在人们对关中地窑的印象只是“见村见树不见人”的表象,对其来历和特点也就自然不甚了解。
丰塬地窑大多属于平窑,也就是平地里挖出来的窑洞,与河南平原地窑接近。少部分会依据沟畔和塬畔修建成明窑。二者的区别,明窑更古老些,多为连老人也说不清是什么年代修建起来的窑洞,就近沟沟坎坎,地势险要,进出极不方便,土质也非常坚硬,以料疆石为代表,故也得以数百年不倒。平窑多为上个世纪解放前后人口增长时期修建,三五家聚集,在数量上更多一些,也是丰塬上的地窑主流。现存丰塬上的张家窑地窑就是新修的明窑代表,而柏社地窑则是平窑(也有称暗窑)的代表。剩余的地窑基本上经过新农村建设后消失殆尽,只有历经数百年的沟边明窑,既无人居住,也没有了利用价值,依旧在风雨中屹立不倒。
平窑在当地俗称庄子,分为四个头,六个头,八个头等规格。头数为双数,也有吉利祥和的寓意吧。头数是指平窑四面墙壁上的窑洞数量。小庄子多为四个头。庄子头数的多少,就意味着庄子院子的大小,常常也和住家人的富裕程度有关。八个头的庄子,在很长一段时间里也曾经是给儿子娶媳妇的标配。
修建平窑,讲究很多。要经历看庄子、挖庄子、开窑洞、洗墙、打巷道、泥窑、晾庄子、打溜洞以及最后的防雨加固才能入住,全靠人力完成,手提肩挑,工程量浩大,也是自家和村里的大事,全靠邻里帮忙。每年一个村不会同时修建两个平窑,也与挖移的土方量太大有关。
看庄子和看风水类似,有用罗盘的,也有不用罗盘的,但南北取向是必须要有的一个讲究。如同人老归终一样,必须是头枕爷台山,脚蹬渭河滩是亘古不变的规律。故大多庄子门口均在东南方向。看庄子的重点更多是地势高低和土质坚硬的评判和预测。过于松软的土质容易倒塌,过于坚硬如古明窑料疆石的土质也要回避,过于难挖,容易半途而废。
开挖庄子和掏挖窑洞都是体力活,需要精壮劳力躲开九十月的连阴雨季,没有一年的时间是万万不能的。洗墙和开窑口都是技术活路,能够做到大家认可的高手也就一两个脑子活翻的人。洗墙是用一把平口的撅头,自上而下,让整个开挖出来的墙壁更加光滑和直立。镢头洗过的痕迹整整齐齐,会呈现出不亚于油画作品的艺术气息,平整的墙面可以保证雨水尽量不会打湿墙面而掉落。洗墙是开挖后的收尾活路,洗墙开始的时候,负责开挖的人们就闲下来了,都会围观评论。这也使得洗墙人不敢有半点怠慢,看的多了,说的多了,洗墙的手艺也就这样不知不觉的一代一代流传延续下来了。
一般来说,洗墙的人也是开窑口的人,窑口要正、要端。尤其是窑洞上方的半圆弧形,开窑口的人是不需要其它测量工具的,凭的是经验和感觉,开出的窑口确保大小合适、美观、圆溜,也会赢得一片赞美之词。
外地人始终搞不明白地窑里居住的人是怎么出入地窑的,在知识青年下乡时期,一个知青就站在窑背上向村里人借楼梯,村里人一时也不明觉历,满头雾水。最后才知道是他想要借用楼梯下窑洞,搞出了流传几个乡里的笑话。住平窑的人出入有专门的通道,一般出口在南,也叫巷道,平时说的门口也就是巷道的出口。
每个窑洞开挖完毕后还要经过泥墙,就是用小麦的秸秆和红土混合成泥,把窑洞墙壁再加固一层,当地称:裹泥。这样,裹泥后窑洞里面就不会有细小的尘土掉落下来。安装门窗和盘炕后再经过粉白,就该搬新家了。
没有住过平窑的人最担心一个是安全,一个是透气。安全自不必说,几十年也不会听说有谁家的窑洞倒塌了的,只要是没有人居住的烂窑倒塌的很快。地窑的透气性很多人不明白是如何做到的?在每一个窑洞最里面的窑顶上,大多都会用洛阳铲来掏挖一个直径十到二十公分之间的溜洞,上面盖上一砖半瓦就解决了防雨的问题。有时候,这个溜洞还可以作为传递小物件的特别通道和粮食入仓通道。
解放前的窑洞,都会在窑洞口正上方暗藏开挖一个暗窑,也称高窑,以防强盗。如有强盗贼人来临,一家老小带上贵重物品,顺着楼梯,躲进暗窑,抽掉楼梯后,也就断掉了贼人的来路,这样可以确保家人安全,也是蛮有民间智慧的;同时期的庄子巷道也是有意开挖成折线,以防强盗利用碌毒或石碾子滚坡冲开大门。
丰塬平窑已不多见,上百年来的效法自然,冬暖夏凉且自带地气的居住方式已经先后被房子半边盖的厦子房和新农村新民居代替。
浏览一次柏社古地窑村落和张家窑的明窑民居景点之后,也只能算是对关中民居的管中窥豹,仅此一斑。隐藏在地窑背后的历史和文化,随着一代一代人的老去,就会愈加稀少和珍贵。
㈡ 现代窑洞
窑洞居住形式
我国黄土高原在劳动人民的开发利用下,形成了独具特色的四大窑洞区:陕北、陇东、豫西、晋中。而其中以豫西最为典型。是我国居住建筑中的瑰宝。豫西是指从郑州以西的黄河两岸(主要是南岸)到与陕西搭界的潼关为止,现在的荥阳、巩县、偃师、洛阳、新安、义马、渑池、陕县、三门峡市、灵宝、孟县、孟津、济源等县市。另外如太行山区的林县、辉县,以及嵩县、卢氏,乃至襄城县也有窑居。
在郑州以西,黄河以南,崤山、熊耳山和嵩山以北,以及黄河北岸的孟县西部,济源县的西南部属于黄土台地区陵区。黄土的厚度自西向东逐渐增厚,灵宝、三门峡等地黄土层厚约20至30米,巩县、荥阳一带黄土则厚达40米以上。在这些地区,黄土阶地、黄土塬和黄土丘陵广泛分布。这里的黄土层土质均匀,含有石灰质,有垂直节理,壁立不易倒塌可塑易凿是其特点,经过多年雨水冲刷,形成冲沟、断崖。在原始社会晚期,穴居就成为这一广大区域氏族部落普遍采用的一种居住形式。随着原始人营造经验的不断积累和技术的提高,穴居一方面从袋状竖穴逐步发展到半地穴,最后完全上升到地面,成为地面建筑的房屋。同时另一方面,随着人类文明的进步,穴居却仍然保留着。由于地理条件没有发生大的根本性变化,我们的祖先依然深深地眷恋着这得天独厚的黄土地,不过,穴居住所的营造在技术上和经验上更加有所提高和改进了。
