山西農(nóng)村房屋常見病害及改造方法研究

李 偉 偉

(山西省建筑科學(xué)研究院有限公司，山西 太原 030001)

0 引言

2020年作為我國脫貧攻堅收官之年，農(nóng)村住房安全保障工作作為“兩不愁三保障”脫貧工作中的重中之重，當(dāng)前已到了最為關(guān)鍵的時刻，而農(nóng)村房屋普遍具有缺乏正規(guī)的設(shè)計及施工、大都為自建的特點，結(jié)構(gòu)本身或多或少存在一定的構(gòu)造缺失。本文通過對山西農(nóng)村房屋現(xiàn)狀基本情況進行調(diào)查，著重對受到較為常見病害的房屋以結(jié)構(gòu)形式的不同進行歸類整理，并按主體結(jié)構(gòu)施工順序(即地基基礎(chǔ)→上部承重結(jié)構(gòu)→屋蓋系統(tǒng))分別研究農(nóng)房改造方法，以期對農(nóng)村住房安全保障工作起到一定的幫助或參考。

1 我省農(nóng)村房屋概況

山西是內(nèi)陸省份，位于黃河中游東岸，華北平原西面的黃土高原上。省境四周山環(huán)水繞，與鄰省(區(qū))的自然境界分明。東依太行山，西、南依呂梁山、黃河，北依古長城，與河北、河南、陜西、內(nèi)蒙古等省區(qū)為界。全境總面積15.6萬km2，占全國總面積的1.6%。疆域輪廓呈東北斜向西南的平行四邊形，南北間距較長，縱長約682 km：最南端在芮城縣南張村南，北緯34°34′；最北端在天鎮(zhèn)縣遠(yuǎn)頭村北，北緯40°44′。東西間距較短，寬約385 km：最東端在廣靈縣南坑村東，東經(jīng)114°33′；最西端在永濟市長旺村西，東經(jīng)110°14′。

我省農(nóng)村房屋結(jié)構(gòu)形式主要為窯洞和混合結(jié)構(gòu)：

1)窯洞——主要為土窯(在沖溝的崖壁或在平地向下挖出的地坑壁面上開挖成的供人居住的洞穴，是生土建筑的一種)、石窯和磚窯，其外貌分別如圖1～圖3所示。

2)混合結(jié)構(gòu)——主要為土木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)以及砌體結(jié)構(gòu)，各結(jié)構(gòu)形式房屋外貌分別如圖4～圖6所示。

2 農(nóng)村房屋常見病害

2.1 土窯常見病害

我省農(nóng)村土窯常見病害主要有：1)崖面崩塌、流水沖蝕、剝落；2)窯體裂縫；3)窯壁剝落、輕微坍塌；4)窯洞拱體變形；5)窯體崩塌、冒頂；6)窯體泛潮、窯頂潮濕滲漏；7)窯腿歪閃等，部分病害類型典型圖如圖7～圖12所示。

2.2 石窯常見病害

我省農(nóng)村石窯常見病害主要有以下幾種類型：1)窯腿歪閃；2)窯體承載不足，環(huán)向或拱頂豎向開裂；3)石窯砌筑松動，整體性較差；4)窯頂滲漏等，部分病害類型如圖13～圖15所示。

2.3 磚窯常見病害

農(nóng)村磚窯常見病害主要為：1)窯頂滲漏明顯；2)窯頂環(huán)向或拱頂豎向開裂；3)窯腿歪閃；4)窯體磚、砂漿酥堿等，部分病害類型如圖16～圖18所示。

2.4 土木房屋常見病害

我省農(nóng)村土木房屋常見病害主要有：1)后墻歪閃——即后墻與縱墻交界處開裂明顯，后墻墻根處土體酥堿、剝蝕明顯；2)土坯山墻、后墻松動、剝落；3)屋頂滲漏；4)木檁、椽等屋蓋木構(gòu)件開裂、腐朽、變形；5)硬山擱檁(梁)，木檁(梁)下墻體開裂；6)地基不均勻沉降，墻體斜向開裂；7)馬頭墻開裂、變形等；部分病害類型如圖19～圖24所示。

