李啟懂，李曉明，段緒勝，劉玉棟，徐學(xué)東*

1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木工程學(xué)院，山東泰安271018

2.山東省財(cái)政廳，山東濟(jì)南250000

沂蒙山區(qū)農(nóng)村土石結(jié)構(gòu)危舊房改造技術(shù)研究

李啟懂1，李曉明1，段緒勝1，劉玉棟2，徐學(xué)東1*

1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木工程學(xué)院，山東泰安271018

2.山東省財(cái)政廳，山東濟(jì)南250000

本文以深入調(diào)研為基礎(chǔ)，對(duì)沂蒙山區(qū)現(xiàn)有農(nóng)村土石結(jié)構(gòu)住房的特點(diǎn)、破壞情況及起因進(jìn)行了分析，確定了危舊房屋改造的原則。結(jié)合地方材料應(yīng)用情況和傳統(tǒng)工藝做法，提出了有針對(duì)性的改造技術(shù)，并通過實(shí)際改造案例說明了技術(shù)的具體應(yīng)用。

土石結(jié)構(gòu)房屋；農(nóng)村危房改造；低成本改造技術(shù)

沂蒙山區(qū)農(nóng)村傳統(tǒng)民居以土石結(jié)構(gòu)為主，即基礎(chǔ)由毛石砌筑，高度約為0.8 m至1 m，毛石基礎(chǔ)上夯土或用土坯砌筑，多采用以葦箔，檁條為構(gòu)造形式的坡屋頂。這種土石結(jié)構(gòu)的房屋具有保溫效果好、造價(jià)低等特點(diǎn)。但是由于建造時(shí)沒有經(jīng)過正規(guī)設(shè)計(jì)，抗震，防水，保溫等方面缺乏有效的技術(shù)指導(dǎo)，出現(xiàn)了諸多安全和居住舒適性問題，導(dǎo)致危房較多。所以系統(tǒng)地研究改造方法，進(jìn)行低成本改造顯得格外重要。房屋改造內(nèi)容包括使用功能改造、結(jié)構(gòu)安全改造、保溫節(jié)能改造、外觀改造，根據(jù)不同的現(xiàn)狀情況與不同的整治要求采取不同的保護(hù)與改造措施。而目前該地區(qū)危舊房的改造多為農(nóng)戶自己改造，處理的比較簡(jiǎn)單未能解決本質(zhì)問題。本文將通過對(duì)現(xiàn)狀的具體分析，提出相應(yīng)的改造方法和措施，并通過具體案例來詳細(xì)闡述。

1 沂蒙山區(qū)現(xiàn)有農(nóng)村住宅特點(diǎn)分析

1.1 現(xiàn)有房屋類型分析

圖1 沂蒙山區(qū)農(nóng)村房屋建造時(shí)間Fig.1 The time of rural house construction Yimeng Mountain

通過對(duì)該地區(qū)沂水縣、蒙陰縣、沂南縣、費(fèi)縣的多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行的實(shí)地調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析（如圖1）其中1981年之前建造的房屋所占比例超過四分之一，而這些房屋多為危舊房，是重點(diǎn)改造的對(duì)象。另外，調(diào)研結(jié)果表明該地區(qū)農(nóng)村房屋的建造，通常是當(dāng)?shù)氐慕ㄖそ掣鶕?jù)以往經(jīng)驗(yàn)和房主的要求，依照當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)習(xí)慣建造。房屋特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)形式一般為土石結(jié)構(gòu)，石結(jié)構(gòu)，磚混結(jié)構(gòu)，磚木結(jié)構(gòu)。其中屋頂形式為木檁條、木梁直接擱置在土坯墻頂，不設(shè)置梁墊等。屋面均采用葦箔，草泥，鋪瓦形式。建筑材料基本是就地取材，在整個(gè)區(qū)域形式基本一致，建造費(fèi)用較低。