窑居的最大特点是因地制宜,充分利用那丰厚的黄土层。由于是在地层中间挖窑居住,不占用耕地,施工简易,而且不用梁、檩、椽、柱等木料,也不用大量的砖瓦,所以经济实惠、造价极低。这样的窑洞防火、防震性好。黄土丘陵的岭岭沟沟畔的窑洞,不象石头洞穴那样冰冷,而是渗水性、透气性都很好,住在里面,冬暖夏凉,舒适温馨,和养育我们的大地非常亲近贴切,有一种婴孩偎在母亲的怀抱里的安宓感觉。
现代建筑学家认为,窑居这种建筑的哲学思想是要表现人类原本是生根于大地的,寓于大地之中,是建筑生根于大地的典型代表。其自然风格乡土气息充分体现了敦厚朴实的性格。他们称窑居是“文明建筑”。窑居这种就地建设,经济节能,不破坏自然界的生态,建筑不超于自然,而埋藏在大自然之中的形式,极具乡土特色。平常在结婚仪式中有一个仪式叫“入洞房”,其实是指新房而言,可是在窑居区,则是真正入“洞”房了,因为新房就是整治一新的窑洞啊。
靠崖窑
靠崖窑又叫靠山窑。这种窑洞是选择天然的崖面,往往是在冲沟的两边,有十几米、几十米高的崖面,或者是岭的断面、截头。由于崖面的形成是天然的,所以,在方向的选择上,对于座北朝南这样的房屋建造的规矩,不十分严格。人们尽量挑选南北朝向的向阳的一面,但多数根据崖面自然的方向,有东、有西、有南,也有北。
崖面选定后,即开始动手将崖面切削修整成陡立垂直平整的壁面。就像盖房屋垒墙一样,不能倾斜,或凸凹不平。崖面的宽度面积根据需要而定。如果是一层窑,三孔窑洞,大约崖面高7-10米,宽10-15米。这个崖面俗称“窑脸”、“窑脑”。窑脸修整好后,即可以从其下部沿水平方向向土层纵深掏挖横穴,即窑洞了。窑洞有几种形式:
窑间窑 这是充分利用黄土层的一种窑洞。开挖时,先凿一个门的宽度,门的高度加上一个天窗的高度,这样一个向深处挖5尺(约1米到2米)的拱形空间,即是“窑间”。相当于一个门洞。第二步,在门洞之后扩大,开挖高3米,宽3米的拱形窑洞体,洞的进深,根据需要而定。但一般是采用单数,如一丈,一丈五等,深得可达3丈。
间墙窑此种形式是不挖窑间,也就是不挖门洞,而是根据所需窑洞的高度和宽度,如果是3米宽3米高的窑洞,即一开始就按这个尺寸去挖。窑体挖好后,在窑体前与窑脸看齐用砖或坯垒砌窑间墙,把窑洞封好,墙上要留门和窗。在上部与拱形窑顶接近处设置一个通风出烟的口,俗称“马眼”,一尺半(50公分)见方。在门上设天窗,间墙窑的窑门前光线充足,比窑间窑采光好。
无论哪种窑,只是在开挖窑洞出口处即窑门脸时有所不同。而窑体都是一样的。窑体的宽度一般在3米左右。不开挖跨度宽的窑洞,以防止坍塌。但进深可以自由延长。当需要多室时,就向深处发展,有达20米的。窑洞在适当的位置留横隔墙,形成二个或数个间。还有一种形式是在窑洞内的侧壁向左或向右开挖套间。套间在崖面只开窗口而不设门。又可在窑洞的里间的侧壁上掏挖“拐窑”,这种窑在整个窑洞的后部,离窑脸远,所以无法开窗。因而里边光线、通风均不好。但其隐蔽性很好,在战乱的年代里,是人们躲避藏身的去所。当然存放物品更是严实安全,并且这种窑存放粮食不易变坏。
天窑 在黄土层很厚的地带,人们常爱在窑洞之上再挖一层窑洞。俗称这种窑上带的窑为天窑,也叫悬窑。大概因其高高在上的原因而起的名吧。一般人口不多,财力、物力有限的人家,只设置一间天窑,供存放物品与躲避兵祸匪乱。天窑不在窑脸开门,只设一窗,进出从内部凿挖出口,设梯子与下面的窑洞相通。
在有些大家庭,人多、财足、物丰,则要气派的多,底层窑洞在三间或数间以上,一字排开,然后在其上凿挖二层甚至三层以上的天窑。形成一个窑洞群。其壁立的崖面即窑脸有二三十米高,三几十米宽,底层是数间拱形门,在其上相对应有二层乃至数层天窑,只有窗户,门设在内部。远远地从前面望去,犹如几层的大高楼,颇为雄壮美观。
上面说 的上下窑之间的相通处设在窑洞内部是说一般的情况下,但也有例外,就象楼房一样,一般上下的楼梯设在内部,但也有设在外部的。这种形式的窑比较复杂。首先在开削窑脸时,在一层窑洞之上的窑脸要向后凿削去2-3米,以便留出一个平台,这样二层的天窑就可以开门了。很象梯田的形式。上下层相连的阶梯开在窑洞的最边上,仍依山势,利用黄土,凿出阶梯。是明梯而不是暗梯,这与开放式的单面楼房几乎一模一样。
两层以上的窑居,其厕所如何解决呢?人们有一办法。在巩县新中乡,有一个十分富有的地主乡绅张诰家,房产窑产很大,其窑修建得很气派,窑上挖窑,有二层、三层以上的,窑脸高大宽广,很有气势。二层以上都是住人的寝室,平时上下是从窑脸的一边依崖势修一明梯。窑层高,窑院大,居住在上层离设在院子下首的厕所有相当的距离,又高又远,拉屎撒尿成了问题。为了解决这一问题,工匠们想出了一个办法,在上层窑洞的最边上修筑一厕所,为解决蓄存粪尿,免得上下掏粪不便,粪坑设在最底层,在地面以下。然后从上到下修一个高高直直的方形直筒,象电梯上下的空间一样,这样从上面的粪尿离粪坑有几丈高,尤其是大便时,从上面跌到底下,要隔一段时间,才会听到“咚”的一声响,象放炮一样!这是由于落体运动的重力加速度的原因。这种高空厕所,成为当地一个非常有趣的特殊现象,凡是去过那儿的人都会留下难忘的印象。
房洞结合窑以上几种是纯粹的窑洞。还有的是在窑洞口处紧贴窑脸建房,依窑脑为房的大脊,顺势向前倾斜建成一面坡房顶,当地老百姓也称其为崛肚房。这种房因只一面坡,内部不大,里面与窑洞相连。外面仍与房一样,设门与窗。从正面望去,俨然一座房,走进里面才知是房窑结合。这种形式,既有房屋明亮宽畅,通风便利,房坡易于修理的优点,又有睡卧安宁,冬暖夏凉,贮藏安全的窑洞优点,是劳动人民的一个创造。
