紅河州農(nóng)村民居抗震安居工程研究

楊劍波

摘要：紅河州農(nóng)村民居抗震能力薄弱，歷次震害表明，房屋破壞、人口傷亡均較重。本文針對紅河州農(nóng)村居民地震地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)狀，分析研究了紅河州農(nóng)村磚木結(jié)構(gòu)房屋加固改造的一個典型案例，展示了農(nóng)村磚木結(jié)構(gòu)房屋加固的常用技術措施，同時給出了紅河州農(nóng)村民居抗震安居建議。為紅河州農(nóng)村民居抗震安居提供參考。

Abstract： The seismic capacity of rural residential buildings in Honghe prefecture is weak， and the earthquake damage shows that the destruction of houses and the casualties of the population are relatively heavy. In this paper， according to current situation of rural residents， Honghe prefecture earthquake geological structure， analyzed the Honghe rural brick housing structure reinforcement and a typical case， shows the rural brick housing structure reinforcement of commonly used technical measures， at the same time honghe rural residential earthquake housing advice is given. It provides a reference for the rural residential buildings in Honghe prefecture.

關鍵詞：紅河州；農(nóng)村民居；抗震；危房改造；加固技術

Key words： Honghe；rural dwellings；earthquake resistance；renovation of dilapidated houses；strengthening technique

中圖分類號：TU241.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）21-0263-06

0 引言

紅河州地處印度板塊與歐亞板塊俯沖帶東側(cè)，地質(zhì)構(gòu)造非常復雜，構(gòu)造運動強烈，地震活動頻繁，地震災害嚴重。歷史上地震活動強度大、頻度高、分布廣。紅河州的彌勒、開遠、建水、石屏等縣市多年來一直被中國地震局和云南省地震局列為重點地震監(jiān)測區(qū)，發(fā)震形勢嚴峻。云南省主要活動斷裂分布如圖1所示，其中紅線為紅河州范圍內(nèi)主要活動斷裂的分布，紅河州各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地震動參數(shù)區(qū)劃和5級以上地震分布如圖2所示。因此，改善紅河州農(nóng)村居民住房條件，實現(xiàn)紅河州農(nóng)村民居抗震安居是紅河州抗震相關機構(gòu)，當前以及今后一段時間內(nèi)，抗震減災工作的重要內(nèi)容。目前，正在進行的關于農(nóng)村居民抗震安居手段主要是農(nóng)村危房改造，其目的是根據(jù)農(nóng)村住房的類型及危險程度等，采取適當?shù)目拐鸺庸碳夹g措施來提高農(nóng)村居民住房的抗震性能、舒適度等。

1 紅河州地震概況分析

1.1 紅河斷裂帶

紅河斷裂帶屬北西向活動斷裂帶。北起喬后以北，向南經(jīng)鳳羽、大理、鳳儀、彌渡至苴力后，沿禮社江、元江、紅河展布，由河口進入越南，在云南省境內(nèi)延伸600千米，進入紅河州的為南段斷裂。線性特征清晰，沿斷裂發(fā)育成串珠狀斷陷盆地。其中規(guī)模較大的有阿土—南沙、紅河、元江—漠沙盆地，盆地內(nèi)沉積的下第三系與上第三系變形強烈，且斷層發(fā)育。沿斷裂還發(fā)育斷層陡崖、斷層三角面、斷錯水系、斷錯山脊及變形洪積扇等反映斷層新活動的斷層地貌現(xiàn)象。沿斷裂多處發(fā)現(xiàn)古地震遺跡，其震級可達7～8級。第四系以來，斷裂主要以右旋水平運動為主。從史料看，紅河州歷史上地震活動較弱，近300年來無破壞性地震記載。

紅河斷裂帶在紅河州穿過的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有：石屏縣的牛街；建水縣的官廳、坡頭；紅河縣的勐龍；元陽縣的馬街、南沙、嘎娘、上新城、逢春嶺；個舊市的賈沙、保和、卡房、黃草壩、蔓耗；蒙自縣的冷泉、水田；屏邊縣的新現(xiàn)；金平縣的沙依坡、大寨、勐橋；河口縣的蓮花灘、瑤山、河口、南溪。

1.2 歷史地震

紅河州是地震災害較為嚴重的地區(qū)之一。全州13個縣市都處在6度以上的抗震設防區(qū)，其中，建水、石屏兩縣的抗震設防烈度達到8度。據(jù)資料記載，以紅河為震中的記錄中，發(fā)生5級以上地震42次，其中，5～5.9級33次，6～6.9級7次，7級以上2次，其它地震并非震中在紅河，但在地震時也受到很大影響的，如通海地震，給全州人們的生命財產(chǎn)造成了嚴重的損失。多年來紅河州的地震情況可歸納如表1所示。