為掌握該地區(qū)農(nóng)村房屋危險(xiǎn)情況，重點(diǎn)對(duì)沂水縣高橋鎮(zhèn)五個(gè)行政村的1500余戶進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，根據(jù)住建部村鎮(zhèn)建設(shè)司《農(nóng)村危險(xiǎn)房屋鑒定技術(shù)導(dǎo)則（試行）》（2009.3），對(duì)現(xiàn)有房屋進(jìn)行安全分級(jí)，其中A、B、C、D四類房屋的統(tǒng)計(jì)（如表1）

表1 房屋安全等級(jí)統(tǒng)計(jì)表Table 1 The statistics of house security level

五個(gè)行政村的房屋中，C類與D類房屋共331戶，占到總數(shù)的22%，比例比較大。調(diào)研期間，根據(jù)農(nóng)戶申報(bào)和現(xiàn)場(chǎng)鑒定情況，對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)形式組成進(jìn)行了詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果為磚混結(jié)構(gòu)占38.40%，磚木結(jié)構(gòu)占37.74%，石結(jié)構(gòu)占3.83%，土石結(jié)構(gòu)占20.03%。其中，在需要改造的C、D類房屋中，土石結(jié)構(gòu)房屋占到91.54%，為主要改造對(duì)象。本次實(shí)地調(diào)研重點(diǎn)對(duì)C、D類房屋進(jìn)行了拍照和結(jié)構(gòu)形式與房屋構(gòu)造分析。

1.2 危舊房危險(xiǎn)點(diǎn)及原因分析

通過對(duì)危舊房現(xiàn)狀的深入分析，就危舊房破壞的情況確定了以下幾種主要類型。

1.2.1 地基沉降沂蒙山區(qū)村莊駐地土壤層薄厚不均，高低不平，地基處理不當(dāng)容易造成滑移和沉降。有些農(nóng)戶未對(duì)地基進(jìn)行有效處理，有的甚至只對(duì)表層土進(jìn)行簡(jiǎn)單處理而直接建房，大部分的基礎(chǔ)埋深較淺。另外，基礎(chǔ)的建筑材料粗陋（多為當(dāng)?shù)孛嗍龋?，砌筑的砂漿標(biāo)號(hào)遠(yuǎn)達(dá)不到施工標(biāo)準(zhǔn)的要求，造成新舊房屋常因基礎(chǔ)的不均勻沉降和基礎(chǔ)不穩(wěn)而產(chǎn)生墻體開裂甚至歪閃。

圖2 縱墻歪閃Fig.2 Vertical wall of house crooked

圖3 縱橫墻交接處裂縫Fig.3 Cracks in the junction of vertical and horizontal wall

1.2.2 墻體破壞①墻體裂縫調(diào)查發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的土石結(jié)構(gòu)房屋都出現(xiàn)了裂縫。裂縫影響到建筑物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，在很多情況下，裂縫的發(fā)生與發(fā)展當(dāng)遇到暴雨等災(zāi)害天氣時(shí)容易引起事故，因此，有必要對(duì)產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行分析總結(jié)，并在危舊房改造中重點(diǎn)考慮合理的處理措施。

引起土石結(jié)構(gòu)墻體裂縫的因素很多，除設(shè)計(jì)不當(dāng)以外，主要是地基的不均勻沉降、收縮和溫度、濕度的變化。

該地區(qū)房屋的裂縫主要發(fā)生在房屋的橫墻、縱墻等處（如圖2、3）。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，房屋橫墻裂縫主要出現(xiàn)在檁條下面及土石連接處，多為無規(guī)則的細(xì)紋、貫通或尚未貫通的裂縫，裂縫寬度較大處約10 mm左右，主要是斜裂縫及垂直裂縫。房屋縱墻上的裂縫主要出現(xiàn)在土石連接處、大梁下面及門窗洞口上方，裂縫寬約10 mm左右，主要是垂直裂縫、斜裂縫。

