農(nóng)村住宅抗震現(xiàn)狀及對(duì)策

李海 王之野

摘 要：通過對(duì)寧波農(nóng)村地區(qū)房屋的現(xiàn)狀及其成因的分析，針對(duì)性提出加強(qiáng)農(nóng)村房子抗震性能的可行性措施。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村房屋；抗震；結(jié)構(gòu)形式

汶川5·12地震，造成大片房屋倒塌，數(shù)以萬(wàn)計(jì)的人員遇難、失蹤、受傷，尤其是農(nóng)村地區(qū)，破壞尤其嚴(yán)重。近10年來的統(tǒng)計(jì)資料顯示，破壞性地震99%以上發(fā)生在農(nóng)村，遭遇地震破壞最嚴(yán)重的也是在農(nóng)村[1]。

寧波不在地震帶上，因此發(fā)生較大地震的概率非常小，但是歷史上寧波還是有過較大地震的記錄。1523年，寧波鎮(zhèn)?？诤Ｓ蚓桶l(fā)生過一次5.5級(jí)地震，城墻皆毀，這是歷史記載中寧波最大的一次地震?！?993年、1994年，寧波市西南鄞州、余姚交界的皎口水庫(kù)附近地區(qū)連續(xù)發(fā)生一些小震群活動(dòng)，其中1993年最大震級(jí)為3.9級(jí)，1994年最大震級(jí)為4.7級(jí)。2009年9月至10月，該震區(qū)附近又發(fā)生了最大震級(jí)為2.3級(jí)的小震群活動(dòng)。所以《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的寧波地區(qū)的地震設(shè)防等級(jí)多數(shù)為6級(jí)，鎮(zhèn)海、北侖地區(qū)為7度[2]，基本符合目前寧波的地震抗力水平。

1 農(nóng)村房屋現(xiàn)狀

農(nóng)村常見結(jié)構(gòu)形式。

寧波農(nóng)村房屋建筑材料主要為塊石、粘土磚、土坯，粘結(jié)材料為混合砂漿、水泥砂漿等。目前農(nóng)村的房子的結(jié)構(gòu)類型主要有以下幾種：

1.1 生土結(jié)構(gòu)房屋

生土結(jié)構(gòu)房屋是由生土墻（土坯墻或夯土墻）作為主要承重構(gòu)件的木樓（屋）蓋房屋。一般為一層。該類房屋基本上是建國(guó)以后初期建造的，墻體的風(fēng)化和開裂非常嚴(yán)重，是存在嚴(yán)重安全隱患的結(jié)構(gòu)形式之一。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)形式的房屋在寧波農(nóng)村已經(jīng)不多見，即使還有若干存在的，也是屬于危房，需拆除和改造的類型，這里就不在贅述。

1.2 木結(jié)構(gòu)房屋（圖1）

木結(jié)構(gòu)房屋以木柱作為主要承重構(gòu)件，一般每榀有三根或五根立柱，圍護(hù)墻體是生土墻（土坯墻或夯土墻）、木板墻、砌體墻、石墻或由上述兩種或兩種以上結(jié)構(gòu)形式組合而成。主要包括穿斗木構(gòu)架、木柱木屋架、木柱木梁等[3]。木結(jié)構(gòu)房屋在歷次地震中表現(xiàn)出了良好的抗震性能。這主要是該體系的整體性較好，構(gòu)件間多采用榫接或穿枋的形式拉結(jié)，可以承受較大的水平地震作用，木骨架能夠經(jīng)受較大的變形，且具有結(jié)構(gòu)自重較輕、地震荷載小等優(yōu)點(diǎn)。雖然中國(guó)幅員遼闊，但是森林資源還是相對(duì)來說比較匱乏。所以木結(jié)構(gòu)的房子現(xiàn)在在建作為民居使用已經(jīng)很少。

1.3 石結(jié)構(gòu)（圖2）

石結(jié)構(gòu)房屋采用石砌體作為主要承重構(gòu)件?？煞譃榧兪Y(jié)構(gòu)、石木結(jié)構(gòu)、石加磚混組合結(jié)構(gòu)、石磚木結(jié)構(gòu)等幾種結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)形式在農(nóng)村還是相當(dāng)普遍的，主要原因是農(nóng)村石材豐富。這種房子的墻面是很多是由不規(guī)則的塊石由砂漿砌筑，靠施工工人的手藝砌成完整的墻體，這其中施工工人的手藝起了非常重要的作用，因?yàn)闊o(wú)規(guī)則的塊石，每個(gè)塊石在不同的擺設(shè)方式它的重心是不一樣的，而整片墻砌起來以后，上層的塊石在下層塊石的擱置點(diǎn)上，可能會(huì)形成一個(gè)彎矩，這樣在砂漿強(qiáng)度不夠的情況下，發(fā)生側(cè)滑，容易發(fā)生剪切破壞。在地震等水平荷載的作用下，發(fā)生倒塌的概率是很大的，而且這種倒塌可能是毀滅性的；或者側(cè)滑到一定的程度，剛好形成了一個(gè)平衡點(diǎn)，墻面上鼓出一塊，從視覺和居住舒適性來說都不好。也是急需要拆除重建或者加固處理的結(jié)構(gòu)類型。