1.3 設防烈度

抗震設防烈度作為對建筑物的抗震性能的要求，主要受到以下兩方面的影響：一是當?shù)氐牡卣鸹玖叶?；二是建筑物本身的抗震要求?！督ㄖ拐鹪O計規(guī)范》GB50011-2010（2016）規(guī)定，抗震設防烈度在6度及以上地區(qū)的房屋建筑，必須進行抗震設防。

依據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010（2016）規(guī)定及紅河州地震局針，對紅河州農(nóng)村地震安居工程對各地設防的具體要求，紅河州的十三個縣市設防烈度可如表2所示進行設防。

2 紅河州農(nóng)村危房改造——磚木結(jié)構(gòu)加固

由于紅河州農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展迅速、人口增長快速和生活水平不斷提高，同時，農(nóng)村民居建設數(shù)量也與日劇增，規(guī)模不斷擴大，所以，盡快加強紅河州農(nóng)村民居房屋建設的管理，切實提高民居住宅的抗震能力，已經(jīng)成為紅河州各級政府及其有關部門當下必須要重視和認真對待的突出問題[1]。

在紅河州廣大的農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟是不發(fā)達的，農(nóng)村民居的建造材料基本上都是磚木結(jié)構(gòu)，房屋普遍沒有進行抗震設防，抗震能力低下，主要有如下表現(xiàn)：傳統(tǒng)房屋多是土木磚石類結(jié)構(gòu)，抗震能力低，在云南地區(qū)普遍分布，并仍在不斷進行建設。這類房屋存在主體結(jié)構(gòu)的材料強度低、結(jié)構(gòu)的整體性差、房屋構(gòu)件之間連接薄弱等問題，當發(fā)生6度地震時，就足以造成很大數(shù)量的破壞，一旦發(fā)生7度地震時將有大量的嚴重破壞和倒塌，發(fā)生8度地震時則大多數(shù)房屋將嚴重破壞或者倒塌。

紅河州農(nóng)村民居的抗震能力主要存在以下幾點問題：①農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平普遍較低，多數(shù)群眾無力建設抗震能力優(yōu)良的房屋[2]。②地方將資金投入重點放在了震后恢復重建上，對農(nóng)村房屋的抗震方面關注及投入較少，對于經(jīng)濟較不發(fā)達的農(nóng)村地區(qū)而言，不僅確?？拐鸾ㄔO的資金支持，同時也缺乏相應的政策措施支持，無疑對其實施造成了巨大影響。③對于經(jīng)濟欠發(fā)達的農(nóng)村地區(qū)而言，其面臨的還有很多實際問題，比如房屋造價相對較高、建筑主體材料短缺等。④農(nóng)村建設目前為止還未形成統(tǒng)一的規(guī)劃管理，且相應的管理制度和措施也不完善，在這種形勢下，僅僅依靠建設部門的監(jiān)管是很難發(fā)揮效用的，于是農(nóng)村建房出現(xiàn)了各類弊端，突出體現(xiàn)在面積大、建筑物分散、隨意性強等方面，存在極大的地震安全隱患。⑤另外，農(nóng)民普遍沒有意識到抗震的重要性，相應的抗震技術的推廣力度也不夠，缺乏必要的抗震知識，農(nóng)村地區(qū)缺乏專業(yè)的施工力量，只依靠農(nóng)村工匠傳統(tǒng)的不良習慣與做法，將對房屋結(jié)構(gòu)的抗震不利。

2.1 常見柱腳、柱身的破壞形式及加固措施

2.1.1 柱腳的破壞形式

常見的柱腳破壞形式如圖3所示。

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2.1.2 柱身的破壞形式

常見的柱身破壞形式如圖4所示。

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2.1.3 柱腳及柱身加固措施

木柱下設置柱腳石，木柱做防腐、防潮處理后埋入基土中。如圖5所示，采用石銷鍵或石榫連接柱腳與柱腳石，同時保證柱腳石埋入地面以下的深度超過200mm。

若木柱柱腳腐朽，可采取以下加固方法：

①如圖6所示，若腐朽高度大于300mm，可采用拍巴掌榫墩接；墩接區(qū)段內(nèi)，可采用兩道8號鋼絲捆扎，要求每道至少超過4匝；若為8度，應采用鐵件或扒釘連接明柱的墩接接頭處；②若腐朽高度低于300mm，可采用整磚墩接，但要求磚墩的砂漿強度等級至少超過M2.5。

