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用全面和辯證的思維做好房屋震害研究分析??對3個(gè)地震災害嚴重的縣鎮房屋倒塌毀損情況的調研與思考

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:46:58 [收藏]
    汶川大地震造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。據中國地震局地質(zhì)研究所所長(cháng)、國家汶川地震專(zhuān)家委員會(huì )南北帶地震構造研究組組長(cháng)張培震介紹，這次地震震級8.0級，震源深度14公里，地震主要能量釋放在1分多鐘內完成。隨后發(fā)生余震2.3萬(wàn)余次，其中最大余震震級達6.4級。這些余震主要分布在從映秀鎮到青川縣的龍門(mén)山斷裂帶中北段，形成長(cháng)達300公里的余震帶。其特點(diǎn)是能量積累慢、復發(fā)周期長(cháng)、影響范圍大、破壞強度高、次生災害嚴重。地震釋放出巨大的能量以彈性波的形式傳遍中國大陸乃至整個(gè)地球。地震還引發(fā)數以萬(wàn)計的山崩、滑坡、塌方和泥石流等嚴重地質(zhì)災害，毀壞了交通、通信等生命線(xiàn)系統。與之相對應的地表均是震災最嚴重的區域。據民政部門(mén)統計，截至5月底，四川、陜西、甘肅等10個(gè)?。ㄊ校┕驳顾课?96萬(wàn)余間，損壞2336萬(wàn)余間。其中，四川省倒塌房屋558萬(wàn)余間，損壞2001萬(wàn)余間。

    　　6月8日，國務(wù)院《汶川地震災后恢復重建條例》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《條例》）正式頒布實(shí)施?！稐l例》就組織開(kāi)展地震災害調查評估工作做出規定，內容包括房屋、基礎設施、公共服務(wù)設施等建（構）筑物的受損程度和數量等。目前，有關(guān)部門(mén)已經(jīng)完成災情嚴重地區城鄉住房受損情況報告，并作為編制恢復重建規劃的依據。但實(shí)事求是地說(shuō)，這份報告還不能涵蓋房屋震害研究的全部?jì)热?，因為不同的部門(mén)側重不同，至少對房屋破壞原因、破壞狀態(tài)等重要問(wèn)題并未給出深入分析，所以還不能等同或替代房屋震害研究報告。有鑒于此，我們認為，應當在此報告的基礎上，組織對災區房屋震害情況進(jìn)行研究，最終形成權威性、綜合性的分析報告。面對人類(lèi)歷史上一次罕見(jiàn)的大地震，給國家和災區群眾造成如此巨大的災難，做全面、科學(xué)、系統的房屋震害研究必不可少，這也是歷史的要求。其實(shí)，在汶川地震應急搶險階段，住房和城鄉建設部就派出大量專(zhuān)家，指導協(xié)助四川省建設廳完成了重災區城鎮住宅、教育、醫療等建筑安全性應急評估約5.8億平方米，占震前建筑總面積的95.6％。另外，住房和城鄉建設部等部門(mén)選派的專(zhuān)家組也在災區現場(chǎng)搜集了大量資料?；谏鲜龉ぷ?，并適當參考有關(guān)部門(mén)的報告，可再選擇若干個(gè)災情嚴重或地震災害典型的市（縣、鎮）對各類(lèi)建（構）筑物，包括城鎮水電氣路等生命線(xiàn)工程進(jìn)行震害研究，點(diǎn)面結合，如漢旺鎮、北川縣城、映秀鎮等。經(jīng)過(guò)深入細致的工作，編寫(xiě)出房屋震害研究報告還是具備了一定的基礎，條件也比較充分。

    　　基于上述對房屋震害研究工作的認識，6月下旬，我們在四川省建設廳總工程師田文、省質(zhì)量監督總站副站長(cháng)向學(xué)、省建筑科學(xué)研究院副院長(cháng)高永昭、德陽(yáng)市建設局副局長(cháng)鄧寧和綿陽(yáng)市建設局總工程師張迅等同志的陪同下，專(zhuān)門(mén)對遭受地震破壞最嚴重的綿竹市漢旺鎮、北川縣城和汶川縣映秀鎮的房屋毀損情況進(jìn)行了實(shí)地調查和現場(chǎng)踏勘。在映秀鎮調研期間，正在指揮過(guò)渡安置房建設的廣州市建委副主任向恩明同志介紹了有關(guān)情況。7月初，我們又赴甘肅省隴南災區調研，甘肅省建設廳總工程師梁文釗同志介紹了有關(guān)情況。通過(guò)對房屋倒塌毀損情況的研究分析，我們體會(huì )到：“凡事苦心剖析，大條理、小條理，始條理、終條理。理其緒而分之，又比其類(lèi)而合之?！狈课菡鸷ρ芯?，應突出把握好全面和辯證的分析，主要內容包括：

