Η κατασκευή κτηρίου με earthbags (στα ελληνικά καλύτερα γαιόσακοι ή τσουβάλια με χώμα ) είναι αρκετά παλιά, ενώ έχουν παρουσιαστεί τα τελευταία χρόνια αρκετές βελτιώσεις . Αμμόσακοι έχουν χρησιμοποιηθεί από τον στρατό για τη δημιουργία ισχυρών, προστατευτικών φραγμάτων για τον έλεγχο των πλημμυρών και για την αντιστήριξη πρανών σε δρόμους.
Παλαιότερα τσουβάλια από λινάτσα χρησιμοποιούνταν παραδοσιακά για το σκοπό αυτό, και δούλευαν μια χαρά μέχρι να σαπίσουν. Νεώτερα σάκοι από πολυπροπυλένιο έχουν καλύτερη αντοχή και διάρκεια, εφόσον το φως του ήλιου δεν αποδομεί το πολυπροπυλένιο, με την δράση της υπεριώδους ακτινοβολίας .
Για μόνιμη προστασία των σάκων θα πρέπει να καλύπτονται με κάποιο είδος σοβά για προστασία. Οι λόγοι που οι γαιόσακοι είναι χρήσιμοι στη δημιουργία κατοικιών είναι οι εξής :
Οι τοίχοι είναι σταθεροί, έχουν αρκετό πλάτος, αντιστέκονται και αντέχουν σε όλων των ειδών τις αντίξοες επεμβάσεις πχ τις κακές καιρικές συνθήκες , φωτιά, σεισμούς και μπορούν να κτιστούν απλά και γρήγορα με άμεσα διαθέσιμα υλικά που βρίσκονται εύκολα κοντά στον τόπο της κάθε οικοδομής .
Ο αρχιτέκτονας Nader Khalili, του ινστιτούτου Cal-Earth, ανέπτυξε νέες μεθόδους για τις κατασκευές κτιρίων με earthbag , άρχισε να πειραματίζεται με σάκους με χώμα και τσιμέντο (σταθεροποιημένη γη), και ανάπτυξε αρχικά την μέθοδο Adobe.
Χρησιμοποίησε ως δομικά στοιχεία σάκους από πολυπροπυλένιο, για τη δημιουργία τρούλων, θόλων και καμαρών, τοποθετώντας αγκαθωτό σύρμα σαν συνδετικό δομικό στοιχείο μεταξύ των ζωνών των γαιοσάκων .
Ο Khalili ήταν εξοικειωμένος με την αρχιτεκτονική της Μέσης Ανατολής και με τη χρήση της μεθόδου Adobe στην κατασκευή κτιρίων με τούβλα, και έτσι ήταν φυσικό για αυτόν να αναπτύξει καλύτερες μεθόδους κτισίματος κτιρίων με αυτόν τον τρόπο. Το Ινστιτούτο Cal-Earth, βρίσκεται στην Καλιφόρνια των ΗΠΑ, έχει εκπαιδεύσει ανθρώπους με τις ιδιαίτερες τεχνικές του, και τώρα όλο το πεδίο έχει επεκταθεί σημαντικά με περαιτέρω πειραματισμό από τους μαθητές του .
Οι ιδέες του Khalili για τα κτίρια με earthbags που έχουν χρησιμοποιηθεί σε μαθήματα, εργαστήρια και κατασκευές, με προσθήκη συρματοπλεγμάτων μεταξύ των στρωμάτων των γαιοσάκων, καταλήγουν σε σπίτια με υψηλή αντοχή και πλαστικότητα μορφής, με ιδανικές συνθήκες για την ανθρώπινη διαβίωση, χρησιμοποιώντας και άλλες μεθόδους και τεχνοτροπίες φυσικής δόμησης.
Αντί της πλήρωσης των σάκων με χώμα, έχει χρησιμοποιήσει τεμαχισμένο ηφαιστειακό πέτρωμα. (σκωρία). Αυτό δημιουργεί ένα πολύ καλά μονωμένο τοίχο, ο οποίος ποτέ δεν θα σαπίσει ή θα καταστραφεί από την υγρασία. Σαν σοβάς για τους γαιοσάκους μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορων τύπων κονιάματα (χώμα με άχυρο, σταθεροποιημένη γή, κουρασάνι, ασβεστοκονίαμα, papercrete, χαρτί με χώμα. Κλπ. Το τελευταίο φαίνεται να είναι μια πολύ καλή λύση για την ανάγκη να προστατευτούν οι γαιόσακοι από τον ήλιο και τις καιρικές συνθήκες, χωρίς κατ 'ανάγκην τη δημιουργία ενός φράγματος διαπνοής ... οι τοίχοι συνεχίζουν να αναπνέουν. Το Papercrete δεν πρέπει να χρησιμοποιείται για σοβά σε ζεστά και παράλληλα πολύ υγρά κλίματα επειδή θα μπορούσε να αναπτυχτεί μούχλα σε αυτό.