2.2 常見屋架的破壞形式及加固

2.2.1 屋架的破壞形式

常見的屋架破壞形式如圖7所示。

2.2.2 屋架的加固措施

常見樓蓋、屋架的加固方式如圖8所示。

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加固屋蓋木構(gòu)件時應滿足以下條件：

①若存在木構(gòu)件截面明顯下垂或者不符合鑒定要求的情況，應加固增設構(gòu)件，且確保原有構(gòu)件和增設構(gòu)件的可靠連接；②由于木構(gòu)件異常而導致其失去承載能力時，應更換或者增設構(gòu)件加固；可采用鐵箍加固木構(gòu)件的裂縫；確保原有構(gòu)件和增設構(gòu)件的可靠連接；③若木構(gòu)件支撐長度無法滿足需求，應采取增設支托或夾板、扒釘連接；④若屋頂草泥過厚，最好結(jié)合維修減?。患庸谭课菀讚p部位時，應結(jié)合實際情況采取合理方案。

2.3 常見圍護結(jié)構(gòu)的破壞形式及加固

2.3.1 磚墻

常見磚墻維護結(jié)構(gòu)破壞形式如圖9所示。

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2.3.2 磚墻體的加固措施

2.3.2.1 混凝土扶壁柱法加固磚墻的工藝及構(gòu)造

混凝土扶壁柱可幫助原磚墻承擔較多的荷載，其形式如圖10所示。

混凝土扶壁柱與原墻的連接至關重要。對于原帶有壁柱的墻，新舊柱間可采用圖10所示的連接方式，它同磚扶壁柱基本相同。當原墻厚度小于240mm時，U形連接筋應穿透墻體，并加以彎折。圖10中的U形箍筋豎向間距不應大于240mm，縱筋直徑不宜小于12mm，圖11所示為削鍵連接法，削鍵的豎向間距不應大于1000mm。

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2.3.2.2 增設鋼筋網(wǎng)砂漿（或混凝土）面層加固磚墻

增設鋼筋網(wǎng)面層的加固方法適用于磚墻受壓承載力嚴重不足或抗剪強度、抗側(cè)剛度不足的情況，不適用于以下情況：1）墻體表面嚴重酥松或者存在無法消除的油污，無法保證面層與墻體間粘結(jié)質(zhì)量的墻；2）墻體砌筑砂漿強度等級小于M0.4的；3）空心磚墻的孔徑大于15mm。

①構(gòu)造要求。

如圖12所示，增設面層加固時，可選用的面層包括以下幾種：1）雙面增設水泥砂漿層；2）雙面（或單面）增設鋼筋網(wǎng)細石混凝土層；3）雙面（或單面）增設鋼筋網(wǎng)砂漿層。

②選用上述三種面層加固時，應符合以下條件：

1）施工時，應先鏟去原墻面的粉刷，磚縫剔深10mm，把墻面用鋼刷刷凈，且灑水濕潤，使水泥砂漿（或混凝土）能與原砌體可靠的粘結(jié)；2）采用鋼筋網(wǎng)細石混凝土加固墻體時，混凝土強度等級≥C20，面層厚度宜為50mm，石子粒徑不大于8mm，宜采用噴射施工；3）采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿加固時，厚度為30～40mm，砂漿強度等級≥M10。鋼筋網(wǎng)每隔1000～1200mm用φ6鋼筋拉結(jié)；4）墻體單面加固時，在墻上鑿60mm×60mm、深度120～180mm的孔，清洗后預埋φ6S形鋼筋拉結(jié)鋼筋網(wǎng)，也可用φ4mmU形鋼筋釘入墻內(nèi)代替S筋與墻體固定；5）為加強鋼筋網(wǎng)與墻體的固定，必要時在中間還可以增設φ4mm的U形筋或用鐵釘釘入墻體磚縫內(nèi)。鋼筋網(wǎng)遇到樓板時，應在樓板上每隔600mm鑿一洞，放入φ12鋼筋后用混凝土灌滿?？v向鋼筋應伸入室內(nèi)、外地面以下400mm，用C15混凝土灌注；6）采用水泥砂漿層加固時，水泥砂漿層厚度宜為20～30mm，砂漿強度等級≥M10；7）鋼筋網(wǎng)的橫向鋼筋遇到門窗洞口時，宜將鋼筋垂直墻面沿洞邊彎成90°的直鉤加以錨固。墻面穿墻S筋的空洞必須采用機械鉆孔。樓板穿筋孔洞也宜采用機械鉆孔。

2.3.3 土坯墻的破壞形式及加固

土坯墻房屋加固時應在下列部位采取拉接措施：

①每道橫墻應在屋檐高度處設置不少于三道的縱向通長水平系桿；并在橫墻兩側(cè)設置墻攬與縱向系桿連接牢固，墻攬可采用方木、角鐵等材料；②兩端開間和中間隔開間山尖墻應設置豎向剪刀撐；③山墻、山尖墻應采用墻攬與木檁條和系桿等屋架構(gòu)件拉接；④土坯墻、夯土墻厚度，外墻不應小于370mm，內(nèi)墻不應小于240mm。