2.5 磚木房屋常見病害

農(nóng)村磚木房屋普遍建造年代不長，整體質(zhì)量較為良好，但仍有部分房屋存在一定危險性，其常見病害主要有：1)縱橫墻交界處開裂明顯；2)砌筑磚、砂漿酥堿；3)屋頂滲漏；4)硬山擱檁，木檁下磚墻體開裂；5)地基不均勻沉降，墻體斜向開裂等；部分病害類型如圖25～圖27所示。

2.6 砌體結(jié)構(gòu)房屋常見病害

我省農(nóng)村砌體結(jié)構(gòu)房屋大都為近些年新建，其整體質(zhì)量良好，除少數(shù)房屋存在因地基不均勻沉降而造成的墻體開裂明顯以及房屋屋頂局部滲漏外，其余并未見明顯病害。

3 農(nóng)村房屋改造方法

由于不同結(jié)構(gòu)形式的農(nóng)村房屋常見病害或多或少存在相似之處，故本文所介紹農(nóng)村房屋改造方法的研究不再以房屋結(jié)構(gòu)形式的不同進行劃分，而按房屋主體結(jié)構(gòu)從下至上(即地基基礎(chǔ)→上部承重結(jié)構(gòu)→屋蓋系統(tǒng))的順序，依據(jù)結(jié)構(gòu)各部分受到的常見病害來對應(yīng)介紹改造方法。

3.1 地基基礎(chǔ)改造方法

通過前期我省農(nóng)房調(diào)研工作可知，由于農(nóng)村施工技術(shù)力量相對薄弱，水平一般，農(nóng)房改造基本不涉及地基基礎(chǔ)改造，一般遇到地基不均勻沉降問題，大都選擇拆除重建措施；因此本文僅介紹三種最為常見的地基基礎(chǔ)改造方法，以供參考。

3.1.1地基擠密法

1)改造目的：通過擠密提高地基承載力，減小地基基礎(chǔ)不均勻沉降及對上部結(jié)構(gòu)造成的破壞。

2)方法與技術(shù)途徑：小直徑生石灰樁加固法是適用于軟弱土地基、濕陷性黃土地基改造的好辦法。農(nóng)村房屋一般可采用洛陽鏟成孔。其主要機理是通過生石灰的吸水膨脹，使周土壓縮、固結(jié)脫水，從而實現(xiàn)對軟弱地基的改造，尤其適合于對濕陷性黃土地基的擠密改造，改造示意圖如圖28，圖29所示。

3.1.2地基注漿法

1)改造目的：通過壓力注漿，使地基土部分固化，土體強度提高，減小或消除由于地基基礎(chǔ)不均勻沉降對上部結(jié)構(gòu)造成的破壞。

2)方法與技術(shù)途徑：將水泥漿或其他化學(xué)漿液通過導(dǎo)管注入松散土層、裂隙或空洞中，漿液凝結(jié)后對地基起到固化、增強作用，改造示意圖如圖30所示。

3.1.3擴大基底面積法

1)改造目的：擴大基礎(chǔ)底面積，降低基底反力，提高基礎(chǔ)承載力與整體性，減小不均勻沉降及其對上部結(jié)構(gòu)造成的破壞。2)方法與技術(shù)途徑：將原基礎(chǔ)分段或部分挖開，在原基礎(chǔ)外澆筑混凝土形成基礎(chǔ)外套，或用石塊砌筑形成石翻外套，以擴大基底面積，提高基礎(chǔ)承載力與整體性。此法一般適用于磚石條基。改造示意圖如圖31a)，圖31b)所示。

3.2 上部承重結(jié)構(gòu)改造方法

根據(jù)前期農(nóng)村現(xiàn)場調(diào)研，針對受到常見病害影響的農(nóng)房現(xiàn)狀，房屋上部承重結(jié)構(gòu)改造方法主要有以下幾點。

3.2.1配筋砂漿帶改造法

1)改造目的：修復(fù)墻體連接部位裂縫，增強墻體連接部位強度與剛度，提高房屋整體性與抗倒塌能力。

2)方法與技術(shù)途徑：在縱橫墻連接部位或房屋四角設(shè)置豎向配筋砂漿帶，在墻根、墻頂或洞口過梁位置處設(shè)置水平配筋砂漿帶，水平與豎向砂漿帶對房屋形成空間“整體捆綁”式改造。

