邢台西部山区农村房屋现状调查及抗震性能

2022-07-22刘贾贾范志伟

华北地震科学 2022年3期

刘贾贾，温超，范志伟，杨凡，刘龙

（河北省地震局, 石家庄 050021）

0 引言

历次地震表明，地震造成的损失主要是由建筑物倒塌和次生灾害造成的。近年来，许多学者对各地的农村房屋抗震性能进行了调查分析，通过对天津、山西北部、广西、广东、张北等地区农村民居抗震性能进行调研得到这些地区农村民居的现实情况、影响因素、薄弱环节等，并给出对策建议，为这些地区的农村民居抗震减灾工作提供参考[1-5]。

邢台市地处太行山脉南段东麓和华北平原交汇处，境内地势西高东低，东部为平原，西部为丘陵和山区。邢台地区历史上曾发生多次6级以上大地震，有记录的大小地震有70 000多次。其中，近年破坏最大的地震为1966年的宁晋7.2级地震、1966年的隆尧6.8级地震，波及142个县市，造成大范围的破坏和人员伤亡[6-7]。邢台西部山区主要是农村民居，没有经过正规的抗震设计，农民抗震意识薄弱且缺乏技术指导，房屋质量参差不齐，造成了该地区房屋的抗震性能较差。本文通过对该地区农居进行实地调查和抗震性能分析，为该地区震后农居损坏提供数据参考，为政府的防震减灾工作提供信息支撑。

1 调查范围和内容

邢台地区自西向东为山地、丘陵和平原，由于山地位于邢台地区西部称为西部山区（图1）。调查范围为邢台西部山区，该地区包括信都区、临城县、内丘县、沙河市4个区县的西部山地，以500 m等高线与丘陵为界，面积约占邢台市总面积的15%。该地区地质情况复杂，山高坡陡，岩石裸露，属于地质灾害多发区。

调查点在综合考虑地形地貌、房屋、经济等多方因素以及将邢台山区平均覆盖的原则，对信都区、临城县、内丘县、沙河市4个区县位于山区的村落进行抽样调查，共涉及乡镇11个、村落12个(表1)、调查村民2 789户。调查点情况见表1，邢台西部山区范围及调查点分布见图1。

表1 调查点列表

图1 邢台市地形地貌及调查点分布图

以到村到户的方式进行信息采集，调查对象为调查点村落中在用房屋及新建房屋。先对村落周边环境进行调查，对地质灾害、交通等情况进行分析；再到村委会对该村的人口、户数、经济、房屋等情况进行询问；最后在村内实地调查房屋的建造年代、建筑材料、结构类型等信息。

2 调查区房屋结构特点及抗震性能分析

据调查，邢台西部山区耕地少，村庄分布较为分散，村落分布在山间平原、山间沟谷等坡势较缓地区。山区群众就地取材，建筑物以石基础为主。早期建筑物以石头为主要建筑材料，近年的砖混建筑存在少量同时使用石头和砖2种建筑材料的情况。经调查，该地区农村住宅建筑类型以石木、砖混2种结构为主，少量砖木结构房屋；单层房屋为主，少量二层房屋（表2，图2）。村落存在一些石木结构房屋已经无人居住，此类房屋不在本次房屋统计范围。

表2 调查区建筑物类型及数量

图2 建筑类型所占比例

邢台西部山区农村住宅的建设年代跨度较大（图3），从1949年建国前到2020年，很多建国前的建筑仍在使用中。该地区房屋的房龄大多在40～50 年之间，20世纪80年代前房屋以石木结构为主，80年代后建造房屋的材料渐渐由石头堆砌过渡到了砖混结构。

图3 建筑物建造年代比例图

2.1 石木结构

石木结构房屋主要建于20世纪80年代及以前，主要为单层（图4a），少量二层（图4b），采用石基础。墙体为采用经过简单处理、较为规整的条形石块或未经处理的毛石；有些墙体中间填充碎石，石块间直接堆砌或砂浆粘连，外用石灰勾缝美化；采用横墙或纵横墙混合承重，无圈梁、构造柱。石木房屋的屋顶采用木屋顶，上覆石板，很少出露挑梁。

石木结构房屋为邢台西部山区早期的主要建筑物类型，建筑材料就地取材、成本低、没有任何抗震设施、抗震性能差。石木房屋建造年代久，未进行过抗震加固，墙体构造形式均造成了较大的震害隐患。

2.2 砖木结构

砖木结构房屋多建于20世纪90年代。离丘陵和平原较近的村落，少量经济富裕的家庭采用砖为主要建筑材料，单层，内24 mm墙，外37 mm墙（图4c）。砖木房屋的屋顶采用木屋架，木檩条上覆条形石片或砖，很少出露挑梁；无上下圈梁，无构造柱。

