劉硯山
鄭州大學土木工程學院2010級研究生(450000)
我國地理位置十分特殊,位于環太平洋地震構造系和歐亞大陸地震構造系兩大地震構造系的交匯區域,是地震多發國家之一。據統計,1900年-1980年,我國發生6級以上地震606次,8級以上地震8次[1]。2008年5月12日,四川汶川發生里氏8.0級大地震,近7萬人死亡,30余萬人受傷。房屋倒塌和破壞是地震中人員傷亡主要原因之一,地震后震害分析得出,倒塌破壞最重最多的是磚木和砌混等村鎮房屋[2]。因此,為保障人民群眾生命財產安全,做到防患于未然,應對歷次地震中表現較差的村鎮房屋進行抗震性能調查,為提高村鎮房屋抗震性能提供事實依據。
本文通過對鄭州市典型的都市村莊陳寨、大鋪等數十個村莊實地調研,分析影響都市村莊建筑抗震性能的因素,為提高其抗震性能提供參考。
鄭州市現階段存在大量都市村莊,據不完全統計,截至目前鄭州市建成區以內都市村莊已達143個。這些都市村莊建筑多以多層砌體結構和底框結構為主。為獲取高額房租,村民在自己的宅基地上要么把老房扒掉重新建設更高的房屋;要么在原有房屋基礎之上再加層增高,周而復始。為了節約成本,在建造的過程中,房屋不經正規設計,建筑材料質量把關不嚴,并且大多情況下是由農民組織的施工隊施工,施工質量難以保證,具有很多安全隱患。
根據調查統計的情況來看,鄭州市都市村莊建筑超層和加層的比例大,構造柱設置不足,樓梯形式不合理;房屋建設過程中缺乏管理和規劃,建造方法不規范、不合理,基本上處于自行建造的狀態,忽略了房屋結構的合理性和抗震性能。總體而言,房屋抗震性能薄弱,存在安全隱患。
1)樓梯問題
樓梯間缺少屋蓋側向支撐,比較空曠,屬于空間剛度較弱區域,在地震中易遭破壞,是砌體房屋抗震薄弱環節。在調研中發現,鄭州市都市村莊樓梯普遍采用懸挑式樓梯。這種樓梯形式是預制鋼筋混凝土L型板懸挑樓梯,懸挑板橫截面尺寸約300 mm×200 mm×4 mm,長度 1 200~1 300 mm,深入墻體200~240 mm。 文獻[3]第7.3.8條規定,“不應采用墻中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯”,因此此類樓梯形式明顯不符合規范要求,屬于抗震薄弱部位。
2)圈梁構造柱問題
唐山大地震中證明磚砌體中設置圈梁構造柱對防止房屋倒塌是有效的。設置構造柱,可以提高墻體的抗剪能力,增強墻體的變形能力和延性;設置圈梁,可以增強縱橫墻的連接,有效抵抗地基不均勻沉降。在墻體開裂后,構造柱可以與圈梁一起有效的限制墻體的散落,阻止墻體的突然倒塌。
為了節省資金,都市村莊建筑很多沒有設置構造柱,甚至一些房屋屬于無筋砌體,房屋整體性能差,延性不足。相比構造柱,設置圈梁的房屋比較多,截面尺寸大多采用 240 mm×(180~240 mm),但是圈梁設置部位不是十分合理。為了省去過梁,一些村莊通常把圈梁設置在門窗上部,然后在圈梁上方砌筑幾皮磚左右,之后放置預制板。文獻[3]第7.3.4條規定,“圈梁宜與預制板設在同一標高處或緊靠板底”。因此,圈梁設置部位不是十分合理,施工缺乏正確的抗震構造指導,造成材料利用率不足。
3)超層加層問題
超層是都市村莊建筑不同于普通村莊建筑的顯著特征之一。這些都市村莊依靠“租賃經濟”生存,為了在有限的宅基地上獲得更多的租賃費,超規建設是主要途徑。在大鋪隨機統計的52座房屋中,40.4%的房屋超過7層。作為鄭州市最大的都市村莊陳寨,10多層的砌體結構房屋十分普遍,令人觸目驚心。
而房屋加層主要源于兩點:①用于房屋出租,在高額租金的誘惑下,房東充分利用空間,加層建造;②獲取更多拆遷補償,村民在獲知拆遷后,為了能得到較多補償,迅速在自己房屋上隨意加層,至于安全問題,由于房子要拆,也就不太在意。在都市村莊之一的祥營調研中,隨機統計了61座房屋,屬于加層的有38座,達到62.3%,這些加層房屋忽略了房屋抗震性能和地基基礎承載力是否滿足要求。
4)建筑材料質量低
通常,房子為房東自家建造,建筑材料質量應該比較好,但黑朱莊和劉莊的垮塌事故,卻用事實說明,情況并非如此。據調查,村民們雖然蓋的是新房,并且高度有的達到高層,但很少有人使用非常優質的建筑材料。原因很簡單,隨著都市村莊改造步伐的推進,這些民房最終將被拆除。京沙快速安置房建設中出現的墻體材料問題,再一次說明劣質墻體材料依然存在,用劣質材料建造的達到“高層”的砌體房屋,抗震性能實在令人擔憂。
5)房屋施工不規范
在本次調研中和一位從事建筑施工的師傅就村鎮房屋施工進行了交流。在交流中發現,村民在建房中主要依據當地施工隊匠人經驗,這些施工隊伍大多是不規范的,是農閑時組織起來的,沒有相應資質,缺乏監督管理,憑借不科學的經驗建房,施工質量難以保證,有很大的質量缺陷。
從調研的結果來看,鄭州市都市村莊住宅抗震形勢嚴峻,大多為自籌自建,不經過抗震設計,存在大量不滿足抗震規范的地方。同時,由于受“租賃經濟”影響,都市村莊房屋加層和超層現象令人觸目驚心,存在重大安全隱患;受拆遷因素的影響,導致建筑用材質量不高;房屋施工也大多由農民施工隊施工,無資質、無監理,質量難以保證。
為保證廣大外來務工人員和本村村民的生命財產安全,切實做到“大震不倒”這一基本道德人文關懷,應以唐山、汶川地震震害為警鐘,采取適當措施改善鄭州市都市村莊房屋抗震性能,提高房屋的抗震、抗倒塌能力。
[1]李國強,李杰,蘇小翠.建筑結構抗震設計(第二版)[M].北京:中國建筑工業出版社,2008.
[2]清華大學土木工程結構專家組,西南交通大學土木工程結構專家組,北京交通大學土木工程結構專家組.汶川地震建筑震害分析[J].建筑結構學報,2008,29(4):1~9.
[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB 50011-2010,建筑抗震設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2010.