以上靠崖窑,简易的是一字平列一至三间或二间的窑洞,洞前整理出一块平地,即可成为一处居住场所。然而,人们总是对自己的活动休息场所给以十分的重视,往往还要形成一个院子,它有以下形式:
靠崖窑院
自然式最简单的,是在窑洞前及左右用树木的枝条编织成一个篱笆院及木门,沿篱笆栽种一些花草植物,与那依黄土崖上自然生长的酸枣棵和野草等植物浑然成为一体,二三间窑洞掩映在其中,十足的天然野趣。
再进一步,依然是那三间靠崖的窑洞,然而用泥垛墙或土坯围起院子,搭一个简易的门楼,黄土的崖,黄土的洞,黄土的围墙,配上木质的门和窗,质朴而不饰雕凿,给人温馨的泥土芳香,处在其中便融进了养育人类文明的黄色。
(图1)
后窑前房式以窑洞为主房(或曰上房)或是并排挖三孔窑,中间的一孔开门,两边两孔不开门,只设窗,两边两间在里边间墙上开挖通道与中间一孔相通连。形成一明二暗的主窑。又有三孔窑洞各安置门窗,各处独立,三孔并排的形式。然后在窑洞前边的东西两侧盖厢房(当地称厦房),各三间或各五间,通常是两面坡起脊房,也有是把厢房盖成单坡房的。南边修围墙,盖门楼。这种结构,窑洞高大,两厢房不高过窑洞,与平原上的三合院一样。
再有一种与上种类似,不过更讲究。主窑不是独立的窑洞,而是在一明二暗的前紧贴窑脸修楼檐,盖成房洞结合式,有的房为硬山式,较严整朴素。的有则房前出檐,安装明柱,形成带走廊的出檐上房,更显得气派。前边东西两侧盖厢房,南边或盖临待房,或起围墙盖门楼。俨然一座依山而建的三合院或四合院。
带后窑的窑院在地面较宽绰的村子,往往还有一种窑院。前边是一个完整的由房屋组成的四合院,绕过院子,后面又一小院,则是窑洞,窑和房不相接,各自独立,老百姓称这为“带后窑”。窑洞不起主房的作用了,而是属于附属的后院或内院。
组合窑院这种窑院,往往选择一处较高大有足够横长度的崖面,崖面挖一排窑洞,窑前是房屋,分成数个院子,各有大门,而最后边的窑洞则是各院相通,并不分割。晚上,各家关上大门,住在里边的人们有事时各从后面窑洞前你来我往很方便。这种院子多为同族数家共建,既方便生活,又宜于共同防贼防盗。多见于沿河沟的小山村。
天生窑院上述几种窑院都是属于单面的靠崖窑洞,另有一种靠崖窑院十分别致,充分利用崖面,又节省木料、砖瓦、草之类,用窑洞形成一个三合院或四合院。这种窑院称为天生窑院,也有叫天井窑院的。此院的地址选择是在不太高的山崖,从根部先凿一孔窑洞3-5丈(10-15米)深为大门洞,之后,扩大开挖成一个四方形的露天天井,门洞的一面除外,在其余三面的坑壁上凿窑洞,每面壁上根据需要挖一至三孔窑洞不等。从外面望去是一孔窑洞,进去则是一豁然开朗的窑院。充分利用了地层。这种院子开挖的土方量是很大的。
靠崖窑洞是一种古老的民居,结实的土质,使有些窑洞虽逾千年仍坚固如常。巩县南窑湾村是唐代着名大诗人的杜甫的家乡。他的故居就是窑洞的形式。窑洞座落在一个黄土崖头下,这座高200米左右的崖形状很象一座笔架,崖身稳健,崖头三峰挺立,当地群众呼为笔架山,崖根有一窑洞,即着名的杜甫诞生窑。后历朝文人雅士,大官名宦拜瞻络绎不绝。解放后,经过修整加固等保护措施,焕发了新生,窑前有厢房,窑房结合形成一个四合院。院前百米处即有清彻的东寺河从院门前流过,一直到伊洛河里。河边垂柳依依,风景十分优雅。
在巩县站街北瑶湾着名的伊洛河入黄河处河水宽阔清彻,岸边是壁立的黄土陵崖,其中有五孔大窑在一个码头边上,群众叫它“龙窑”,这是清朝末年,八国联军进北京,慈禧逃跑到西安,后来返回北京时顺伊洛河走水路,当年的地方官为其特意叫百姓赶挖的临时休息处。至今犹存。窑体高大,想当年接驾时,窑洞内外肯定布置的十分华丽。由此可见窑洞在巩县是多么受人欢迎的居住,就连接皇上大驾,也用窑洞而不盖别宫。而这个地方官也特别会体会奉迎上司,用这浓郁的别具乡土气息风格的住所来讨好主子的欢心。
在卢氏县城附近的南窑村和城东的湾子村,黄土崖架高,土质好,至今仍保留着完好无损的高级窑洞。当年富有的人家看中了这些得天独厚的地理环境,不惜代价,修建了一些质量很高的窑洞。窑内极宽敞,内部窑壁经过仔细整削镶砖并用泥浆抹光,最后白灰粉刷饰墙,窑上筑有木板楼,窑楼巧妙结合,高大精美宏伟。数百年的历史过去,依然风韵犹存。
地坑窑院
以上的窑院的窑洞都是在地面以上挖掘的。与平地上建房屋一样。但有一种是在地面以下建的窑院,叫做天井窑院,又叫地坑院、地阴坑,或者就叫地窑、窑坑。
地坑院不是随便什么地方都可以挖的。在黄土丘陵地区,有一种地形类似岗地,叫做塬。从地面上平视看去,象是一道亘绵数里高数百米的山岗。待上到岗顶发现它是一马平川的平原,一点儿也没有在岭上的感觉。塬上高大的树木很少,水也很深,黄土层却很厚。这里起土垒墙盖房,比较困难,又无天然崖面可以利用。勤劳智慧的人民创造出了一种解决以上困难的方法,给自己营造居住的场所。
(图2)
他们是往地下发掘,造成人工崖面。先在地面上辟一长、宽十数米的正方形或长方形的界限,然后向下直掘下去。深度达8米左右。造成了四壁有崖面的院子。然后在四面坑壁上掏挖窑洞。坑的形状以方为主,也有长方、丁字等形状。相对的两面坑壁之间距离窄者5-8米,长的一边有达15-50米者。地坑的深度由窑洞本身的高度再加上必要的覆盖土层厚度来决定,其厚度要以能抗得住重力压震来衡量,所以,深度至少5米,一般都在8米左右,亦有达10米者。坑的顶边上与底边上下垂直,形成一个方体或长方体、丁字体的坑。每壁上挖一窑、二窑或三窑。大的地坑院,每面坑壁掏挖三孔窑,这三孔窑或各自独立;或一明二暗,即中间一孔有间,两边两孔为暗间,只有窗不开门,与明间在里边相通。窑洞口高2.5米至3米,宽1米至1.5米。进深根据人口多少和经济条件的状况而定。站在地坑中,俨然与四合院同样感受。
