西安建筑科技大学土木工程学院土木工程系
摘要:我国中西部偏远山区农村地质条件差,道路交通不便。因为救援条件差,灾害发生时,山区遭受的损失重大,从而逐渐成为国家灾害防治的重点。本文详细论述生土建筑裂缝成因,并针对裂缝成因,提供裂缝修复与预防措施从而减小山区居民受地质灾害的影响。
关键词:房屋裂缝; 生土建筑; 地质灾害;
引言
生土结构,为未焙烧的土壤或建筑主要材料是简单加工的原始泥土,再结合木材等天然材料构建主体结构的建筑,主要分为掩土结构、土坯结构、夯土结构三种。[1]
中西部生土建筑抗震性能较差。近年来镇安县地质灾害频发,2008年受汶川地震影响,镇安县境内产生较大震感,众多山区房屋产生裂纹。同年镇安县境内部分村镇发生重大泥石流,房屋基础沉降量过大,并伴随有地基沉降,也造成较多的房屋发生开裂,产生裂纹。之后2011年11月2日镇安县西南地区发生2.6级地震,震源深度6千米。再次加深居民房屋裂缝的长度与深度。
经过对陕西省镇安县下属山区民居半个多月的现场调查与走访。统计数据显示,房屋结构中58.8%为生土结构,41.2%为石砌体结构、石木结构、砖混结构及砖木结构房屋。其中98.8%生土结构房屋都出现有或多或少的裂缝。房屋裂缝导致房屋渗漏,在一定程度上对房屋的刚度、稳定性等方面都有影响。大量数据显示,裂缝的产生和发展是一些地质灾害的先兆。分析裂缝成因,对山区地质灾害防护具有一定知道作用。
一、镇安县环境与房屋特点
(一)镇安县地理环境与气候
镇安县位于南秦岭印支褶皱地带。境内全体地势呈现出自西北向东南倾斜趋势。镇安处800毫米降水线和气温0℃分界线上,境内以山地为主,山势起伏不定,形成众多河流,高差为2257.6m。属于半湿润性气候[2]。年平均降雨量804.8毫米,年平均风速1.4米/秒,年均日照1947.4小时,年均气温12.2℃, [3] 。
境内土壤成土进程短,土壤中含有大量沙砾、石砾,耕性不良土层较薄,而且当地水土流失严重,导致土壤有机质含量逐渐减少。[2]
(二)镇安县山区房屋构造特点
镇安县地处南北交界,建筑风格兼具南北建筑风格特点。既有南方徽派建筑特色,也有北方四合院的气息。具有自由、天然的建筑格调和契合居民活动规律格局。
镇安县山区生土建筑多采用夯土结构。当地居民使用一种可以固定在墙体两侧的木板框架,两人通过往框架中填土与放置长木棍,并使用一种榔头,用力夯实土壤。
房屋整体根本形制是坐北朝南。房屋共有4到5间,每间房屋面积约为20-30平方米。院落大门多开向南方,庭内宽阔,是人们穿行、采光、乘凉、娱乐的场所。[4]
二、山区生土结构房屋裂缝类型
根据镇安县农村山区居民房屋的裂缝现象分为工程裂缝与灾害裂缝。
(一) 工程裂缝
1. 胀缩裂缝、压致裂缝、通缝
胀缩裂缝表现为房屋墙体出现的杂乱无章的细纹。压致裂缝表现为房屋大梁或檩条下出现的垂直裂纹及斜裂纹。通缝表现为相连墙体泥浆缝贯通或深入土坯中出现泥浆缝,从而形成斜裂缝或者垂直裂缝。
胀缩裂缝、压致裂缝主要是纵、横墙裂缝和墙根裂缝。
房屋纵、横墙裂缝主要为斜裂缝与垂直裂缝。多为连通或不连通的裂缝,呈现出杂乱无章的状态。在墙身、夯土连接处出现较多,裂缝宽约1—10mm左右。墙根裂缝是垂直的狭窄裂缝,由于镇安县属于半湿润性气候地区,降雨量较大,同时土壤具有胀缩性,又容易遭受雨水冲刷。在山区居民建筑中很少有散水等设计,导致生土建筑墙根容易受到雨水冲蚀。
(二)灾害裂缝
地面整体裂缝有朝同一个方向滑动趋势,形成的贯通不规则裂缝或断断续续的弧形裂缝
1.房屋地面裂缝
地面裂缝多呈现直线型与弯曲波浪型,与墙体裂缝连接较多,宽约5-10cm。
2.地面开裂错位
地面开裂错位现象较少,主要是较长距离的小型地裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆裂缝宽约5cm