3)適用范圍：土坯墻、夯土墻、磚墻，部分改造示意圖如圖32～圖34所示。

3.2.2增設(shè)扶壁柱

1)改造目的：防止窯腿、窯臉或墻體等部位因歪閃而倒塌，進而影響房屋整體，間接提高房屋抗倒塌能力。2)方法與技術(shù)途徑：在房屋整體墻體或窯腿、窯臉等歪閃方向增設(shè)扶壁柱，當(dāng)整堵墻歪閃時，一般宜設(shè)置不少于3道扶壁柱。3)適用范圍：適用于各種結(jié)構(gòu)類型墻體歪閃、變形等的改造，部分改造示意如圖35,圖36所示。

3.2.3磚內(nèi)襯改造法

1)改造目的：當(dāng)土窯洞存在整體安全隱患時，可采用磚襯券進行整體改造。2)方法與技術(shù)途徑：磚襯券改造是在窯洞內(nèi)部用磚砌券拱形成拱券承重結(jié)構(gòu)，從而加強窯體內(nèi)部的支撐作用，磚襯券改造時應(yīng)同時對窯臉進行接口處理。3)適用范圍：土窯洞，部分改造示意圖如圖37所示。

3.2.4鋼筋混凝土面層改造法

1)改造目的：當(dāng)磚(石)窯洞存在整體安全隱患時，可采用鋼筋混凝土面層改造法進行整體改造。

2)方法與技術(shù)途徑：先在窯洞內(nèi)部綁扎鋼筋網(wǎng)，再噴射混凝土面層。

3)適用范圍：主要適用于磚窯洞、石窯洞，土窯洞亦可采用，部分改造示意圖如圖38所示。

此外，關(guān)于農(nóng)房上部結(jié)構(gòu)病害改造方法還有后墻、山墻磚包砌法(此方法針對承重土墻)；型鋼改造墻體法(此法適用于對磚墻、石墻、土墻的整體改造)；局部墻體拆除重砌法；水泥砂漿面層改造法；墻體裂縫修復(fù)及局部構(gòu)件改造處理等方法。

3.3 屋蓋系統(tǒng)改造方法

由于農(nóng)村房屋屋蓋系統(tǒng)大都為木結(jié)構(gòu)，因此本文主要針對木屋蓋改造方法進行介紹，具體情況如下：

1)當(dāng)木擱柵端頭開裂損壞，可加鋼箍綁扎，見圖39。

2)當(dāng)擱柵跨中撓度變形過大或承載力不足時，可在兩根擱柵之間增加一根擱柵(木擱柵或型鋼擱柵)，以減小原有擱柵的荷載，增加樓板的剛度(見圖40)。也可在擱柵的跨中底部增設(shè)一根木梁，以減小擱柵的跨度并增加樓板的剛度。

3)當(dāng)木梁在墻上的支承長度不足、且無可靠錨固措施時，可采用附木柱、扶壁磚柱或沿墻加托木、加夾板接長支座等方法進行改造處理。

4)當(dāng)木樓蓋中木結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在彎曲、腐朽、干縮裂縫、端部破損松動、滑移等受損情況以及剛度或承載力不足，不滿足設(shè)計要求需進行改造時，可參照DBJ04/T 378—2019農(nóng)村危險房屋改造加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)木結(jié)構(gòu)相關(guān)章節(jié)的有關(guān)規(guī)定實施。

5)當(dāng)采用鋼絲網(wǎng)或外加配筋砂漿帶改造墻體時，應(yīng)將鋼絲網(wǎng)或配筋砂漿帶中的鐵絲(或鋼筋)與木梁的兩端拉結(jié)牢固。

6)當(dāng)木屋蓋木梁、檁、椽等構(gòu)件腐朽、蟲蛀或變形、開裂嚴(yán)重時，則考慮將其替換為宜。

7)針對農(nóng)村各結(jié)構(gòu)類型房屋屋頂滲漏的普遍現(xiàn)象，則建議在改造過程修復(fù)屋蓋防水功能且應(yīng)注意日常維護、保養(yǎng)。

4 結(jié)語

2020年，我國農(nóng)房改造工作進入收尾階段，面臨著時間緊、任務(wù)重的困境，衷心希望能通過本文給基層農(nóng)村房屋改造工作提供一些實用的技術(shù)支持，并為我國早日完成農(nóng)村房屋改造工作，從而為打贏脫貧攻堅戰(zhàn)提供幫助。