进入地坑院的方式是自地面开辟斜道往下通到地坑院中。这斜道不是一条道直通到底,颇有讲究。考虑到进来的人便于与地坑院内招呼应候,入口不能离地坑过远,所以采用折角的方式,通道口贴近坑院上沿,旋转半圈下降,这一段阶梯是露天的。然后阶梯与地坑院角上的一孔窑洞相接,打成隧道由窑洞内进入院中。窑洞内这段阶梯上面的土不用全部揭去了,这样一来减少了土方量,二来利用窑洞做成大门洞,安上大门,封闭很好,对坑院的安全非常重要。同时又保护了接近院子的这一段阶梯不被雨水淋浇破坏,一举两得。做门洞的这孔窑洞,从地坑院内看,其仍和其它窑洞一样,外形不变,不破坏院子的整体性。而外入口处看,则是一地道的门洞,做成门楼模样,与阶道一样宽窄。窑洞内除了走道阶梯外,其余空间可以打水井、放物件。充分利用。如果地坑院附近有天然崖面,则从崖面上掘隧道下降进入地坑院。当地群众把进入坑院的通道叫“窑漫道”或“门洞”。
地坑院的最上沿的四周,都要修筑一道坑檐,向院内伸出30-50公分,成坡状,专为防止雨水冲刷,保护坑沿部位。紧贴檐外沿砌成50公分高的矮墙,俗称“女儿墙”或“护崖墙”。这墙和檐用砖瓦砌成,家境不太好的,墙就用土垛成。有条件的,则对此墙十分讲究。先在坑沿顶部四周砌上几层砖,砖的砌法多种多样,有一平一立,有出狗牙齿的,甚或有用专门的花瓷砖镶砌。然后再用瓦做出护坑檐,檐外的女儿墙砌成镂空、十字、实心等各式各样的形式,总之,是既坚固又美观。就好象给坑院戴上了一圈美丽的帽箍,非常引人注目。女儿墙虽不高,但其作用却很大,它能保护地坑院不受雨水的冲灌,阻止家禽、家畜或牲口等掉下坑院,同时也给在地面上的人一个标志,提醒并保护人们尤其是小孩子不小心掉下去。
女儿墙以外四周的地面,在一定距离内都修整的结实平整。人们习惯在此设打谷场。打谷场用石磙碾得平实光洁,而且往往设在用作仓库的窑洞的上方。从仓窑里边的顶部凿洞,直通到地面的打谷场上。收获的季节,各种农作物运到场上打收扬净,就直接在谷物上从洞口灌入地坑院内的囤中了,真是便捷极了,省去了人们上下运输驮运之劳,又不用安装什么设备。劳动人民就是这样的巧妙利用环境。适应环境。打谷场上的洞口,平时置席棚遮蔽,洞口用严实的物件压紧,以防风雨。
地坑院内,依朝向有主次之分,一如地面的四合院。以与窑漫道相对的方位为上,一般上方三孔窑洞,正中一孔为主窑,主窑的窑门较高宽,是一门带左右两窗;两边的为陪窑,则较主窑稍低窄,是一门一窗。左陪窑的窗在门左边,右陪窑的窗在门右边,十分对称。其余三面窑洞均属陪窑,分为东陪窑、西陪窑、南陪窑。主窑由家长辈居住,儿女辈住左右,牲口窑、家禽、仓库、厕所等在下方。窑漫道设在东陪窑最南边的一孔窑内。院子地面沿坑壁二米宽的四周修成走道,其余院中间部位则比走道挖低30公分,形成一个天井,称为院心。天井周边用砖镶起,这与南方的天井院十分相似。平时可在其中劳作,种树。下雨天,承接雨水,院子中心下侧挖掘一个直径半米、深约10米的天井,群众称其“渗井”,废水流进渗井后,再渗入到地下。除非遇到特大水涝,平时渗井足可以胜任一般排水量。各家还自备有水井,一般设在窑漫道的窑内,由于水位很深,都是辘轳井。灶设在主窑内的窗户下面,另外相对应的在窗子外面再垒一锅灶,到夏天时使用。
地坑院内的窑与靠崖窑相同,窑体可大可小,如果需要大时就向纵深开拓。窑门之上设亮窗,亮窗之上在拱形最高处设方形出气孔。窑的门旁离地面一米高处设窗户,一般是主窑门两旁各有一窗,陪窑只有一门一窗。无论几个窗户,其下沿距地面一米,上沿与门齐。仅有一处不同,是地坑窑院在窑门的上方不设“眼眨毛”,因为在坑的顶洞四周已有溜水檐了。也可以说把“眼眨毛”移到了坑最上沿了。
地坑院还可以象地面的四合院一样,有多个院组合,形成二进院、三进院。其基址还是一个地坑,不过是长方形的了。如是个二进院,在两个院之间垒一道横墙,墙中间修筑二门(如四合院的垂花门),二门以内为影壁,绕过影壁又一个地坑院展现在眼前。也有的是在地坑院中间盖房子将一个地坑院隔成两个,房子中间是门,成为二个院的通道。
另外,地坑院可以成组,就是2-3个或5-6个地坑院为一组,各个院子独为一坑,但出入的隧道共用一个,在门洞处又有不同方向的分支隧道通向各个地坑院。这样可以节省挖掘入口阶梯隧洞所费的土方。
锢窑
前面所述的各种窑洞无论是向崖腹处横掏,还是向地下深挖,都是借助自然的土层挖出来的,不过不要认为凡是窑居都是这样,还有一种窑洞是全靠人工垒出来的,这就是锢窑。从郑州往西的荥阳、巩县一直到灵宝,各市县都有锢窑与靠崖窑、天井窑相伴。
锢窑多是在没有良好的崖畔和岗地的条件下产生。锢窑是在地面上建造的。用砖、或石、或土坯建造成一层或二层的拱券式房屋。因其不用梁檩椽,又没有屋盖,内部和窑洞一样,所以称为锢窑。锢窑不用木材,主要是因地取材,以土、石锢成,省工本,而且坚固,冬暖夏凉,所以人们乐意锢窑。
锢窑所用的材料,因地制宜。在黄土丘陵区,有的地方丘陵不高,土层不厚,无法打窑,就用黄土脱成土坯,用土坯锢成窑。在有的地方,黄土下覆盖着石头,比如巩县小关镇这个地方,人们就地取石,把天然石头打制成用作建筑的料石,料石即有一定规格的石头块,锢成石头窑。还有些地方,如巩县、密县、义马等地地下煤矿藏丰富,人们就地采煤把土烧制成砖,用砖锢窑。