Τα κτήρια που κατασκευάζονται με την μέθοδο αυτή δεν χρειάζονται στατικό σκελετό. Ο τρόπος τοποθέτησης των σακών μεταξύ τους, οι προεκτάσεις των τοιχίων στις γωνίες, και οι αποστάσεις των ανοιγμάτων (πόρτες, παράθυρα) μεταξύ τους δημιουργούν μια στιβαρή ανθεκτική αντισεισμική κατασκευή , οι τοίχοι της οποίας μπορούν άνετα να αντέξουν το φορτίο της στέγης ή της οροφής.
Πιλοτικά κτήρια του έχουν κατασκευαστεί στην έρημο της Καλιφόρνιας στις ΗΠΑ έχουν αντέξει σε δόκιμες αντισεισμικότητας 9,6 βαθμούς της κλίμακας Ρίχτερ.
Για την θεμελίωση τους χρειάζεται ένα κανάλι διαστάσεων 0.6Χ0.4μ βάθος στο οποίο συνήθως τοποθετούνται σάκοι γεμάτοι με χόνδρο χαλίκι, ή σταθεροποιημένη γη ή γεμίζεται με οπλισμένο μπετόν ( το τελευταίο πολύ σπάνια). Οι υδραυλικές και ηλεκτρικές εγκαταστάσεις τοποθετούνται εύκολα σκάβοντας του στοιβαγμένους σάκους πριν το πρώτο στρώμα σοβά.
Βελτίωση της παραπάνω μεθόδου αποτελούν οι μέθοδοι Superadobe και Hyperadobe, που αναπτυχτήκαν και χρησιμοποιούνται ευρέως τα τελευταία χρόνια.
Στην Superadobe αντί τσουβάλια χρησιμοποιείται δικτυωτός σωλήνας από πολυπροπυλένιο πυκνής ύφανσης και αγκαθωτό σύρμα σαν συνδετικό υλικό. Ο σωλήνας κόβεται σε τμήματα ανάλογα με το μήκος του στρώματος που θα τοποθετηθεί. Στην τεχνική Superadobe υπάρχουν τρία βασικά μειονεκτήματα:
1) μεγάλη κατανάλωση πρώτης ύλης (χωματος),
2) δυσκολία στο να φινιριστεί ο σοβάς στις επιφάνειες των τοίχων, γιατί δεν έχει εύκολη πρόσφυση και
3) την έλλειψη πρόσφυσης ανάμεσα στα διαδοχικά στρώματα
Αυτό οφείλεται κατά κύριο λόγο στο είδος του σάκου που θα χρησιμοποιηθεί, ο οποίος είναι πολύ μεγάλος και όταν γεμίζει με χώμα έχει μια ομαλή και ολισθηρή επιφάνεια.
Για την επίλυση των προβλημάτων αυτών θεσπίζονται δύο κύρια μέτρα
1) Για να καταστεί δυνατή η πρόσφυση μεταξύ των διαδοχικών στρωμάτων, τοποθετείται μεταξύ τους, δύο ή τρεις, σειρές αγκαθωτό σύρμα, και
2) γίνεται καύση του πλαστικού σάκου στην επιφάνεια των τοίχων, μετά την ολοκλήρωση τους , για να αποκαλυφθεί το συμπαγές υλικό πλήρωσης και να επιτραπεί η καλύτερη πρόσφυση του κονιάματος του σοβά. Η υψηλή κατανάλωση του υλικού που παραμένει άλυτη
Η μέθοδος Hyperadobe είναι η περισσότερο νεότερη και ευέλικτη μέθοδος φυσικής δόμησης . Είναι μια τεχνική μέθοδος κατασκευής που βελτιώνει τη γνωστή superadobe (γαιόσακος σε σωλήνα ) που σχεδιάστηκε στην Καλιφόρνια από τον αρχιτέκτονα Nader Khalili όπως αναφέρθηκε παραπάνω. Χρησιμοποιεί στενότερους πορώδεις δικτυωτούς σωλήνες και εργαλεία ειδικά σχεδιασμένα για
1.τη βελτίωση της πρόσβασης στα υψηλοτέρα τμήματα του έργου .
2.στην ευκολότερη ενσάκιση του εδαφικού μίγματος
3.στην καλυτερη και μεγαλύτερη συμπίεση,
Με την μέθοδο αυτή έχει λυθεί πλήρως το πρόβλημα έλλειψης πρόσφυσης μεταξύ των διαδοχικών στρωμάτων, έχει βελτιωθεί η ικανότητα πρόσφυσης του σοβά, και έχει μειωθεί η ποσότητα του χώματος που απαιτείται για το γέμισμα του σωλήνα, επιτρέποντας μεγαλύτερη ταχύτητα και μεγαλύτερα κέρδη για την οικοδόμηση του κτιρίου, μείωση του κόστους και αύξηση της αντοχής.