土石結(jié)構(gòu)房屋下方墻根受雨水的沖蝕較嚴(yán)重，形成沖蝕坑，再加上土具有脹縮性，出現(xiàn)很多細(xì)小的裂縫。一般都是垂直裂縫。墻體裂縫主要發(fā)生在有檁條、大梁部位的下方、土石連接處及墻根部位，裂縫一般呈傾斜狀，說明因墻體內(nèi)主拉應(yīng)力過大而使墻體開裂。

②墻體遭雨水侵蝕嚴(yán)重

早期建房時(shí)外墻面很少做保護(hù)面層，有少部分用石灰漿做了保護(hù)面層，也因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)和粘合問題而脫落。又因?yàn)樗闹芪蓍芡馍觳糠州^短，在雨水的多次作用下出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象（如圖4）。尤其后墻和山墻表現(xiàn)較為嚴(yán)重，局部地方墻厚已不到原來墻厚的二分之一，非常危險(xiǎn)。農(nóng)戶對(duì)此自己進(jìn)行的抹面處理，短時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)了大量的裂縫，不久后仍將脫落，不能解決本質(zhì)問題。

圖4 墻體侵蝕圖Fig.4 Erosion of the wall

圖5 屋頂塌陷破損Fig.5 Damaged and subsidence of roof

1.2.3 屋頂塌陷調(diào)查的危舊房屋頂均出現(xiàn)不同程度的塌陷，大部分房屋屋頂呈現(xiàn)波浪式扭曲（如圖5）。經(jīng)分析其原因主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：①基礎(chǔ)下沉，墻體開裂，引起梁和檁出現(xiàn)松動(dòng)。②木構(gòu)件腐蝕、蟲蛀問題導(dǎo)致梁和檁自身開裂、變形和腐爛。③屋頂防水措施簡(jiǎn)單引起滲漏，造成蘆葦腐爛，強(qiáng)度降低。

屋頂塌陷直接導(dǎo)致瓦片松動(dòng)，出現(xiàn)多處漏水現(xiàn)象。周而復(fù)始屋頂塌陷愈加嚴(yán)重，房屋出現(xiàn)危險(xiǎn)，屋頂亟待改造處理。

1.2.4 居住舒適性差該地區(qū)危舊房均建于30年前，層高普遍較低，門、窗戶較小，影響光線射入，屋內(nèi)照度較低，通風(fēng)不暢，影響居住舒適性。另外，生土墻體厚度一般在500 mm左右，保溫性優(yōu)于粘土磚，所以整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫節(jié)能的薄弱點(diǎn)是屋頂。該地區(qū)農(nóng)宅屋頂均采用坡屋頂，檁條上鋪葦箔，然后草泥臥瓦，所調(diào)研的房屋均未有保溫措施，保溫隔熱性能較差。

2 危舊房改造原則

結(jié)合國(guó)家危房改造資金和農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)承受能力確定了以下危房改造原則。

2.1 保持原有結(jié)構(gòu)

本次改造是在原有結(jié)構(gòu)上進(jìn)行修繕加固，危舊房的改造（加固）只保證房屋的正常使用，不包括抗震加固。危舊房改造后的使用年限為15年。另外，為與村莊整體規(guī)劃和環(huán)境整治相一致，要結(jié)合墻面粉刷工作進(jìn)行墻面的修繕。

2.2 適地適材，提高居住舒適性

適地，即結(jié)合當(dāng)?shù)亟ǚ康牧?xí)慣做法，風(fēng)格應(yīng)一致起來，一千多年沿用下來的建筑工藝必定有其可借鑒之處。充分考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、氣候等情況，因地制宜。適材，即充分應(yīng)用地方材料，如農(nóng)業(yè)剩余物（秸稈），建筑垃圾（生土，舊磚舊瓦，舊檁條等）。居住舒適性方面增加室內(nèi)照度，提高保溫隔熱能力，重點(diǎn)是屋頂增加保溫措施。另外，危舊房改造（加固）期間盡量不影響居住者使用。

