鄱阳县昌洲乡农村自建房抗洪性能调查与分析

蔡 飞，李大浪，官 伟

（中国瑞林工程技术股份有限公司，江西南昌 330038）

昌洲乡位于江西省鄱阳县东南部，是昌江中下游的一个江心洲，整个乡的防洪屏障是约10 m 高的环洲土体坝。由于昌洲乡地势较低，人们在生产和生活过程中长期不断地挖取坝内土壤，使得坝内80%的地面低于昌江水平面。2020 年6 月，当地出现了长时间暴雨，导致昌江出现超1998 年的特大洪水高水位。在高水位和大雨的共同作用下，7 月9 日，土体坝东南段坝体垮塌约百米，洪水冲入洲内，大部分地区被淹，受淹最深处已至二楼。尽管人员得到及时转移，缺口也及时被堵上，但是由于受淹面积大，坝内地势低，只能靠大功率水泵排洪。直至9 月18 日，坝内仍有部分积水，道路无法完全畅通，全乡大部分房屋经历了近50 天的洪水浸泡。

随着全球气候变化，极端天气出现的频率增加，洪灾对人民群众生产、生活的影响越来越大。尤其是对于农村居民而言，洪灾对农村自建房的破坏更为严重。这是由于农房从规划选址到设计施工，凭借的是当地农村工匠师傅的经验，缺乏规范管理，因此抗洪性能远远低于城市建筑。本文拟通过对洪水过后鄱阳县昌洲乡农村自建房进行调研，找出农村自建房建设中存在的问题，为新农村建设提供技术支持。

1 江西农村自建房主要结构型式

受自然环境制约，昌洲乡自然资源有限，地少人多，为避免房屋受淹和充分利用有限的宅基地，当地农村自建房都是沿圩堤而建，房屋的密度较大。同时，随着经济条件的不断提高，农村自建房的建材和结构型式也在不断更新，房屋的层数越来越高。

江西农村自建房主要结构类型有砌体围护—木结构、木屋顶—砌体结构、多层砌体结构、底框砌体结构和多层钢筋混凝土框架结构。

1.1 砌体围护—木结构

砌体围护—木结构房屋基本为20 世纪的老房屋，每个村仅剩两三栋。砌体仅作为外围护结构，内部分隔采用木板墙，水平和竖向受力构件均为木结构，采用木柱、木梁和木檩条，屋面为青瓦。经过当地工匠长期的经验积累，为防潮和防洪，木柱底部、门洞口、房屋转角处和墙底约50 cm 均采用条石，上部墙体采用半砖厚空斗墙。砌体围护—木结构房屋如图1 所示。

图1 砌体围护—木结构房屋

1.2 木屋顶—砌体结构房屋

木屋顶—砌体结构房屋以砌体墙体为竖向承重构件，木结构（木梁和木檩条）为主要屋面的竖向和水平受力构件，简单搁置在纵横墙上，屋面为青瓦、树脂瓦或压型钢板。该结构型式较少用于房屋主体结构，多数用于主体房屋旁的辅助用房，如厨房、卫生间和储存间等。木屋顶—砌体结构房屋型式如图2 所示。

图2 木屋顶—砌体结构房屋

1.3 多层砌体结构房屋

多层砌体结构房屋以砖墙为竖向承重构件，钢筋混凝土楼面和屋面为水平受力构件。为节约成本，一般二层以上墙体多采用一砖厚空斗墙。此结构型式是目前当地农房主要的结构型式。多层砌体结构房屋如图3 所示。