砖木结构建筑物在邢台西部山区占比很少，屋架与承重墙体、檩条与墙体连接性差；墙体采用白灰或混合砂浆，砂浆强度低，没有抗震设施，房屋的抗震性能较差。

2.3 砖混结构

砖混结构房屋建于20世纪90年代及以后。墙体材料为普通砖，大部分为混合砂浆粘连，少量水泥砂浆；内24 mm墙，外37 mm墙。单层房屋占比为90%以上，其中70%房屋无圈梁、构造柱，20%房屋有圈梁无构造柱，10%房屋有圈梁和构造柱（图4d）；二层房屋层层设封闭圈梁，楼梯外墙四角处设有构造柱，混合承重（图4e）。屋顶采用钢筋现浇或预制板，其中80%以上为现浇顶，屋檐出露，预制板屋顶有水泥挑梁。

图4 建筑物结构类型

砖混结构房屋是目前邢台西部山区的主要房屋类型。初期由于经济条件限制及居民的抗震意识较差，房屋无圈梁、构造柱，有过梁，采用白灰或混合砂浆填充，砂浆强度不够，抗震性能较差；中期增加了上下圈梁，主要采用混合砂浆，有一定的抗震性能；后期居民抗震意识增强，在经济可承受范围内增加了上下圈梁、构造柱，采用水泥砂浆，抗震性能得到显著提升。但是该类房屋存在门窗开洞较大，房屋跨度大等情况，不利于建筑物抗震。

3 房屋震灾隐患

3.1 地质灾害隐患

邢台西部山区地质灾害类型主要有崩塌、滑坡、泥石流等[8]。在对该地区进行实际调查时发现，村落多依山而建，为狭条形分布，村落周边地质灾害点较多（图5a）。村落的房屋多建在山脚或者山谷间，部分房屋建在斜坡或者崖边，部分房屋距离山体的距离不足1 m，当地震发生时房屋很容易受到地震次生灾害的影响。

图5 房屋抗震缺陷

3.2 场地、地基较差

场地是房屋建造的基本条件，大部分村落房屋建在冲积平原或山间峡谷，少部分建在缓坡，地势不平，处于不利地段（图5b）。现场调查过程中发现农村居民建造房屋以原始村落为建造地，未对村落所处的地质条件进行勘探，选址不合理。

当地地基处理及建造缺乏专业指导，地基采用石料为主，大部分使用条石、少部分使用碎石，地基不实，容易发生不均匀沉降，导致房屋不稳及开裂，地震时会加重房屋震害。在调查过程中发现少量房屋地基已开裂。

3.3 结构布置不合理

本地房屋结构布置相似，是按照当地房屋传统习惯进行设计建造。砖混结构房屋以正房5间为主，石木结构房屋以3间为主。房屋单间开间最大为5.8 m，进深最大为8 m，没有相应的梁柱对房顶进行支撑，地震时极易发生坍塌。墙面门窗开间过大，容易产生“八字”、“X形”裂缝，降低了房屋抗震性能（图5c）。

3.4 房屋质量较差

山区房屋的建造选用本村或者邻村的施工人员进行修建，施工人员技术较差，房屋的质量难以保证。在材料选取方面因地取材，大部分房屋使用本地毛石、白灰砂浆进行砌筑。20世纪90年代开始使用砖和水泥砂浆，但是水泥砂浆的比例没有标准，这些都降低了房屋的质量，影响了房屋抗震性能。

3.5 缺少抗震措施

圈梁和构造柱是增强房屋抗震性能的建筑措施。本地房屋在建造时局限于经济水平及施工人员的技能，石木结构房屋基本未设置圈梁和构造柱，砖混结构房屋大部分没有抗震设施，不能满足房屋的抗震性能要求。

3.6 房屋开裂、外部构建脱落隐患

该地区石木结构房屋建造年代长，60%以上石木结构房屋年久失修，出现了墙体开裂（图5d），开裂程度从轻微到严重不等，群众不具备加固房屋的技术能力，往往只对开裂部位进行砂浆勾缝，造成极大的震害风险隐患。部分房屋存在外部构件，如空调（图5e）、女儿墙（图5f）、屋檐石片堆砌出露（图5g）等，地震时易造成次生灾害。

3.7 硬山搁檩坍塌隐患

大部分石木结构房屋的屋顶采用木屋架，木头直接放置到石墙上，并在木头之间搁置檩条，屋架与墙体之间无连接，是为硬山搁檩。该地区檩条用屋顶石块压盖，石片较薄，与木屋架亦没有连接，地震时很容易造成屋盖坍塌（图5h）。

4 房屋抗震性能与经济、人口、交通的关系

经过调查得出，砖混结构房屋的抗震性能优于砖木结构，砖木结构优于石木结构，砖混结构房屋占比越多，村落的抗震性能越好。房屋抗震性能和本地的经济、人口、交通存在着一定的联系，通过对砖混结构建筑物占比与本地经济、人口的关系进行对比分析，得出农村房屋抗震性能和经济正相关，经济条件越好，房屋的抗震性能越高；农村房屋的抗震性能和老年人占比负相关，老年人占比越高，村落房屋的抗震性能越差（图6）。