1.4 磚混砌體結(jié)構(gòu)（圖3）

磚混砌體結(jié)構(gòu)主要是用磚砌體作為主要的承重構(gòu)件。這種結(jié)構(gòu)是現(xiàn)在新建的農(nóng)村房屋形式里面最多的，也是現(xiàn)階段農(nóng)村房屋建設(shè)的一個(gè)主流形式。相對(duì)于石結(jié)構(gòu)來說，施工速度快，結(jié)構(gòu)整體性能好。而且隨著人們對(duì)地震、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害的危害的認(rèn)識(shí)也是越來越深刻，在房屋修改的過程中也開始重視抗震構(gòu)造措施。但是因?yàn)檗r(nóng)民的整體的素質(zhì)相對(duì)來說不高，且解放后寧波基本沒有發(fā)生過破壞性的地震，人們的危機(jī)意識(shí)相對(duì)來說比較薄弱。圖3中所示，很明顯在墻角的地方以及樓層的地方都沒有明顯構(gòu)造加強(qiáng)措施。

2 導(dǎo)致農(nóng)村房屋現(xiàn)狀的原因

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏

基本上是根據(jù)施工工人一代傳一代的手藝砌筑起來了。雖然我國(guó)有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范已經(jīng)很齊全，對(duì)在各種自然災(zāi)害的環(huán)境中都有所規(guī)定，而這些需要專業(yè)的設(shè)計(jì)人員。

2.2 施工技術(shù)不合格

目前在農(nóng)村建房中常用的施工技術(shù)基本憑工人多年來的經(jīng)驗(yàn)。施工隊(duì)伍的現(xiàn)狀主要有以下幾個(gè)方面：

（1）施工人員的構(gòu)成混亂：一直以來，農(nóng)村沒有也沒條件有專業(yè)的施工隊(duì)伍，都是農(nóng)民自己自發(fā)的組織而成，由于本身的素質(zhì)原因，導(dǎo)致房屋施工人員缺乏專業(yè)的建筑施工水平和安全意識(shí)。

（2）施工工藝也不科學(xué)：縱橫墻交接處和房屋四角分開砌筑，導(dǎo)致房屋上下通縫，嚴(yán)重影響房屋的整體性，減弱房屋的剛度和抗側(cè)移能力等。

（3）施工過程缺乏監(jiān)督管理：施工隨意性較大，憑經(jīng)驗(yàn)施工。正是由于未按照設(shè)計(jì)、施工規(guī)范操作，至于監(jiān)督管理只能流于形式。

2.3 材料使用不合格

由于農(nóng)村建設(shè)市場(chǎng)管理的不規(guī)范，劣質(zhì)建材隨處可見，其質(zhì)量控制是一個(gè)盲區(qū)，一方面農(nóng)民缺乏建材方面的知識(shí)；另一方面一味的追求價(jià)格的低廉；還有一個(gè)方面就是政府對(duì)農(nóng)村市場(chǎng)疏于管理。

（1）砂漿強(qiáng)度不足。砂漿在建筑的各個(gè)部位，從結(jié)構(gòu)到裝飾，從屋面到墻面到地面，幾乎無(wú)處不在。而目前所用的砂漿基本都是現(xiàn)場(chǎng)配置，在配置的過程中，由于水泥用料較少，而大部分的材料為細(xì)骨料（黃砂、海砂），雖然強(qiáng)度可以保證，但是和易性和保水性較差，灰縫飽滿度很難滿足要求，造成砌體強(qiáng)度降低，外墻滲漏；砌筑砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度低，使得砌體的抗震性能差，使得墻體粉刷空鼓；粉刷砂漿干縮變形大，使得外墻粉刷開裂，影響外墻防水和美觀。

（2）混凝土強(qiáng)度不足。農(nóng)村蓋房由于混凝土的需求量不大，不會(huì)采用商品混凝土，基本都是現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)拌，由于在水泥、骨料、水摻量的控制上把握不是很嚴(yán)格，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度、和易性、塌落度都可能存在問題，造成在混凝土澆搗的時(shí)候，不能充分的振搗開，梁板柱強(qiáng)度不足或者開裂，存在安全隱患。