    　　一、要做各種破壞原因分析

    　　張培震同志分析，北川縣城遭到毀滅性破壞的主要原因包括：一是該地區發(fā)震斷裂從整個(gè)縣城通過(guò)；二是縣城附近的地震破裂位移大；三是縣城坐落在河灘松散堆積物上，場(chǎng)地效應和地基失效使破壞加??；四是大量山體滑坡和巖石崩塌使災害更為嚴重。張所長(cháng)的分析按地基基礎和土力學(xué)的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)可描述為：造成破壞的原因有強震作用力；震中心區過(guò)大地表開(kāi)裂或隆起；江河灘涂附近強震引起強烈的砂土液化；強震引起山體滑坡造成建（構）筑物被埋或被沖切破壞。以上4種原因不僅僅是北川縣城房屋倒塌毀損的原因，也是整個(gè)地震災區房屋倒塌毀損的主要原因。

    　　1.強震作用力。強震作用力直接導致房屋倒塌毀損是普遍的，不僅在平原壩區，也存在于山區。在汶川大地震中，漢旺鎮是最典型的單純受地震作用力破壞的地區，其房屋未遭受山體滑坡、崩塌、泥石流的影響，建（構）筑物地基也未產(chǎn)生液化、震陷，鎮內（不包括鎮周邊山區）房屋受地震力破壞規律很明顯，即呈現出整體倒塌、部分整體倒塌或局部倒塌加嚴重破壞、未整體倒塌但嚴重破壞或局部倒塌加嚴重破壞、未整體倒塌但有破壞甚至嚴重破壞4種破壞狀態(tài)。

    　　2.山體滑坡。中央領(lǐng)導同志在視察北川災情時(shí)曾講到，震中在汶川，重災在北川。北川縣城為何破壞嚴重？據張迅同志介紹，除強震作用力之外，大面積山體滑坡的次生災害給房屋帶來(lái)了毀滅性破壞：山體滑坡造成北川縣城老城區近1/3幾乎被埋沒(méi)，新城區將近1/4被埋沒(méi)、破壞。事實(shí)上，對于發(fā)生在山區的地震而言，山體滑坡始終是加重災情的最主要原因，不論是城鎮房屋還是農村房屋，不論是什么年代建造的房屋，也不論是按什么設防標準設計施工的房屋，還不論是房屋、道路、橋梁或市政基礎設施等都遭受?chē)乐仄茐?，造成大量人員傷亡。山體滑坡次生災害破壞規律在山區縣鎮非常典型和普遍。又據甘肅省某重災縣的人員傷亡統計數據，全縣共有15人在汶川地震中遇難，其中12人是由于山體滑坡、泥石流等次生災害造成的。目前，在汶川大地震的失蹤人員中，被山體滑坡掩埋占相當比例。

    　　3.地基液化。部分地區由于坐落在河灘松散堆積物上，地震發(fā)生后，容易引發(fā)強烈砂土液化，導致房屋震陷破壞。在這類(lèi)破壞中比較典型的是映秀鎮，因其建在岷江河灘松散堆積物上，場(chǎng)地效應和地基失效使破壞加劇，一些建筑出現地表開(kāi)裂、地基液化、震陷的破壞。盡管與前兩種破壞原因相比，地基液化具有特殊性，但在建（構）筑物設計階段是否考慮砂土液化對房屋抗震安全的影響，在幾度抗震設防烈度區域考慮等問(wèn)題，都需要在房屋震害研究中加以歸納分析。

    　　4.過(guò)大地表開(kāi)裂或隆起。過(guò)大地表開(kāi)裂或隆起導致的房屋破壞大都發(fā)生在地震中心區域或臨近斷裂帶區域，是震害原因中較為極端的現象，與地基液化類(lèi)似，具有局部特殊性。這種破壞原因在地震中心區域都有所發(fā)生，如北川縣城、映秀鎮等。

    　　二、要做各種破壞狀態(tài)分析

    　　由于地震作用力直接造成的房屋破壞，其狀態(tài)與房屋的建造年代、質(zhì)量及抗震設防標準等因素有關(guān)，具有一定的規律性。作為最典型的單純受地震作用力破壞的地區，漢旺鎮實(shí)際地震烈度接近10度，遠遠超出震前6度的設防標準，據鄧寧同志介紹，在這種條件下，鎮內房屋破壞狀態(tài)可大致分為：

    　　1.整體倒塌。80年代以前修建的房屋，包括50年代修建的磚木結構及未經(jīng)正規設計建造的民房幾乎全部倒塌；按《74版規范》設計，因抗震設防標準較低，構造措施較差或無(wú)構造措施的房屋，80％以上整體倒塌。