图3 多层砌体结构房屋

1.4 底框砌体结构

底框砌体结构房屋主要是由于用地受限，只有将房屋建在水塘或者河道边。底层采用钢筋混凝土框架，上部为砌体结构。底框砌体结构房屋如图4 所示。

图4 底框砌体结构房屋

2.5 多层钢筋混凝土框架结构

多层钢筋混凝土框架结构房屋水平受力构件是钢筋混凝土板和梁，竖向受力构件是钢筋混凝土柱，墙体只是起分隔和围护作用。多层钢筋混凝土框架结构房屋型式如图5 所示。

图5 多层框架结构房屋

2 洪灾后房屋的破坏特征分析

虽然，2020 年洪灾的水位超出了1998 年的洪灾水位，但是得益于防洪监测水平和房屋建设水平的提高，洪灾导致的房屋损毁情况远小于以前的破坏。洪水对于农房的直接和间接作用主要有：1）洪水的浪涌力。洪水的浪涌力是以水平方向垂直作用在建筑物外表面上的力，通常与浪高的平方成正比。圩堤坍塌前，堤内外的水位高差已有5～6 m；圩堤倒塌时，洪水一泻而下，此时的浪涌力远大于静水压力，可将坍塌段河堤上部的混凝土路面冲出30 m 开外。此作用力主要是对受洪水直击的房屋影响比较大。2）洪水的浮力。洪水的浮力指建筑浸没在水中所受的上托力。洪水进入圩堤后，圩堤内水位逐渐上升，对淹没在水面下的房屋各部分都有浮力，尤其是水平构件，如房屋的地板、楼板甚至是单层房屋的屋面。3）洪水的拖曳力。洪水的拖曳力指水流绕过建筑物后或者是进入房屋内产生的推向洪水来向的力。4）洪水中夹带物的撞击力。洪水出现时会带着树木、船体等各种漂浮物一起流动，甚至会裹挟着石块或混凝土块等夹带物。当房屋处在洪水流经的路线上时，水中物体就会对房屋产生撞击力。5）洪水对房屋地基中土的渗透作用。当原地基土的密实度不够，或者持力层选择不对时，洪水的浸泡会导致空隙水压力增加，使土体内有效应力减小，强度降低，引起土体自重应力增加，抗力减少[1]，导致未压缩的地面开裂，房屋内部墙体下陷开裂或者房屋倾斜。在这些作用下，对农村自建房产生的破坏情况主要有以下类型。

2.1 门窗破坏

门窗破坏的情况有：1）洪水到来时，在洪水位以下的门窗，主要是底层门窗受洪水的浪涌力和浮力作用，被整体冲落或者门页被冲破，如图6 所示。2）在长期浸泡下，木制门和有夹层的钢制门被泡散、泡烂，如图7 所示。

图6 门窗被冲毁和脱落

图7 门被浸泡破坏

破坏成因分析：1）门窗制作时未考虑抵抗洪水的浮力和浪涌力，导致门窗自身强度以及门窗与墙体连接件的强度不足，所以在此次将近5 m 深洪水的浪涌力作用下，门窗基本都被毁坏。建议行洪区或蓄洪区的房屋中位于洪水水位线以下的门窗，采用能经受洪水浸泡和洪水浪涌力的专用门窗，加强门窗与墙体的连接，采用更多的连接螺栓和埋在墙里的固定件。2）门自身的耐水性和密闭性不足。对于洪水水位线以下的大门和室内门避免选木门或者内包吸水材料的防盗门。尽量选择不易生锈和不吸水的不锈钢或铝合金门。

2.2 地面破坏

地面破坏的主要情况有：1）地基下沉导致的地面下沉开裂，出现无规则裂缝；2）在水浮力作用下，地面反拱开裂，如图8 所示。

图8 地面破坏

破坏成因分析：1）当地面以下的地基回填密实度不够或者回填材料选择不对时，由于洪水浸泡，地板底下的土体从非饱和状态进入饱和状态，土体的自重应力增大带来的沉降增大，导致地基与部分地面地板脱离，出现悬空。地面地板从均匀受力和仅直接将力传递给地基状态，变成楼板的受力状态；而一般底层地板的厚度薄且不配筋，素混凝土抗弯能力弱，极易开裂，从而出现大面积裂缝。建议加强对回填土的夯实或者直接按照架空楼层设计施工。实地观察到采用此方法的农房地面基本未出现破损。2）房屋基础下有泉眼。房屋选址时，未注意到泉眼的存在，当洪水到来的时候，泡泉水量增大，基础底部的水不能及时排出，导致底层地面的受力状况如同水池底板，此时若地板无配筋或者配筋不足，很容易使其在水浮力的作用下被拱裂。防裂处理方法：（1）采用堵的方法，用混凝土封堵泡泉，避免板底承受水压力，但是要注意观察泡泉是否会从其他位置冒出；（2）采用疏导的方法，埋设一定的水管，引导泡泉及时排走，不在房屋底部汇聚，分散掉水的压力，但要注意流水是否会带走部分地基土而出现孔洞，反而导致沉降加大。

