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1、抗洪防灾建筑设计综述作者:吴丹单位:广州宝贤华瀚建筑工程设计有限公司我们从抵御洪水来讲,建筑防洪概念设计主要包括以下方面场地选择建筑物的选址是十分关键的环节。为保证建筑物的防洪 安全,首先应避开大堤险情高发区段,远离旧的溃口,防止直接经受 洪水的冲击。地势较高的场地、有防洪围护设施(如防浪林、围垸子 堤)的地段可优先作为建筑场地。建筑物选址应在可靠的水文地质和 工程地质勘察的基础上进行,基础数据不全就难以形成正确的设计方 案。建筑选址的基础数据主要包括地形、地貌、降水量、地表径流系 数、多年洪水位、地质埋藏条件等。特别需要指出的是,拟建建筑应 选择在不易发生滑坡和泥石流的地段,应避开孤立山咀和
2、不稳定土坡 下方。另外,膨胀土地基对水的浸入比较敏感,从防洪设计来看,也 是不利的建筑场地。基础方案应采用对防洪有利的基础方案。房屋应 座落在沉降稳定的老土上,基础以深基为宜。如采用桩基,可以加强 房屋的抗倾、抗冲击性以保证抗洪安全。有些复合地基,如石灰、砂 桩地基,在防洪区不宜采用。多层房屋基础浅埋时,应注意加强基础 的刚性和整体性,如采用片筏基础,加设地圈梁。在许多农房建筑中, 采用新填土夯实,地基并没有沉降稳定,基础采用砖砌大放脚方案, 对上部房屋抗洪极为不利。上部结构从防洪设计出发,也应加强上部 结构的整体性。对多层砌体房屋设置构造柱和圈梁是行之有效的。有 些农房建筑,楼面处不设圈梁,
3、以为用水泥砂浆砌筑的水平砖带就可 以代替圈梁的作用,这是一种误解。还有的房屋,仅用粘土作砌筑砂 浆,使砌体连接强度极差,又不能经受水的浸泡,造成房屋抗洪能力 低,整体性差,应予改正。有些地区试验的框架轻板房屋,是抗洪建 筑较好的结构体系,应在降低造价上作进一步工作,以便在广大防洪 地区推广。建筑材料防水性能好、防腐性能好、耐浸泡的建筑材料, 对防洪防涝是有利的。另外砖砌体应有饰面材料,用以保护墙面,防 止洪水浸蚀、剥蚀。选择防水性能好,耐浸泡的建筑材料对抗洪是有 利的。混凝土具有良好的防水性能,当是首选材料。成砌体应有防护 面层,采用清水墙容易受水剥蚀,必须采取防水措施。过去在洪水多 发区采用
4、的木框架结构已逐渐被砖和混凝土结构所取代;如采用木框 架结构,应对木材作防腐处理。我们以城镇住宅为例来分析下建筑防洪设计村镇住宅在洪水中的破坏机:哩洪水对村镇住宅建筑物的破坏, 主要是因为村镇住宅建筑物所受到的外力超过了建筑物本身所能承 受的受力极限。洪水对村镇住宅建筑物的作用力主要表现在:水流的 动水压力、水流的静水压力和水流的浸入力。这3种水流的作用力表 现形式是相互作用的,力的出现时间和作用次序是:有差别的。在洪 水爆发初期,村镇住宅建葫物所受到的洪水作用力主要表现为洪水的 动水压力和水流的静水压力,此时村镇住宅建筑物的迎水面所受到的 压力值最大,最大压力可达两者之和。对于脆性材料的村镇
5、住宅建筑 物或建筑等级较低的村镇住宅建筑物,此时最易因强度不足而遭到破 坏。随着村镇住宅建筑物内部进水,作用在墙体上的洪水静水压力逐 渐减弱,此时作用在村镇住宅建筑物四周的力主要表现为洪水的动水 压力。在洪水爆发的同时,洪水的浸入力开始慢慢加强。洪水进人村 镇住宅建筑物墙体内部,特别是浸入村镇住宅建筑物的基础部位。浸 人墙体内部、基础部位的水体与建筑材料发生作用,改变了胶体材料 的力学性质,致使砌体之间黏结力降低或地基基础发生变形,从而导 致村镇住宅建筑物破坏。村镇住宅建筑物采用水泥砂浆砌体的村镇住 宅建筑物模型,能够很好地增强建筑物的强度,使它免醴洪水的冲击 破坏,此时建筑物能够承受较大的单
6、宽洪水流量,这一点从试验中测 得的数据可知。对于整体模型建筑物来说,只要模型建筑物的基础在 水流的浸泡冲击下不被破坏,模型建筑物一般不会出现倒塌事故。但 是,试验中地基基础和实际中建筑物基础差别悬殊,试验中的模型建 筑是直接砌筑在水泥地面上的。现实中的地基基础千变万化,施工中 还会采取各种加固措施。即使这样,地基基础的变形破坏还是引起建 筑物破坏的主要因索。村镇住宅建筑物在采用水泥砂浆抹面后,在一 定程度上可以增强建筑物抗击洪水浸泡冲击的能力。一定时间内,只 要建筑物的地基基础在洪水的冲击浸泡下不被破坏,建筑物本身就不 会出现倒塌事故,但是这种加固措施,需要耗费大量的水泥,工程造 价也会很高。
7、这种加固措施在广大农村地区,实际的应用价值不是很 大。结论(1)建筑防洪防涝设计是人们在与洪灾、涝灾作斗争中提出的 实际课题,随着洪涝灾害近年来的频繁发生已引起广泛的重视。(2) 洪涝灾害对建筑物的破坏以其冲刷作用、浸蚀作用与腐蚀作用等多种 形式表现出来,有的破坏作用时间短,有的反应时间长,其破坏机理 尚应从理论上和实验上作进一步研究。(3)建筑防洪防涝设计是抵御 洪涝灾害的/人-机-环境系统中的一个子系统。该子系统的运行受大 系统的制约与影响。在人与自然这一共生体中,人类要与自然环境协 调,并受自然环境的约束。但人要主动地适应自然,采取有效的措施 来抵御自然界的不利影响。(4)建筑防洪防涝设计是发挥人的主观能 动性,消除并减弱大自然的不利影响的一个方面,可在场地选择、基 础处理、结构等方面采取相应的措施来有效地减轻建筑物的洪涝灾害, 以保证人民的安全和减轻财产损失。因此,防洪防涝设计这一课题具 有实际意义,并具社会效益和经济效益。