（3）鋼筋強(qiáng)度不足。農(nóng)民房屋建設(shè)的鋼筋使用量不大。多數(shù)鋼筋都是從經(jīng)銷商處進(jìn)貨，由于條件所限，沒有取樣做復(fù)檢試驗(yàn)，從而造成安全隱患。

3 加強(qiáng)農(nóng)村房屋的安全性的方式

3.1 場(chǎng)地可靠

避開土質(zhì)疏松易滑坡的坡地，避開軟弱土、液化土以及河岸、湖邊、古河道、暗埋的濱塘或溝谷、陡坡、松軟的人工填土，以及孤突的山頂或山脊等抗震不利地段，如果選址不當(dāng)，將使農(nóng)民直接面臨自然災(zāi)害的危險(xiǎn)。

建設(shè)前應(yīng)勘探，或挖探坑讓工程地質(zhì)人員確認(rèn)地基的可靠性。寧波地區(qū)地屬東部沿海，天然的軟土地基。農(nóng)村地基多為2.5m以內(nèi)的淺基礎(chǔ)，可以做持力層的粘土層很薄，粘土層下基本就是淤泥質(zhì)層了，這種土不適宜作為基礎(chǔ)持力層的，需要對(duì)其進(jìn)行置換，置換成強(qiáng)度較高的砂、碎石、灰土、煤渣、礦渣及其他性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性的材料，并夯實(shí)至要求的密度，以達(dá)到地基承載力，減少地基沉降量的目的。較為常用的是采用砂石墊層[4]。砂石墊層是采用砂或砂石混合物，按照設(shè)計(jì)厚度分層填筑夯實(shí)，作為地基的持力層，從而減少沉降量提高地基承載力，同時(shí)，砂石墊層可將地基土中空隙水快速排出，從而加速下部土層的沉降和固結(jié)。一般砂石墊層的厚度為0.5～2.5m，不宜大于3m，也不宜小于0.5m。適合處理3.0以內(nèi)的軟弱、透水性強(qiáng)的地基。如果在離基底200mm處采用碎石粘土來代替，即將該部分砂石換成碎石拌粘土夯實(shí)成200厚的碎石層來更加能滿足承載力要求。如果當(dāng)樓層比較高時(shí)，還要將基礎(chǔ)的形式做成筏基或者采用樁基來滿足地基承載力及變形的要求。

3.2 平面形式合理、體型簡(jiǎn)潔

房屋平面盡量減少凸凹，縱橫墻對(duì)直拉通，質(zhì)心與剛心盡量重合，要避免突然變化，磚混結(jié)構(gòu)墻體布置均勻、對(duì)稱，合理布置縱墻，使房屋具有良好的抗震性能。但是由于磚混結(jié)構(gòu)相對(duì)來說限制了房屋的自由分隔，而住戶又缺乏一定的結(jié)構(gòu)知識(shí)，在裝修的時(shí)候很容易破壞抗震墻的設(shè)置。所以該結(jié)構(gòu)的房子在建造的同時(shí)應(yīng)兼顧室內(nèi)裝修。

3.3 增加必要的抗震構(gòu)造措施

結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的整體性。加強(qiáng)整體性的主要方法采取必要的抗震構(gòu)造措施。磚混結(jié)構(gòu)設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱等必要的抗震構(gòu)造措施。圈梁可以加強(qiáng)墻體間的連接以及墻體和樓蓋間的連接，與構(gòu)造柱一起對(duì)墻體在豎向平面內(nèi)進(jìn)行約束，限制墻體的開裂，增強(qiáng)房屋的整體性、空間剛度和抗變形能力。尤其是設(shè)置在屋蓋和基礎(chǔ)頂面的圈梁能夠提高房屋的豎向剛度，抵抗地基不均勻?qū)Ψ课輲淼牟焕绊憽?/p>

（1）圈梁：能設(shè)鋼筋混凝土圈梁自然最好。但從寧波抗震等級(jí)多數(shù)為6度和農(nóng)村的實(shí)際情況出發(fā)，做鋼筋磚圈梁更符合實(shí)際。具體的做法是在窗上部及檐口處用水泥砂漿，內(nèi)配2？準(zhǔn)6鋼筋各砌3皮磚，并外圍交圈，內(nèi)外一體砌筑，以形成鋼筋磚圈梁。有條件的做鋼筋混凝土圈梁，梁寬同墻厚，梁高不小于180mm，縱向鋼筋采用4？準(zhǔn)12，箍筋采用？準(zhǔn)6@200。遇到洞口處應(yīng)上下搭接。

