村鎮(zhèn)磚混住宅抗洪加固試驗(yàn)研究

周靜海,劉永軍,孟憲宏

(1.沈陽(yáng)建筑大學(xué)科技產(chǎn)業(yè)處,遼寧沈陽(yáng) 110168;2.沈陽(yáng)建筑大學(xué)土木工程學(xué)院,遼寧沈陽(yáng) 110168)

我國(guó)洪水一級(jí)區(qū)劃分共包括2 457個(gè)區(qū)域,其中一般風(fēng)險(xiǎn)區(qū)990個(gè),重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)1 380個(gè)。資料顯示,發(fā)生洪水時(shí),一般風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)內(nèi)村鎮(zhèn)住宅大量損壞甚至倒塌,如“75.8”河南洪水,倒塌房屋524萬(wàn)間;“98”長(zhǎng)江洪水,倒塌房屋212.85萬(wàn)間;“03”淮河洪水,倒塌房屋77萬(wàn)間;“03”渭河洪水,倒塌房屋18.72萬(wàn)間。調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),如果經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)或科學(xué)加固,大量村鎮(zhèn)住宅可以避免在洪水中倒塌,所以,研究村鎮(zhèn)住宅抗洪設(shè)計(jì)與加固具有重要意義。

由于地域遼闊,自然環(huán)境與經(jīng)濟(jì)條件迥異,我國(guó)村鎮(zhèn)住宅結(jié)構(gòu)類(lèi)型繁多,其中,磚混住宅分布最廣,在東北、華北、華東等地區(qū)占有率達(dá)到75%以上。村鎮(zhèn)磚混住宅在洪水中倒塌的主要原因有洪水沖擊墻體、洪水淘刷地基等等,針對(duì)這兩種倒塌原因,本文提出兩種有效的加固措施。

第一種加固措施的目的是提高墻體的抗洪水沖擊能力。堤壩決口處的最大流速可能達(dá)到3-6 m/s,洪水主流區(qū)的最大流速在0.3-0.5 m/s之間。多數(shù)磚砌體結(jié)構(gòu),特別是采用生土砂漿的磚砌體結(jié)構(gòu),墻體的承載力主要取決于砂漿強(qiáng)度。受到洪水沖擊時(shí),沖擊力在墻體中產(chǎn)生剪應(yīng)力,在隔墻數(shù)量較少,墻體迎水面積較大的情況下,墻中剪應(yīng)力超過(guò)砂漿抗剪強(qiáng)度而引起墻體倒塌。為了提高墻體的抗剪能力,增加墻體的整體性,本文提出對(duì)拉內(nèi)外鋼框架加固技術(shù)。所謂內(nèi)框架,就是在房子的內(nèi)部,用角鋼等鋼材焊接成的一個(gè)封閉的鋼框架;所謂外框架,就是在房子的外部用角鋼等鋼材焊接成的一個(gè)封閉的鋼框架。內(nèi)外兩個(gè)鋼框架用螺栓對(duì)拉,框架與磚墻面之間設(shè)置鋼絲網(wǎng)并抹上水泥砂漿,最終使整個(gè)房子的墻成為一個(gè)整體?？蚣懿捎玫匿摬牡慕孛娉叽?、桿件的間距、螺栓的密度等參數(shù),取決于經(jīng)濟(jì)條件、洪水危險(xiǎn)性、加固前房子的抗洪能力等因素。如果受經(jīng)濟(jì)條件限制,不能把整個(gè)墻體都用對(duì)拉內(nèi)外鋼框架進(jìn)行加固時(shí),可以適當(dāng)降低鋼框架的高度,略高于洪水淹沒(méi)線即可。

實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果證明,對(duì)拉內(nèi)外鋼框架加固方法可以有效地提高村鎮(zhèn)住宅的抗洪水沖擊能力。同時(shí),這種加固方法還有效提高了房子的抗震能力,并比粘貼FRP加固方法具有更好的抗火能力。進(jìn)行抗洪加固的同時(shí),還可以施加保溫材料,使建筑達(dá)到防災(zāi)、節(jié)能的多重目的。

第二種加固措施的目的是保護(hù)住宅地基,防止洪水沖刷。具體做法是在根據(jù)洪水危險(xiǎn)性大小等因素,在住宅周?chē)_(kāi)挖一定深度和寬度的地溝,然后用毛石等材料砌成一道保護(hù)墻,并按一定的間距布置構(gòu)造柱,構(gòu)造柱中的剛筋與表面水泥覆蓋中的鋼筋網(wǎng)連接,防止水泥覆蓋被洪水形成的負(fù)壓掀起。實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果證明,這種措施效果良好,也適合保護(hù)其他結(jié)構(gòu)形式的村鎮(zhèn)住宅。

村鎮(zhèn)住宅抗洪加固方案取決于住宅本身的抗洪水能力、洪水危險(xiǎn)性、經(jīng)濟(jì)狀況等許多因素,下階段的任務(wù)是給出住宅抗洪能力的實(shí)用評(píng)估方法、洪水危險(xiǎn)性的實(shí)用評(píng)估方法、村鎮(zhèn)住宅加固技術(shù)圖集,為建立和諧、平安、幸福的社會(huì)主義新農(nóng)村服務(wù)。