2.3 盡量降低改造成本

根據(jù)該地區(qū)農(nóng)民收入的調(diào)研數(shù)據(jù)，分析危舊房改造對(duì)農(nóng)民經(jīng)濟(jì)投入的影響。該地區(qū)年農(nóng)民人均純收入約為4200元，農(nóng)民每人每年支出剩余收入為2000元左右，家庭常住人口為2人，對(duì)于改造戶其收入要低于平均水平。按照《關(guān)于印發(fā)〈山東省農(nóng)村危房改造補(bǔ)助資金管理暫行辦法〉的通知》（魯財(cái)綜字［2012］104號(hào)）要求和沂水縣補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)，2012年補(bǔ)助情況是重建每戶補(bǔ)助13150元，修繕每戶最高5000元。補(bǔ)助資金有限，當(dāng)?shù)匾话銘粜停ㄈg房）建房費(fèi)用約為5萬元，無論是新房建造還是改造加固均會(huì)給改造戶家庭帶來較重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。所以本次危舊房改造要本著低成本的原則，充分利用當(dāng)?shù)刭Y源。

3 改造方法

3.1 墻體墻面改造

3.1.1 墻體改造墻體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定薄弱點(diǎn)在縱橫墻交接處，即房屋四個(gè)轉(zhuǎn)角處，也是墻體出現(xiàn)危險(xiǎn)裂縫的部位，所以結(jié)構(gòu)加固的關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)縱橫墻交接處的處理。本文提出的改造措施是將四個(gè)轉(zhuǎn)角處的土坯墻清除一部分換做混凝土砌塊并用金屬網(wǎng)面將砌塊與土坯墻拉結(jié)在一起。在墻體中上部用鋼筋混凝土拉結(jié)板進(jìn)行拉結(jié)。并加拉結(jié)筋兩道。

根據(jù)房屋實(shí)際情況增加墻體高度，具體方法是將原有墻體頂部清理平整后用混凝土砌塊砌筑并加拉結(jié)筋兩道。

另外，房屋四周加散水，疏排雨水，保護(hù)墻基。

3.1.2 墻面改造當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶自己對(duì)墻面的改造是在原有土墻上直接用水泥砂漿抹面并且沒有注意養(yǎng)護(hù)，造成水泥砂漿在水化過程中出現(xiàn)大量裂縫，不久后仍將會(huì)脫落。本文提出的墻面處理措施是墻面清理，釘入木楔，先抹一層三合灰，然后掛網(wǎng)，用混合砂漿抹面，最后用素水泥砂漿抹面粉刷涂料。

另外，石砌基礎(chǔ)部分用石灰砂漿勾縫，防止水分進(jìn)入，保護(hù)墻基。

3.2 屋頂改造

（1）三角木屋架改為桁架形式。屋架與墻體搭接處增設(shè)梁墊。木屋架擱置墻上部分，刷水柏油兩度屋架上鐵件刷防銹漆兩度，并再刷調(diào)和漆兩度。

（2）加密檁條，減小檁條間距。挑檐：增加挑檐的尺寸，屋檐下加混凝土板，增加其外伸長(zhǎng)度，減少雨水侵蝕墻體。

（3）地方資源的利用。將原來的蘆葦箔換成玉米秸稈把。將玉米秸稈劈成秸稈條，幾束一把用專用工具綁扎成把。玉米秸稈把中間加竹條來增加強(qiáng)度，秸稈把垂直檁條放置。秸稈把本身導(dǎo)熱系數(shù)小，同時(shí)增加了屋頂?shù)暮穸?，提高了屋頂?shù)谋馗魺嵝阅堋Ｔ黾覶S防水層，防止雨水滲漏。臥瓦：仍用原來的舊瓦，根據(jù)具體需求量增加一部分新瓦。