（2）構(gòu)造柱：在房屋四角及縱橫墻交接處和交大洞口的兩側(cè)采用鋼筋混凝土構(gòu)造柱，與圈梁連成一體，這樣可以增加房屋延性，彌補(bǔ)脆性材料抗拉性能差的缺點(diǎn)，從而達(dá)到抗震目的。鋼筋混凝土構(gòu)造柱的做法，根據(jù)寧波地區(qū)常用的承重墻體，主要有以下兩種：240mm厚磚墻截面至少為240mm×180mm，；190mm厚磚墻截面至少為190mm×250mm?？v向鋼筋不小于4？準(zhǔn)12，箍筋為？準(zhǔn)6@200，且在圈梁相交的節(jié)點(diǎn)處應(yīng)適當(dāng)加密，加密間距為100mm。房屋四大角的構(gòu)造柱可適當(dāng)加大截面及配筋。構(gòu)造柱與墻連接處應(yīng)砌成馬牙槎，并設(shè)置拉結(jié)筋。并且在與圈梁連接處，應(yīng)穿過圈梁，保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通。構(gòu)造柱可不單獨(dú)設(shè)基礎(chǔ)，可伸入深度小于500的基礎(chǔ)梁、基礎(chǔ)圈梁內(nèi)。

（3）材料性能要足夠可靠。如所用混凝土強(qiáng)度不能低于C20，配筋不能少于受力和構(gòu)造要求；所用鋼材應(yīng)具有足夠的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)量，硫磷含量應(yīng)在允許范圍內(nèi)，不能用偽劣次品。受力砌體的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，砂漿強(qiáng)度、砌塊質(zhì)量也必須滿足要求。這也是保證結(jié)構(gòu)整體性和耐久性的重要要素。

（4）樓、屋蓋。傳統(tǒng)的房屋樓板和屋面采用預(yù)制板和純瓦片，這種形式除了雨季容易漏雨，冬冷夏熱，不節(jié)能外，對(duì)抗震也是相當(dāng)不利。采用鋼筋混凝土樓板、屋面板，對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性大為加強(qiáng)，能有效抵抗水平的地震作用，對(duì)整體的抗震性能是有利的；對(duì)于屋面板采用延性較好的輕型屋蓋，也不失是一種選擇。比如木屋架上鋪金屬防水層屋面，屋架之間采用水平聯(lián)系桿件，屋架和檁條牢固連接，屋架與墻體的連接處采用混凝土座實(shí)。屋頂?shù)妮p量化可以防止在地震時(shí)坍下來傷人。

3.4 重視非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件比如女兒墻、樓梯、雨篷等的合理設(shè)計(jì)與施工對(duì)于結(jié)構(gòu)的安全性也很重要。女兒墻設(shè)壓頂，以免造成女兒墻墻體開裂；樓梯是房屋豎向交通的關(guān)鍵部位，樓梯不可采用預(yù)制懸挑樓板，以免破壞房屋的穩(wěn)定性；雨篷抗傾覆如果不滿足要求，也極容易發(fā)生傾覆，影響房屋的耐久性。

3.5 合理的結(jié)構(gòu)形式

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為磚混結(jié)構(gòu)房屋的造價(jià)相對(duì)于框架結(jié)構(gòu)要省，但是隨著人們抗震等抵抗自然災(zāi)害意識(shí)的加強(qiáng)和國(guó)家有關(guān)規(guī)范在對(duì)磚混結(jié)構(gòu)抗震措施的加強(qiáng)，從成本上磚混的這種優(yōu)勢(shì)已經(jīng)相對(duì)開始縮小。從造價(jià)上分析，雖然框架結(jié)構(gòu)相對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)，大概每平方多200～400元/m2。但是優(yōu)勢(shì)是房間可以自由分隔。還有由于框架是柔性結(jié)構(gòu)，能夠輕微變形，吸收一定的地震能量，相對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的磚混來說，其抗震性能也相對(duì)要好。當(dāng)然框架結(jié)構(gòu)形式的房屋在場(chǎng)地選擇、地基處理以及屋蓋要求上與磚混結(jié)構(gòu)是一致的。

參考文獻(xiàn)

[1]陳乙文，毛麗云，陶莎.淺談?wù)銝|沿海農(nóng)村建房避災(zāi)策略[J]，城鄉(xiāng)建設(shè)（村鎮(zhèn)建設(shè)），2011，（5）.60～61.

[2]GB50011-2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：建筑工業(yè)出版社，2010.

[3]方東振，林樹枝，郭子雄.福建省農(nóng)村房屋現(xiàn)狀調(diào)查及潛在危險(xiǎn)性分析[J].工程抗震與加固改造，2009，31（06）：60～63.

[4]宋學(xué)東.農(nóng)村建材與工程施工[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010：82～83.