Η μεγάλη διαφορά μεταξύ των δύο είναι ότι ή Superadobe χρησιμοποιεί υφασμάτινο σωλήνα που κατασκευάζεται από πολυπροπυλένιο πυκνής ύφανσης, με αγκαθωτό σύρμα μεταξύ των στρωμάτων, που εξασφαλίζει την συνεκτικότητα των διαδοχικών ζωνών, ενώ η Hyperadobe χρησιμοποιεί ένα αραιό δικτυωτό σωλήνα του οποίου το δίκτυ ύφανσης παράγεται από πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας. Το ίδιο υλικό χρησιμοποιείται σε σάκους φρούτων για συσκευασία. Αυτό οδηγεί σε αρκετά μικρότερο κόστος και ευκολία στην κατασκευή σε σύγκριση με το πολυπροπυλένιο πυκνής ύφανσης
Η μέθοδος Hyperadobe είναι μια επαναστατική τεχνική για την κατασκευή τοίχων σε κτίρια στα οποία δίνεται μεγαλύτερη έμφαση στην αποτελεσματικότητα, το χαμηλό κόστος και την απλότητα. Τα στρώματα διαμορφώνονται στο χώρο του κτιρίου, και χτίζονται τοίχοι με υψηλή σταθερότητα, τοποθετώντας τη μια στρώση πάνω από την άλλη στη σειρά καθ’υψος. Δεν απαιτεί εξειδικευμένο εργατικό δυναμικό ή εξελιγμένα εργαλεία υποστήριξης. Η βελτίωση της τεχνικής αυτής πραγματοποιήθηκε σε δύο μέτωπα: υλικά και μεθόδους.
Στον τομέα των υλικών αναπτύχθηκε από μια εταιρεία που ειδικεύεται στην συσκευασία (Citropack) μια συνεχής σακούλα πολυαιθυλενίου υψηλή πυκνότητας (HDPE) σαν δικτυωτός σωλήνας , με το 20% μικρότερο πλάτος (35 cm), με πλέγμα παρόμοιο με το δίκτυ σκίασης, που χρησιμοποιείται πολύ για προστασία της καλλιέργειας δενδρυλλίων από αέρα και ήλιο. Το ίδιο υλικό χρησιμοποιείται και στην κατασκευή σάκων για την συσκευασία γεωργικών προϊόντων. (πατάτα, κρεμμύδια κλπ).
Μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής, αποκαλύπτεται το συμπαγές υλικό πλήρωσης και επιτρέπεται πολύ καλύτερη πρόσφυση του κονιάματος του σοβά. Η βελτίωση αυτή επέτρεψε να εξαλειφθούν τα τρία τα μειονεκτήματα που αναφέρονται παραπάνω. Το εδαφικό μίγμα (χώμα) βγαίνει λίγο-λίγο έξω, μέσα από τις τρύπες του δικτυωτού σωλήνα, με αποτέλεσμα να υπάρχει μια καλύτερη φυσική πρόσφυση μεταξύ του ενός στρώματος και του άλλου, ακόμη και χωρίς τις σειρές του αγκαθωτού σύρματος, το οποίο είναι ακριβό, είναι δύσκολο να κοπεί , και δύσκολο να τις πιάσεις. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του τοίχου είναι ότι κατασκευάζεται από υλικό επιτρέπει στο κονίαμα του σοβά να προσφύεται πάνω του χωρίς καμία δυσκολία. Η κατανάλωση των πρώτων υλών – χώματος - λόγω του μικρότερου πλάτος του σάκου είναι περίπου 20% χαμηλότερη. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα σημαντική μείωση της φυσικής προσπάθειας της εργασίας και του χρόνου για την κατασκευή, χωρίς όμως να χάσει σχεδόν τίποτα σε θερμομόνωση. Το πάχος του τοιχώματος, περίπου 32 cm μετά από συμπίεση, είναι πλέον αρκετό για να εξασφαλίσει θερμική άνεση των ανθρώπων που κατοικούν μέσα στο σπίτι. Μετά τον εσωτερικό και εξωτερικό σοβά το τελικό πλάτος του τοίχου είναι μεταξύ 42&45cm.
Τελευταία έχουν παραχθεί δικτυωτοί σωλήνες αυτού του τύπου με διαφορετικά πλάτη, γεγονός που επιτρέπει την κατασκευή τοίχων με μικρότερα ή μεγαλύτερα τελικά πάχη (ιδανικά και για εσωτερικά χωρίσματα)
Καθώς ο ρυθμός της εργασίας είναι πολύ γρήγορος και πρέπει να χτιστεί στρώμα με στρώμα όλη περίμετρος της βάσης του κτηρίου και τα χωρίσματα του, είναι απαραίτητο ένα σύστημα, που επιτρέπει την πρόσβαση γρήγορα και με ασφάλεια προς τα ανώτερα τμήματα. Έτσι, μια σειρά από σκαλωσιές που μπορούν να τοποθετηθούν περιφερειακά, κατά μήκος των τοίχων, και μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθούν για ολόκληρο το έργο, είναι μια σημαντική προϋπόθεση για να είναι ευέλικτη και ασφαλής η κατασκευή