3.3 門窗改造

門窗洞口過梁更換為混凝土過梁，過梁上方重新填補(bǔ)砌塊或磚，增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。另外，增大門窗的面積，提高室內(nèi)照度。變形的木門窗更換為鋁合金門窗，提高氣密性和保溫性能。

4 改造案例

4.1 房屋概況

以沂水縣高橋鎮(zhèn)大嶺村某農(nóng)戶為例，該房屋建于1975年，至今已有38年。房屋結(jié)構(gòu)為土石結(jié)構(gòu)，東西長(zhǎng)11 m，進(jìn)深5 m，檐口高度為2.7 m，墻厚480 mm。中間留門，兩邊各有一個(gè)窗戶，都已變形。屋頂塌陷，縱橫墻交接處均出現(xiàn)裂縫，后墻和山墻遭雨水侵蝕比較嚴(yán)重。經(jīng)鑒定該房屋為C類危房，需進(jìn)行改造。

圖6 房屋改造前Fig.6 House before renovation

4.2 改造措施分析

根據(jù)房屋實(shí)際情況主要進(jìn)行墻體墻面改造，屋頂改造，門窗改造等。其中，有幾個(gè)方面的問題較難處理：（1）墻面抹灰的粘合問題；（2）屋頂?shù)姆浪莺捅貑栴}；（3）縱橫墻交接處的裂縫問題。難題在于要在低成本的原則下進(jìn)行改造。通過對(duì)各種施工工藝的借鑒和創(chuàng)新，針對(duì)問題逐一提出了合理的改造措施，改造示意如圖7。

圖7 改造示意圖Fig.7 Schematic diagram of housing reconstruction

4.2.1 墻體墻面改造（1）墻體原墻體厚480 mm，將縱橫錢交接處清楚進(jìn)去240 mm，砌筑混凝土砌塊，做芯柱，然后用金屬網(wǎng)片將砌塊和土坯墻拉結(jié)在一起，如圖8所示。砌塊上部加鋼筋混凝土拉結(jié)板，具體尺寸如圖9所示，并加拉結(jié)筋兩道。

增加居住舒適感。根據(jù)房屋實(shí)際情況墻體高度增加600 mm，層高由原來的2700 mm增加到3300 mm，具體方法是將原有墻體頂部清理平整砌筑混凝土砌塊4行，并加拉結(jié)筋兩道，拉結(jié)筋與芯柱連接，具體改造如圖12所示。

除芯柱外的砌塊均用玉米秸稈填充，增加保溫性。

圖8 縱橫墻交接處砌塊砌筑Fig.8 Block masonry in aspect junction of walls

圖9 縱橫墻交接拉結(jié)板Fig.9 Board in aspect junction of walls

（2）墻面首先剝落表層碎土，然后每隔0.5-1米的距離釘入木楔，木楔由拆下的舊檁條制作而成，舊物利用。接著用三合灰抹面，三合灰配比為草泥：白灰：水泥=3：1：1（其中草泥為原來屋頂拆下的草泥層），抹灰厚度使木楔剛好露出，然后釘接鋼絲網(wǎng)片，用混合砂漿抹面，如圖10所示。

圖10 墻面改造Fig.10 Metope reconstruction

圖11 屋頂構(gòu)造Fig.11 Roof structure

4.2.2 屋頂改造（1）屋架屋架與墻體搭接處增設(shè)60 mm厚梁墊，檁條的對(duì)接部位，梁的對(duì)接部位以及與墻體連接的部位，采用螺栓或扒釘?shù)辱F件，加強(qiáng)連接，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性。

（2）屋蓋首先加密檁條，由原來的7檁增加到9檁，并且將木檁改為鋼筋混凝土檁條，增加強(qiáng)度。增加挑檐的尺寸，屋檐下加混凝土板，增加其外伸長(zhǎng)度，減少雨水侵蝕墻體。

