土房子真的要消失了吗?专家:抗震夯土建筑技术了解一下

2024-07-17 00:11:30发布    浏览168次    信息编号:79102

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土房子真的要消失了吗?专家:抗震夯土建筑技术了解一下

土楼抗震,我能行!

那么,我们真的要告别既经济环保又有特色、适合村民日常生活的土房了吗?其实,建筑、土木工程方面的专家已经想出了让土房抗震的办法。如在2008年开始的四川会理马鞍桥村灾后重建、2014年开始的云南鲁甸光明村灾后重建中,香港中文大学、西安建筑科技大学、昆明理工大学等高校合作研究和实践了一种新型的抗震夯土建筑技术。这项技术简单易懂,操作难度也不太大,非常适合村民学习和使用。

首先,地基要牢固。过去,马鞍桥村村民盖房子时,不太重视地基,混凝土的使用也并不普及。所以,地震一来,地基首先就会垮掉,地基上的墙肯定撑不住。所以,如果一定要用一些水泥来保证房子的稳固,就一定要用在地基上。

然后土墙内嵌一些构造柱、圈梁,对墙体进行“支撑”,就像肉里有骨头一样,就算剧烈摇晃,屋顶、楼板也能支撑住,不会倒塌砸到小孩和花草。

红色部分代表基础、构造柱和圈梁,形成一体化框架结构。图片来源:欢乐多

有了“骨头”还不够,还要提高“肉”的强度,让它更结实。比如在土里加入极少量的石灰或水泥(约5%),就能大大提高土墙的强度。另外,你还在用木制的夯锤手工夯土吗?out!赶紧换成铁夯锤,或者用小机器代替手工,也能大大提高夯土的密实度,让墙体更加坚固。

上图:2009年马鞍桥村灾后重建,村民用一头木一头铁的捣固锤将墙体夯实。下图:2014年光明村灾后重建,村民用手持电动捣固机。图片来源:莉莲欢乐多

另外,土墙中加入一些竹筋、木销等,也能起到一定的粘结作用,就如同混凝土中加入钢筋一样,可以让墙体不那么容易“倒塌”。

马鞍桥村工人正在打入竹筋和木钉。图片来源:莉莲欢乐多

合理设置防震缝也能起到一定的抗震作用。简单来说就是把两个形状相对不同的建筑体量隔开,不连在一起。这样地震来了,两部分就会以不同的节奏摇晃,你摇你的,我摇我的,互不影响,互不牵连。

马鞍桥首栋改建住宅:二层与一楼连接处设置防震缝。图片来源:莉莲欢乐多

它有多可靠?我们来做个实验看看

说了这么多,上述这些措施真的能拯救地震多发区的夯土建筑,让它们重获新生吗?为了更有说服力,抗震土房还需要通过实验来检验。

第一步是检测墙体的强度。实验室的检测方法是从夯筑好的墙体上切下土块,用机器对土块进行剪切或压制直至破坏,检测土块的剪切强度和抗压强度。

另一种更现实、更准确的方法是直接在现场对墙体进行抗剪试验。在马鞍桥村,结构工程师们就做过这样的试验:先在混凝土框架上夯实几块墙板(每块墙板的石灰/水泥比例可以调整,以便进行比较),然后用千斤顶顶住墙体(混凝土框架起到支撑千斤顶反作用的作用),看多大的力能把墙体压垮。

马鞍桥村项目压剪试验。红色为千斤顶。图片来源:莉莲欢乐多

这些方法你还不满足吗?那我们就要“大显身手”了——还有一个很酷的实验,叫“振动台实验”。就是先制作一个简易的1:1小土屋,然后把它放在一个能模拟各种地震波的大振动台上。在实验人员的指令下,振动台开始摇晃,看看上面的土屋能不能震碎。鲁甸光明村项目做的振动台实验,模拟了各种地震波,还特意加入了“鲁甸波”,模拟鲁甸地震。实验结束后,小土屋安然无恙。

昆明理工大学振动台试验现场,左侧为土坯房,右侧为夯土房。图片来源:莉莲欢乐多

总之,经过多方面科学试验检验,无论是四川马鞍桥村,还是云南光明村,新建的抗震土房都完全能够满足当地的抗震设防要求[2][3]。

授人以渔,再生土木工程

使用抗震土制房屋进行修复重建,到底有什么好处呢?除了节能、低碳、环保之外,它还有一个好处,就是可以清理、回收地震遗址内的泥土和废料,从而可以在原址上重建,不占用新的土地。另外,这种在传统建筑基础上进行简单改进的方法,经济实惠,简单易学,当地人很容易掌握,甚至继承发扬。

马鞍桥村重建后,家还是那个家、村还是那个村、邻居还是那个邻居,田还在,牛棚、猪圈、鸡舍、粮仓、院落都在,没有高额债务,没有人被迫搬迁,家里更安全、更舒适。[4]

重建后的马鞍桥村。该村保留了原有的地域特色,没有占用新土地,也没有千篇一律的“样板房”。图片来源:莉莲欢乐多

2010年,马鞍桥村重建完成后,村民开始种植水稻。图片来源:莉莲欢乐多

云南鲁甸光明村,首栋重建房屋已经完工,屋主杨女士又可以恢复平静的生活。更多重建工作正在有序进行。

杨姊妹的新家,2015年春天。图片来源: Happy

但在大规模、快速化、规范化的灾后重建和新农村建设中,抗震土木建筑的使用和推广仍是缓慢而艰难的。一方面地方政府对这项技术缺乏足够的了解和认识,另一方面建筑领域也缺乏相应的专业规范和标准。政府部门和公众的宣传、建筑工人的技术培训、相关规范的科研制定等都需要更多的投入和时间。开展示范项目只是第一步。

现代建筑材料和技术在我们日常的城市生活中当然方便易得,但今天中国仍有近一半的人口生活在农村,其中相当一部分生活在偏远贫困的山区。在高唱“城市让生活更美好”的同时,我们也应该知道,城市模式并不是唯一的答案,科研不仅要为城市解决问题,更要为农村解决问题。

这是我们的责任。

提醒:请联系我时一定说明是从奢侈品修复培训上看到的!