锢窑的制作,腿与整个窑间的跨度是关键。两腿之间的跨度不能大,跨度过大,腿过细,就会向两边蹬,那样一来,整个顶就塌下来了。所以锢窑跨度一般不超过3米,并且窑腿都垒筑得非常厚实坚固。锢窑先垒窑壁,俗称窑腿,腿要有一定的厚度与坚固程度,垂直,到了高度3米左右时,开始券顶,券顶之前,有一个必需的工序,即做木模子,用木板和木柱也叫搭板、搭木,搭成一个券的木模型,架在两腿之间,然后在木模上面用坯(或石、或砖)券顶。券顶是个关键,讲究一定的技术。券时从窑的前后两头开始向中间合拢,讲究速度要快,不能慢慢吞吞;有技术的人,很老练地搬起一块土坯或料石照准往上一贴,正好到位。同时还要求券时要互相参差不齐,互相交错使券顶的力量分散,不至坍塌。因为是拱型的顶,料石(或砖、坯)之间会有一定的缝隙,所以券石放上后紧接着是加楔子,即用碎石片、石块把缝填塞结实。当留在中间的最后一块石头券上时,称为“合龙口”,即燃放鞭炮,以示庆贺。加楔之后,要在券顶整个灌上石灰与土等混合而成的泥浆。最后抹平。现在进步了,改用水泥灌浆封顶。券顶时,如果是石料和土坯,只一层即可。如果是用砖,则需要三窝三覆。即把砖侧立券一层为一窝,再把砖平放券一层为一覆。这样重复三次,才算券好。顶才有一定的坚固程度。无论是石窑,砖窑,还是土坯窑,灌缝之后都必须封顶。在窑顶上堆上厚厚的潮黄土,用木板使劲均匀地拍实,拍平。封顶的土一般都很厚。等到基本干了,就把木模子拆下。然后进行窑内外的整修,使之光滑严密。全部完工后的窑,其外形方方正正,有棱有角,与平顶房相同,但比平顶房墩实多了,犹如一块巨大的四方体,非常质朴。不过,门和窗的上沿却是半园的拱形,就象农家孩子憨厚脸上那弯弯的笑眉和笑眼,质朴中透出活泼,十分耐看。
(图3)
用做木模的木板木柱大都是借左邻右舍的,自己家不需备齐,无论谁家锢窑都这个办法。你家几块板,他家二根柱的凑起来,用完之后,模子拆下,各归其主,下次另一家锢窑再如法集中。这样非常节省木料。尤其是近几百年,豫西丘陵地带植被树木大量减少的情况下,这不失为一个好办法。
锢窑可以一间一座,二间一座,也可三间一座,自由选择。一般是一座一层,有的在上面再锢一层,形成二层。窑顶是平的,有的在顶的四周加矮围墙。顶上形成一个平台,人们利用它做晒台,晾晒粮食、棉花及其它作物,成为一个生产的场所。夏天还可上去乘凉。
住锢窑的人家也爱围成院子,数座锢窑组合成为一个三合或四合院,称为锢窑窑院。也有的是在锢窑的左右建两厢房,形成窑房结合院,这样的结合,厢房一般比较浅低,而锢窑则是整个院子的核心要正房、主房,厢房是陪衬。
锢的窑都很结实,可以使用几十年乃至上百年不坏。时间久了,将外层封的风化了的土剥去,再码抹一层新的,又是一座新窑。其内部靠近地面的窑腿部分年久潮温碱化,土质疏松坍掉剥落,再用砖加固,以维护窑洞的寿命,这种技术称为“戗帮”。
另具风格的林县窑居
在太行山区的林县,窑洞分布在红土岸上,而不是黄土层。挖窑的方式与黄土丘陵地带基本相同,但在设计上有所区别。林县的窑大都是一个窑洞一间室,不再挖套窑,里间等,所以比较小。窑洞有二间、三间的,分正窑、陪窑的不同。如果是三孔窑,正中间的为正,两边的为陪。
在林县,一大特点是石头多。所以, 一般窑洞的洞体凿好后,喜用修凿好的料石(相当于砖、坯)把洞口前壁垒起来,如果有条件的话,洞体里外也用料石券起来,外边的窑脸用料石镶起来,十分坚固。
近年来,人们对窑洞的优点愈来愈重视,新创出一种形式,在窑洞上面再盖房。这可能是土层较薄,但人们又喜爱窑洞,于是在窑上盖房。二者有机巧妙地结合,浑然一体,形似楼房。它依山就势,自然成趣。乍一看是房,细一观乃有窑。这种形式充分弥补了采光、通风不足的窑居特点。上层房屋居高,光线好,通风畅;而房下窑洞冬暖夏凉,贮藏良好,居住在这里,人们根据需要,或在上层房屋,或在下面窑洞,自由调节,非常惬意。
利用天然崖洞为居所。在林县,山区的人们利用天然的崖穴,选择适宜居住条件的生活、生产环境较适宜的那些洞,内部再加修整。成居住窑洞,洞口装上门窗,外部接上屋檐,形成房窑结合的住所,外面看去是房屋,室内洞天幽幽,别具一格。
㈢ 土窑洞贮藏怎样建造
利用黄土特有结构建造地下洞窑贮藏果品的方法。具有结构简单,可以就地取材和极少消耗能源等特点。用于贮藏苹果、梨等水果。
在中国西北黄土高原地区有居住窑洞的习惯,这种窑洞向阳、短小(一般不超过10米)、无通风气孔结构。陕西省延安地区利用向北开门的窑洞,用于短期贮藏国光等晚熟耐贮苹果品种,窑顶由前往后开1~3个通风气孔,并注意冬季通风管理,直至翌年5月窑内温度仍可保持在10℃以下。山西省原平县的梨窑,靠土崖挖掘成隧道状,窑身长度一般不超过8米,设有窑门,但不设通气孔。自20世纪70年代开始,中国的果品贮藏工作者深入研究土窑洞贮藏苹果的优缺点,将普通土窑洞改造成为科学的土窑洞贮藏库。
原理
土窑洞式果库建筑深入地下,窑洞贮藏空间的四周有深厚的土层,具有良好的热稳定性和密闭性,受外界气温影响小,保持低温高湿时间长的特点,有利于果品贮藏。在窑洞开挖或掏挖前,从地面向下至30米以内的年平均温度,基本上等于当地的年平均温度。在开挖或掏挖后,由于土层(或砌体)与空气接触面加大,窑内空气温度与窑壁温度形成温差时,窑壁土层(或砌体)与空气产生热交换。当窑温低于土温时,窑内低温通过窑壁传入土中,并逐渐向土层深处传递,土层(或砌体)中的热量则通过窑壁释放到窑中;当窑温高于土温时,热交换则反方向进行;当窑温等于土温时,空气与土层之间停止热交换。因此,窑洞温度可相对稳定有利于果品贮存。