2.3 地基不均匀沉降

地基不均匀沉降的情况有：1）房屋在建设时，未将基础放置在同一地基上，在附加应力的作用下，软硬不一的地基沉降量不同，最终导致房屋倾斜，地面出现大量裂缝，墙面开裂。2）由于新旧房屋间距太小，新建房屋将基础埋置在老房屋基础之上，导致老房屋一侧基础受荷增大，地基沉降量加大，老房屋倾斜倒向新建房屋而发生碰撞，两栋房屋的墙体都出现裂缝。3）未做内墙基础，并未与四周墙体拉接，或者内墙基础浅于四周墙基础。当室内墙体沉降大于四周墙体时，内墙就被拉裂，与上部和四周墙体脱开。地基不均匀沉降情况如图9 所示。

图9 地基不均匀沉降

破坏成因分析：1）农村建房用地受限，为充分利用审批到的土地，房屋的基础一部分落在实地上，一部分落在水塘或者河道中；并且由于房屋建造者对地基沉降认识不够，基础埋置深度只参照了常规基础深度，未能落在可靠的地基上，最终出现地基沉降不一致、房屋大角度倾斜的现象。2）农村建设中未对整体建设进行规划，房与房之间未留出足够的间距，容易出现新建房屋基础压在老房基础上。随着房屋楼层的增加，带来的上部荷载导致基础沉降不均匀，房屋出现倾斜。3）农房在建设时，不重视内墙的构造做法，忽视为内墙设置基础，甚至直接将内墙砌在地面上，导致局部荷载较大，地基不牢靠，而带来较大的沉降。

建议方法：在房屋建设时，充分弄清楚地基条件，根据新建房屋的高度和类型，选择合适的基础型式，从而保证房屋的沉降量、沉降差都不会超出规范要求，而影响到上部结构的安全。

2.4 墙体破坏

砌体墙是当下农房采用最为广泛的型式，洪灾下其破坏情况也最为复杂，主要有：1）在墙体的转角或者门洞位置竖向有贯通缝；2）受到洪水的冲击，整片墙被推倒；3）洪水夹带漂浮物体撞击墙体，导致墙体开裂或者破洞。墙体破坏情况见图10。

图10 砌体墙破坏

破坏成因分析：1）墙体未采取必要的构造措施，如设置构造柱、圈梁或者是拉接钢筋，由于墙体之间未设置有效拉结或者拉结数量不足，导致房屋四周的纵横墙不能相互支撑，形成不了有效的受力整体，成为孤立的受力构件，抵抗外力和地基沉降能力弱；2）墙体自身强度不足，当地习惯采用半砖厚的空斗墙，尤其是单层房屋，墙体的高厚比远大于《砌体结构设计规范》[2]的允许值，在洪水的水平浪涌力作用下极易失稳破坏；3）墙体局部抗撞能力不够，特别是空斗墙，由于内部是空心的，在局部撞击力作用下，很容易开裂。

建议方法：1）按照规范和图集要求，合理布置构造柱和圈梁，尤其是在房屋的转角处和屋顶处，保证墙体能成为共同受力的整体；2）在洪水位以下的墙体，尽可能采用实心墙体，而且采用水泥砂浆进行砌筑。

2.5 木屋架破坏

木屋架破坏情况主要表现为当洪水水位超过单层房屋高度时，洪水的浮力将整个木屋架托起，带着整个屋架移动，导致屋架与墙体连接处破坏，屋面瓦脱落，墙体倒塌。此部分破坏较为严重，如图11 所示。

图11 木屋架破坏

破坏成因分析：农村普遍认为木结构搭制的屋面隔热性能好，且施工简单，成本低，所以主要将此结构型式用于辅助用房。由于屋面瓦自重较轻，小于洪水产生的浮力，而且墙体顶部未设置圈梁与木梁无可靠拉接，整个屋面会被洪水托起漂动。待洪水退去后，木屋架就无法回到原位置。

建议方法：选择合适的屋面瓦，尽量利用其自重抵消可能的洪水浮力。木结构支座处设置圈梁，与墙体进行可靠连接。

3 结论

随着国民经济的快速发展，农村生活水平有了很大提高，建房的用材用料和施工水平与城镇之间的差距已逐渐减小。通过此次对洪灾后的房屋调查和分析，在日后的农房建设中，需要注意如下问题：1） 农村自建房在重视房屋上部结构的美观和安全的同时，应提高对地下基础和地基条件的重视。目前我国正进行新农村建设，可以村或者乡镇为单位，进行规划建房区域内的地质勘察，确保农村自建房能在合理的场址和地基持力层上进行建设，确保农村自建房的长期安全。2）重视房屋结构的构造措施。可由当地建设管理部门推荐因地制宜的图集或者标准图，引导农民把建房的资金用在有用的地方。