煙道不應削弱墻體，應附設在生土墻內(nèi)側(cè)或外側(cè)的墻垛里并與墻體有效拉結(jié)；不得采用無連接的高門臉和女兒墻。夯土墻在上下層接縫處應設置木桿、樹枝、竹片等豎向拉結(jié)材料，如圖13所示。

3 紅河州農(nóng)村民居抗震安居建議

在農(nóng)村民居抗震設計上，應選擇對抗震有利的場地和地基，即應選擇地勢平坦開闊的地方作為建筑場地。在建筑規(guī)劃上，為使人口疏散和抗震臨時建筑留有余地，應使房屋建得不要太密。在抗震結(jié)構(gòu)方案的選擇上，應采用矩形、方形、圓形的平面布置。

減輕建筑物自重，降低其重心位置。建筑物所受地震荷載大小和它的重量成正比，如此，是減少地震荷載的最有效途徑，也是最經(jīng)濟的措施。保證使用合格的建筑材料且材料強度達到設計要求，確保施工質(zhì)量，設計圖紙齊全完整，并嚴格按施工規(guī)范進行施工，當條件具備時，最好采用減隔震設計措施。

地方政府應制定地震應急方案減災“系統(tǒng)工程”，即涉及到對災害的監(jiān)測—預報—防災—抗災—救災—災后重建與恢復等多個環(huán)節(jié)。制定破壞性地震應急預案和落實預案的各項實施條件是最根本的地震應急準備。破壞性地震應急預案是政府和社會在破壞性地震即將發(fā)生前采取的緊急防御措施和地震發(fā)生后采取的應急搶險救災的行動計劃[3]。

加強防紅河州抗震減災知識的宣傳力度，盡快提高廣大紅河州農(nóng)民的抗震減災意識，通過宣傳使廣大紅河州農(nóng)民盡快了解和掌握地震的基本常識，使他們知道只有做好抗震設防才能在地震來臨時保證他們的生命和財產(chǎn)安全，真正把地震災害降低到最低程度。同時，還要加強農(nóng)民在思想上意識到民居建筑抗震設防的重要性，在建筑房屋時想方設法高度重視房屋的抗震能力，從而逐步完成農(nóng)村民居的抗震設防任務。

應出臺一套完整的農(nóng)村民居建筑抗震設防技術標準，主要針對農(nóng)村農(nóng)民對于抗震設防無從下手的問題。紅河州地震部門應該聯(lián)合相關部門，根據(jù)農(nóng)村的地質(zhì)條件，建立一套完整的民居建筑抗震設防技術標準，使農(nóng)民能夠清楚在建筑民居工程進行抗震設防時，地址怎樣選擇，地基怎樣處理，墻體怎樣連接，抗震柱、圈梁怎樣使用合理，建筑材料怎樣合理選擇等等。只有使農(nóng)民心中有數(shù)，才能保證民居工程抗震設防達到標準要求。應加強監(jiān)管，對農(nóng)村的新房建設要采取一定的監(jiān)督措施，保證所建房屋達到農(nóng)村抗震設防標準。對于暫時無法建筑新房的農(nóng)民，對于抗震設防差或沒有抗震措施的舊房進行抗震加固，只有這樣才能盡快提高農(nóng)村整體房屋的抗震設防能力，才能按時完成在2020年前使農(nóng)村民居全部達到抗震標準的目標任務。

4 結(jié)語

歷次地震中的震害向人們一次次的敲響警鐘，提高農(nóng)村民居的抗震設防能力已經(jīng)是迫在眉睫，并且這也成為了紅河州防震減災事業(yè)的重要任務之一。總體來看紅河州農(nóng)村民居抗震能力普遍較差，尤其是偏遠農(nóng)村地區(qū)，地震發(fā)生時很容易遭受破壞。

本文針對紅河州農(nóng)村居民現(xiàn)狀，分析研究了紅河州農(nóng)村磚木結(jié)構(gòu)房屋加固改造的一個典型案例，展示了其加固的常用技術措施，同時給出了紅河州農(nóng)村民居工程抗震建議，可為紅河州農(nóng)村抗震安居工程提供參考。

隨著紅河州整體經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)村狀況越來越好，農(nóng)村住宅數(shù)量也越來越多，然而，通過對紅河州地震高發(fā)區(qū)的農(nóng)村建筑抗震能力的了解，必須要認識到農(nóng)村抗震的重要性，即農(nóng)村建設應根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展情況制定規(guī)劃，采取合理的結(jié)構(gòu)形式、保證材料和施工的質(zhì)量、保證抗震設防的要求[7]。只要大力加強抗震知識宣傳，努力提高農(nóng)民的抗震設防意識，形成自覺搞好抗震設防的共識，就能將未來的地震災害的影響減少到最低限度。

參考文獻：

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[3]皇甫崗，毛玉平.云南確定未來5年9大地震工作項目[N].云南省地震局，2001-11-05.