类型和结构
根据窑洞库的建造方法,可分为掏挖式和开挖式两类;根据窑形结构,又可分为平窑和母子窑(侧窑)两种。掏挖式窑洞多建于土层深厚的黄土高原地区,选择质地粘重的土层和方向适当的崖坡或沟壑,按照一定的结构掏挖而成,一般窑顶土层5米以上,这类窑洞性能较好,建筑费用低。平原地区多建开挖式窑洞,选择地下水位较低,土质较好的地点,按库体平面尺寸将地面挖开,用砖、石等建筑材料按一定的结构砌建而成,然后将土回填至等于或略高于原地面高度,并做库顶地面处理,这类窑洞需砖、石、沙、水泥等建筑材料,挖、填土方量大,窑顶保温层较薄,建筑费用较高,隔热蓄冷效果较差。
窑洞库一般分为窑门、窑身和通气孔三大部分。窑门向北设2道,门距3~4米,构成缓冲间;窑身长度以30~50米为宜,宽、高视土质和建筑材料而定,2.5~4.0米均可;通气孔设在窑身最后部的最高处。因为通风量与通气孔最小截面积成正比,与通气孔高度的开方成正比,因此应尽量加大通气孔的截面积,以利通风降温,而高度则以高出地面1~2米即可。土窑洞主要依靠自然通风降温,在窑洞建筑上要尽量做到通风流畅,避免突然转折、扩大或缩小等情况,并使窑壁尽可能平整光滑。几种窑型的结构特点如下:
平窑型
主要由3部分组成。①窑门。宽0.8~1.4米,高约3米,设两道,间隔4~6米。②窑身。宽2.5~3.0米,高约3米,长约30~50米。③通气孔。直径约1.0~1.2米,上下粗度相同,高出地面1~2米。窑身顶部由窑口向内缓慢降低,比降为5~10‰,窑顶的最高点在窑门外侧,窑底与窑顶倾斜平行,这种结构有利于引入外界冷空气和排除窑内的热空气(图1)。
图1母子窑(侧窑)型
中国山西、陕西、甘肃、河南等地陆续建立了一系列“非字型”、“梳子型”的母子窑,利用母窑(主巷道)运输、通风,子窑(侧窑)贮果(图2、3)。母窑长度最长可达100米以上,在母窑的两侧建子窑,每个子窑之间的间隔至少在5米以上。利用母窑通风的子窑长度不超过10米,如超过10米,需另设通气孔,结构如平窑,但通风效果不如平窑。这种窑洞的特点是充分利用地形,合理安排通风,贮量可达100吨以上,但应注意通风设施,以免空气滞留,难以降温。
图2
图3地下式砖窑 山西、陕西、河南、河北等平原地区开明沟砖砌地下式窑洞。一般窑宽、高各4米,长30~50米,窑顶弧形,呈半圆形,半径2米,窑顶弧形厚度32厘米以上,覆土1~2米,窑墙直立部分高2米左右,墙厚37厘米。在通气孔和窑身之间设可以开闭的排气窗1个,排气窗面积为窑洞横截面的1/3~1/2,通气孔下口直径与排气窗面积相同,上口直径略小,其他结构与平窑相同(图4)。为了降低地下式砖窑洞的造价和建筑材料,把两个地下式砖窑洞相邻砌旋,共同使用一个通气孔成为双窑洞型,这种结构曾风行一时,但由于秋季降温慢,效果不好,相继被淘汰。
图4管理技术
管理制度
一般措施是:①秋季入库时期到封冻前,充分利用夜间低温和寒流降温。当外温低于窑温时,打开窑门和通气孔,充分通风换气,以利于迅速降低窑温和窑内土温,直到窑温降至0℃为止。②当窑温降至0℃后,尽量保温,以果实不冻为原则,适当通风换气,继续降低窑壁土温,尽量加大窑内低温土层厚度,使窑壁更多地存冷。③第2年开春气温回升时,管理方法与秋季相同,但必须严格控制窑门和通气孔,不通风时一律关闭,以延长保冷时间。此时窑温的变化受土温的影响,窑温稳定的基础是土温稳定。④果品出库后,封闭门窗。通气孔,尽量减少外部高温对窑内温度的影响。
窑内贮冰
贮冰能够在增加窑内湿度的同时,还可有效地降低窑温。这种变态(固态—液态—汽态)中吸热的过程,可抵销夏季进入窑内的热量,降低窑温,并与窑壁发生热交换降低壁温。冰消融后的水,能增大窑内土层含水量,降低窑内全年温度,延迟秋季开始通风日期。冬季通风时,由于窑内湿度大,能够带走更多的热量,提高通风效果。土窑洞贮冰,通过水的两次变态,大量吸收热量,是提高土窑洞性能的有效途径。
土窑洞加机械制冷
在内壁未加保温材料的情况下,利用自然冷源和小型制冷机有效地降低窑内温度,为果品贮藏创造更好的贮藏温度条件。容积4000立方米的土窑洞安装2台制冷量4000千卡/小时的制冷机,由7月底至11月中旬和翌年3月底至7月底开机制冷,在年平均温度10℃、年均日温差12℃、年温极差55℃左右的地区,土窑洞内可以形成年均温5℃、年均日温差10℃以下、年温极差12℃的环境温度。
土窑洞贮藏,适用于年均温10℃、冬季月均温最低温度为-5℃左右的地区。如果加强科学管理,50米长的窑洞,一个冬天可蓄冷400万~500万千卡,成为维持窑内低温环境的冷源,从而取代了人工制冷的耗能冷源。管理较好的土窑洞,第2年夏季窑内仍可保持10℃以下的较低温度。采用塑料薄膜袋包装、塑料薄膜小帐及大帐堆藏等技术,元帅系苹果贮藏6个月以上仍可保持良好品质。
㈣ 甘肃民间黄土窑洞的调查
一、前言
由于地下工程的计算目前还没有完整可靠的理论,实测技术也尚未广泛应用。因此,在解决某工程的黄土洞室问题时,我们遵循毛主席的教导,从调查研究入手,以成功的实践经验为出发点,采取了工程地质比较法。这个方法,就是以黄土窑洞所处的工程地质条件与拟建场地的工程地质条件作周密的比较,从而预测拟建黄土洞室的建设情况。为此,我们对场地附近的黄土窑洞进行了调查,挖掘民间长期建设和使用窑洞的经验,为社会主义建设服务。我们先后共观测了150个黄土窑洞,其中对114个做了较详细的调查。
二、工程地质
(一)地貌