三.山区生土结构房屋裂缝成因分析
土墙墙体开裂是因为内主拉应力过大导致,裂缝呈现出倾斜的倒“八”字形或正“八”字形。多发生在墙体相交处,房屋大梁、檩条下方、以及墙根部位。同时由于部分地区是由于发生滑坡灾害或者地基的不均匀沉降发生地面开裂。墙体裂缝产生主要原因如下:
1.墙体材料和温度变化
居民在建设生土建筑时,为便于夯实,选择或者人为导致土壤湿度较大。生土建筑在风干过程中,由于外界温度变化,建筑易产生胀缩裂缝;同时存在雨水、大风等外界侵蚀,导致墙根容易发生蚀孔。
2.墙体组砌方式
平砌的墙体中的裂缝利用墙体土坯中的竖向泥浆缝发展为竖向通缝。此时墙体仿佛被分割为独立墙体条。最终独立墙体条失稳,竖向通缝发展为贯通裂缝。[4]
3.房屋设计结构形式
房屋出现的开裂、坍塌等现象,说明是由于局部受压过大产生的裂缝导致。这类裂缝的出现是墙体的局部承载力和高厚不合格导致的。
4.建筑施工质量
部分生土建筑缺少留槎及必要构造措施,例如相接触墙体间搭接长度不合格。再者山区建筑墙体本身建筑材料,往往就地取材,无法保证墙体所需强度,致使施工质量不合格。这些将导致生土建筑墙体产生裂缝。
5.地基沉降与滑动
走访中发现,山区房屋地基多使用半填半挖型。[5]并且房屋选址不合理,当选址在滑坡体上时,在经过长时间降雨后该坡体容易发生滑动,容易产生弧形不连续裂缝。
在长宽比较大的生土建筑中,山区常在地基中部回填砂石,使中部地基坚硬,导致两端沉降大于中部,因墙体形成的主拉应力而出现裂缝。[6]
四.裂缝修复及预防措施
(一)裂缝修复措施
1. 由于墙体温度变化所造成的主拉应力裂缝,在的修复过程中,加强墙体的保温工作。例如在外墙体涂抹泥浆或砂浆。
2.针对房屋组砌方式产生裂缝,使用泥浆重新做面层处理;裂缝宽度较大时,使用泥浆浸润裂缝口,再夯土加固墙体。
3.针对房屋地基沉降,通过增强房屋基础附近土壤强度来加固房屋基础。
(二)裂缝预防措施
1.设计及材料:
(1)增高生土结构房屋石砌地基高度,同时设计散水,防潮层等,避免雨水侵蚀。
(2)增设梁垫,合理增加圈梁、构造柱。[6]
(3)加强房屋保温隔热层设计。
2.房屋选址:
(1)当地政府有关部门利用大数据判断山区地质灾害易频繁区,有规划的指导民居建筑,对居民房屋建设进行灾害评估。
(2)提醒使用者选址在坡体地段,应留意构建房屋支挡工程。
五.结语
国家对偏远山区的逐渐重视,山区灾害防治逐渐成为重点。笔者通过对镇安县山区生土结构建筑的现场调查,分析房屋裂缝的成因与规律,并针对相关裂缝问题给予建议,为中西部山区生土建筑建设提供参考,减少地质灾害对村民的影响。
参考文献:
[1]王明海 我国企业内部薪酬结构研究综述 郑州大学学报 2011
[2]镇安县(地理)-气候 - 搜狗百科 [Z]http://baike.sogou.com/v117977.htm?fromTitle=%E9%95%87%E5%AE%89%E9%95%87
[3]镇安县(地理) - 搜狗百科 http://baike.sogou.com/h117977.htm?sp=l45933591
[4]曾敏儿 岭南建筑淡意 建筑与环境 2013
[5]胡国庆 农村生土结构房屋现状分析与研究 工程抗震与加固改造 2015
[6]周庆杰 砖混房屋裂缝的分析与防治 城市建筑|建筑论坛
徐龙康(1996-),男,陕西商洛市人,民 族:汉 职称:无(在校学生),学历:本科。研究方向:土木工程,。
论文作者:徐龙康
论文发表刊物:《基层建设》2016年35期
论文发表时间:2017/3/23
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