檁上直接鋪設(shè)玉米秸稈把，秸稈把構(gòu)造如上文所述，幾條一束綁扎成把，中間加一根竹竿。然后用草泥找平，找平層上加TS防水層，TS用橫向木條釘接，然后草泥臥瓦，構(gòu)造做法如圖12所示。

4.2.3 門窗改造增大門窗的面積（窗由原來的1.1x1.1 m2增加為1.5x1.5 m2，門由原來的1x1.8 m2增加為1.2x2.4 m2），提高室內(nèi)照度。門窗洞口過梁更換為混凝土過梁，過梁上方重新填補(bǔ)砌塊，增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。另外，變形的木門窗更換為鋁合金門窗，提高氣密性和保溫性能。

圖12 改造過程Fig.12 Transformation process

4.3 費(fèi)用分析

本住宅建筑面積為55 m2，改造完成用混凝土砌塊372塊，過梁三根，混凝土檁條27根，檐板68塊，鋼絲網(wǎng)39 m2，鋁合金門窗7.38 m2，水泥4噸，白灰1 t，砂子8 m3。玉米秸稈把用量約368把，玉米秸稈用量約4500根，約為1.2畝玉米的秸稈產(chǎn)量，另外要增加10%到15%的損耗。其中細(xì)竹竿或竹條用量約為570根。人工55工時(shí)。根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)價(jià)格改造總費(fèi)用為10144元。每平方米建筑面積改造費(fèi)用約為184.4元。其中占比重最大的是人工費(fèi)，另外國(guó)家補(bǔ)助5000元，基本抵消材料費(fèi)。

本次改造的材料用量已是充分利用原有建筑拆除舊物的基礎(chǔ)上的用量，所以繼續(xù)降低改造費(fèi)用的可能就是減少人工費(fèi)，最好的方式就是改造戶出義務(wù)工。

圖13 改造完成Fig.13 Transformation completed

5 結(jié)束語(yǔ)

危房改造是惠農(nóng)工程，國(guó)家政策傾斜并給予直接資金補(bǔ)助。但是需要改造的對(duì)象均是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)情況較差的農(nóng)戶，收入基本是自給自足，稍有剩余。所以整個(gè)工程的推進(jìn)還是有很大難度。本文根據(jù)對(duì)調(diào)研數(shù)據(jù)的深入分析，針對(duì)該地區(qū)種種實(shí)際問題對(duì)危舊房改造提出了改造原則和切實(shí)可行的改造方法和措施。其中，創(chuàng)新性的提出了玉米秸稈在建筑中的運(yùn)用方式，縱橫墻交接處拉結(jié)板的設(shè)計(jì)，屋頂構(gòu)造形式的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)等。希望對(duì)該地區(qū)農(nóng)村土石結(jié)構(gòu)危舊房屋改造有一定參考意義。

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The Study on Renovation Technology for the Dilapidated Rural Housesof the Earthand RockStructureinYimengMountainArea

LI Qi-dong1，LI Xiao-ming1，Duan Xu-sheng1，LIU Yu-dong2，XU Xue-dong1*
1.Water Conservancy and Civil Engineering Colleges，Shandong Agricultural University，Tai'an 271018，China
2.Shandong Province Finance Bureau，Jinan 250000，China

On the basis of a large number of research data，this paper on the characteristics，the destruction and causes of existing rural housing Yimeng Mountain were analyzed，and defined the principles dilapidated house transformation. Traditional craft practices proposed the corresponding transformation technology combining with local materials application，and illustrated the specific application of technology through practical case.

Earth-rubble structure houses；rural dilapidated houses transformation；transformation of low-cost technology

TD229

A

1000-2324（2015）01-0008-06

2014-01-22

2014-05-29

十二五國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2014BAL04B05）；山東省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2013GNC11401）

李啟懂（1986-），男，碩士研究生，主要從事村鎮(zhèn)住宅工程技術(shù)方面的課題研究.E-mail：liqidong0530@163.com

*通訊作者：Author for correspondence.E-mail：xdxu2007@163.com