本区从大地貌来看是位于六盘山以西的黄土丘陵区,相对高差在50~150m 之间。从小地貌来说主要是以梁的形态出现,且与大小河流组成了若干个河谷盆地。一般可划分为两个地貌单元,即黄土梁区和河谷平原区。前者地形较平缓,坡度一般在15°~25°之间,有随盆地边缘到盆地中心而变缓的趋势,只有在冲沟的两侧才有垂直的陡壁。后者呈平坦的河谷平原,在两个阶地的接触处有直立的陡坎。在冲沟的两侧和阶地的接触处,常为民间黄土窑洞的所在地。
(二)地层
1)在黄土梁区分布着同一个成因类型和同一个层位的风积——坡积新黄土。按照工程地质特征,新黄土自上而下可分为3层:
A.新黄土上层:淡黄色,大孔、虫孔和植物根孔非常显着,质地均匀,结构松散,粉土质,含有蜗牛化石及其碎片,抗水蚀力很低,常形成溶洞。当地老乡称之为“砂白土”。本层随黄土梁的坡度变化而变化。在其下部一般有明显的2~3m的坡积层次,层理的坡度一般在100~20°之间。它是黄土梁上最年轻的沉积,都裸露在地表。厚度一般在7~10m之间。
本层虽然土质最差,但都覆盖在地表,所以仍有少数的窑洞分布其中。不过它的跨度一般都较小。洞内有时具有各式各样的细小裂缝。
B.新黄土中层:褐黄色,具大孔、虫孔和植物根孔,质地较均匀,结构较密实,节理较发育,抗水蚀力较强,不易形成溶洞。含有白色结晶状的钙质等物质。在本层的上部,这些物质分布更多,且在植物根孔和虫孔中具有明显的淋漓特征。当地老乡称之为“鸡粪土”。在本层的下部,颜色变浅,呈淡黄色,垂直节理发育,钙质含量减少,其下有明显的坡积薄层层次,在层理间常有白色的钙质沉积物。本层亦随黄土的坡度变化而变化。总厚度一般在6~13m之间。
本层的土质较新黄土上层好,且常有陡壁出露,故其中的窑洞分布较多。但本层中的节理常助长了洞内裂纹的发展。
C.新黄土下层:深黄色,大孔极少,结构密实,含有黑色的物质,节理非常发育。本层下部常夹有薄层的砂和小砾石的夹层和透镜体。出露厚度一般在5~12m 之间。
本层的土质较新黄土上层、新黄土中层及冲积黄土都要好,但深埋在地下,出露少,故分布其中的窑洞不多。本层中特别发育的节理,成为窑洞破裂的主要因素。
2)在河谷平原上分布着冲积成因的黄土。其特征为灰黄色,具大孔、虫孔和植物根孔,结构较密实,岩性多变化,层理明显,含有粘土薄层及灰黑色的土壤层。在其下部有砂、卵石的夹层和透镜体。厚度一般在8~15m 之间。
本层的土质比新黄土下层要差,但较新黄土上层和新黄土中层要好。且其有古河床的陡坎。再加上居民用水的方便,所以其中分布的窑洞最多。沿层面下落土片土块,是在本层窑洞中常见的现象。
(三)颗粒成分和物理力学性质
1.颗粒成分
黄土的颗粒成分如表1所示。新黄土的3层在颗粒成分上是极其相近的。只有冲积黄土粘土减少,砂土加大。
表1 黄土的颗粒成分
2.物理性质
黄土的物理性质如表2所示。新黄土的3层及冲积黄土在密度、液限、塑限等指标上是基本相似的。但在含水量、孔隙比、容重等指标上就互不相同。从密实程度来看,新黄土下层最密实,新黄土中层次之,冲积黄土再次之,新黄土上层最松散。从含水量来看,新黄土中层最多,新黄土上层次之,冲积黄土再次之,新黄土下层最少。
表2 黄土的物理性质
3.力学性质
黄土的力学性质如表3所示。新黄土的3层及冲积黄土在力学性质上与在主要物理性质上一样,是有差异的。以压缩性和湿陷性方面尤为清楚。其数量特征为新黄土下层小,新黄土中层居中,新黄土上层和冲积黄土大。但在作为目前评价洞室的计算指标——凝聚力和内摩擦角方面就表现得不太明显。这也说明了单凭指标的评价方法是片面的,不能反映客观情况。
表3 黄土的力学性质
(四)水文地质条件
在黄土梁区,根据民井的观测,在靠近盆地的中心地带,地下水的埋藏深度一般在8~12m 之间。属于大气补给的黄土层中的潜水,它在盆地中心的冲沟两侧常成下降泉泄出,汇成细小而缓慢的水流。水量甚小。在盆地边缘地带,于25m的深度内,未发现地下水。
在河谷平原区,冲积层中的含水层,水量通常也不丰富,仅能供居民饮用。
(五)物理地质现象
本区的物理地质现象非常发育。尤其是在黄土梁区。其主要特点如下:
黄土喀斯特现象很齐全,有碟形地、陷穴、黄土桥等。在场区内就发现有3个碟形地,其中有一个碟形地,直径达18m,深度达1.5m。其他的陷穴、暗沟、黄土桥等,在冲沟的两侧和阶地的接触处,一般都可以见到。
黄土冲沟通常较小,沟壁直立,但高度不大,一般在8~25m 之间。黄土冲沟的分布宽度一般也较小。
黄土滑塌现象在冲沟两侧和阶地接触处是比较普遍的。如在盆地中部的主冲沟的两壁,潜水出露的面上,常成许多阶梯状的滑坡。滑坡的速度也是可观的,如1965年4月4日的一次雨雪后,在场地一侧的冲沟边缘见到一个新旧痕迹达15cm的滑坡现象。在阶地的陡坎和冲沟的主壁下,也常遇到许多崩塌物质。由于冲沟不大,阶地陡坎不高,因此,不论是滑坡,还是崩塌,就其规模而言,一般来说是不大的。
三、黄土窑洞的选址
(一)一般的选择
黄土窑洞根据使用可分为居住用的、养牲畜用的、磨坊用的和贮存物资用的几种。
居住用的窑洞位置绝大部分都分布在黄土梁和阶地的阳坡,也就是在黄土梁和阶地的南侧或东侧。其他几种窑洞也大部分如此。选择在阳坡的好处是阳光好、日照长、温暖、干燥和风沙小等。
(二)地貌上的选择
黄土窑洞的分布是随地貌单元不同而不同的。在黄土梁区一般都分布在梁的坡脚下及其冲沟的两侧。在河谷平原区多在二级阶地的陡坎处。这是老乡为了减少土方工作量,而选择了天然陡壁。但这里又常出现滑塌、陷穴等不良的物理地质理象,因此,老乡在这里又要选择较好的地段,而尽量避开不良的物理地质现象。尽管如此,仍有一些窑洞因选择不当而遭受这些现象的破坏。
(三)地质上的选择
黄土窑洞在地质上的选择,从表4中可以较清楚地看出:
1)黄土窑洞的几何特征是随着黄土的构造、土质条件的不同而各异的。
2)新开挖的黄土窑洞,如果按照表4中的几何尺寸,一般是站得住的。
3)以打洞来说,新黄土下层最好,其次是冲积黄土,再次是新黄土中层,最差是新黄土上层。
表4 黄土窑洞几何特征与黄土地层的关系
这些规律的出现,反映了老乡对建设黄土窑洞积累了丰富的经验。他们在决定窑洞的跨度、高度等几何尺寸时,总是结合着使用要求,谨慎地考虑了地质条件。
四、黄土窑洞的断面形状及洞口的处理
(一)断面的形状
断面的高宽绝大多数是不等的。其情况见表5。一般地说,跨度大的则宽度大于高度。相反,跨度小的,则宽度小于高度。
表5 黄土窑洞横断面高宽关系表
横断面的形状是不规则的。这主要是由于老乡在开挖时,根据自己的经验,全凭目测。但总的看,它的基本形式是接近于两心圆拱。老乡称之为“炮弹形”拱。还有一些接近于抛物线形或卵形的。
纵断面的形状也是不规则的。通常挖成两头小中间大。
(二)洞口的处理
黄土窑洞的洞口是最容易坍塌的。在我们调查中就有两个这样的事例。这是由于洞口除了受不利的力的因素作用外,还受气候等因素的影响。洞口直接暴露在大气中,温度时高时低,湿度时干时湿,时冻时融,再加之生物与化学的作用,所有这些都会加速土壤的分化和破坏,致使洞口不稳定。所以老乡对洞口都要进行一定的处理。
本区老乡处理的方式大致有4种:
1)洞口工挖得较小,到里面再扩大。平面形状如图1所示。
2)洞口采用土坯砌体加固(图2)。
建筑工程地下地基地域研究
3)洞口抹草泥。
4)洞口修成具有一定角度的坡面。
这4种办法有时是综合采用的。
五、黄土窑洞的破坏情况及加固防护的措施
(一)黄土窑洞的破坏类型及其原因
黄土窑洞的破坏情况,可以归纳成以下几种类型:
1)拱顶沿纵向的裂缝。裂缝宽度为2~10mm。凡是洞的横断面形状为两心圆拱的,在两圆弧交接处,几乎全有这种现象。根据分析,产生这种现象的原因有二:一是断面形状突变,没有平缓的过渡线段,由于应力集中而开裂;二是在洞开挖以后,土体暴露在大气中,失去水分,产生干缩裂缝。这种现象在新黄土上层的窑洞中见到的最多。
2)洞壁不规则的裂缝。裂缝宽度为1~4mm。这种裂缝,有些是原有的节理裂缝,有些是干缩裂缝。干缩裂缝老乡称之为“风炸”。这种现象在新黄土中层和新黄土下层的窑洞中见到的较普遍。
3)掉土块。掉土块的现象,有的发生在侧壁,有的发生在拱部,老乡称前者为“溜帮”,后者为“塌顶”。从调查来看,掉土块发生在拱部的较多,发生在侧壁的不多见。引起掉土块的因素是较多的,这些因素是:力的作用、节理的存在和气候的影响。在开挖的过程中和开挖后的短期内,前一个因素是主要的,在以后的长期使用过程中,最后一个因素是主要的。但作为内因的节理的存在,始终起着决定性的作用。这种现象在节理发育的新黄土下、中层最易见到。
4)冒顶。冒顶就是拱顶不断地一片一片地掉土块直到穿顶,或者整个拱顶一下子全部塌下来。这两种情况都不多见,我们在调查中只遇到一例。前者由于洞顶覆土是水平层理很薄的黄土,即水成黄土(老乡称之为“片片土”),且其覆土厚度很薄(不到2m),我们看到的现状好像一只扣在那里的底已穿透了的锅。后者据老乡介绍,塌的原因有四:覆土厚度较薄,只有2m 左右;洞顶有鼠穴,灌了雨水;洞顶有树根;地震作用(是在1920年大地震时塌的)。
总的看来,窑洞的破坏类型,以裂缝为最普遍,掉土块次之,冒顶是极个别的。裂缝和掉土块又以洞口较洞内为严重,有不少窑洞是由于洞口坍塌而不能使用的。
(二)黄土窑洞的加固与防护措施
黄土窑洞绝大部分是无衬砌的。为了防止“风炸”,老乡一般采用草泥抹面。据说效果很好。具体做法是:在开挖窑洞时,洞壁不铲平,并修成条纹状,以使草泥粘牢不掉;草泥分3~4次抹,每次草泥的厚度为10~15mm,底层厚些;第一层打底的草泥,用长度为150~200mm的麦草,并且麦草要尽可能多些(以能操作为限);第二、三层用长度为30~50mm的麦草;面层抹细泥磨光或抹白灰。
对局部沿节理下掉的较大土块,老乡常以木柱为支撑作局部的加固。
洞顶地表径流的处理,老乡非常注意,这是由于这里的新黄土上层具有较大的自重湿陷性质。我们曾调查到位置介于新黄土上层与新黄土中层之间的一个窑洞,由于排水处理不当,在1964年的一次大雨,将洞顶泡软而坍塌。处理的办法是:将水引离洞口较远的地方排走;修建截水沟、土埂等。
六、结语
1)黄土窑洞的几何特征与黄土的地貌、地层、构造和物理力学性质等有密切关系。因此,只有在工程地质综合分析的基础上,才能更好地利用黄土窑洞的经验。
2)黄土窑洞的几何尺寸按表4中的一般数值确定是没有什么问题的,但作为工业建筑的洞室来说,还应增加措施,例如采用不受力的保护性衬砌或半受力衬砌。
3)黄土窑洞的横断面形状,基本上接近于两心圆拱。
4)洞口段稳定性较差,最易发生坍塌。因此,洞口段的跨度宜减小,或采用加强衬砌等措施。
5)黄土中层理和节理的存在,以及由于开挖而产生的力的影响,是使黄土窑洞出现裂缝、掉土块、冒顶等破坏现象的主要因素。
6)黄土窑洞易受水的破坏。因此要防止在洞顶、仰坡、天井等处积水,以免浸湿洞体周围的黄土,造成土的坍塌。
(本文原载:《黄土地下建筑技术资料汇编》,国家建委建筑科学研究院技术情报室,1972年11月,161~165页;作者还有秦宝玖)