    　　2.部分整體倒塌或局部倒塌加嚴重破壞。1980-1990年間修建的房屋或未經(jīng)正規設計建造的房屋，或雖按《78版規范》進(jìn)行設計，因抗震設防標準仍然較低，構造措施仍然較差，約有40-50％整體倒塌，其余為局部倒塌加嚴重破壞。

    　　3.未整體倒塌但嚴重破壞或局部倒塌加嚴重破壞。1990-2000年間修建的房屋，按《89版規范》進(jìn)行設計，因抗震設防標準有一定提高，并采取抗震構造措施，該時(shí)期修建的房屋，一般未出現整體倒塌但嚴重破壞，或局部倒塌加嚴重破壞。局部倒塌的原因有待分析。另外，漢旺鎮幾棟雖為70年代修建，但按《89版規范》進(jìn)行抗震加固的房屋亦屬于此類(lèi)，沒(méi)有整體倒塌但嚴重破壞。

    　　4.未整體倒塌但有破壞甚至嚴重破壞。2000年以后修建的房屋，按現行《01版規范》進(jìn)行設計，因抗震設防概念明確，抗震構造措施要求嚴格，該時(shí)期修建的房屋，即使烈度為10度，超過(guò)設防烈度約4度，一般也未出現整體倒塌或局部倒塌，僅為破壞甚至嚴重破壞，有些可能有加固價(jià)值，有些經(jīng)鑒定應予拆除。

    　　通過(guò)對漢旺鎮房屋倒塌毀損情況的研究分析，我們可以初步得出結論，只要完全按照現行的《01版規范》設計施工，即使地震作用超過(guò)設防烈度一些，建筑物也可以在大震時(shí)不倒，保證室內人員的生命安全；基于唐山地震經(jīng)驗教訓編制的《89版規范》，能夠保證地震作用初期房屋不倒塌，為室內人員逃生贏(yíng)得寶貴時(shí)間。這些都是重要的經(jīng)驗總結。

    　　三、要做城鎮房屋與農村房屋的震害對比分析

    　　以上是對城鎮房屋震害情況的分析，具有一定的規律性，特別是對于單純受地震作用力破壞的房屋而言。房屋震害研究，正是旨在揭示建（構）筑物在地震力作用下的破壞機理、有針對性地制定對策、調整抗震設防標準、改進(jìn)建筑抗震設計方法等。

    　　對于災區大量的農村房屋，由于未納入城鎮建設監管體系，均由農民自主建設，其震害情況更為復雜，也更為嚴重。據有關(guān)部門(mén)統計，汶川地震共造成川、陜、甘三省房屋倒塌約1.6億平方米，其中農村房屋約占八成多。對此，《條例》規定，“地震災區的縣級人民政府應當組織有關(guān)部門(mén)對村民住宅建設的選址予以指導，并提供能夠符合當地實(shí)際的多種村民住宅設計圖，供村民選擇。村民住宅應當達到抗震設防要求，體現原有地方特色、民族特色和傳統風(fēng)貌?！币詾暮笾亟槠鯔C，全面加強農房建設，是我國城鄉建設領(lǐng)域的一次重大進(jìn)步，在城鄉統籌發(fā)展進(jìn)程中無(wú)疑具有深遠意義。其實(shí)，全國各地都在積極推進(jìn)城鄉建設統籌的試點(diǎn)示范，僅舉一例，河南省固始縣作為農業(yè)大縣在實(shí)施城鄉建設統籌方面的經(jīng)驗和做法：免費提供12套農房設計圖紙供農民自主選擇、免費為農民提供測量和咨詢(xún)服務(wù)、加強對農村工匠的技術(shù)培訓、加強農房建設的質(zhì)量安全檢查與巡查等等。而災后重建規模如此之大的城鄉建設統籌還是空前的。據調研，目前陜西、甘肅兩省6個(gè)重災縣的災后農民過(guò)冬房建設正有序、有效推進(jìn)，建設主管部門(mén)主要負責指導、協(xié)調和幫助：派出農房建設指導專(zhuān)家組，著(zhù)重幫助做好農房建設的設計圖紙審查、施工現場(chǎng)指導和農村工匠培訓三項工作。特別是農房設計圖紙應體現“安全抗震、經(jīng)濟實(shí)用、就地取材、民族特色、節能環(huán)保、方便自建”的原則。

    　　四、要做正常設計施工與非正常設計施工房屋的震害對比分析

    　　對漢旺鎮房屋震害的典型分析，應當代表了災區城鎮正常設計施工房屋的震害規律。事實(shí)上，災區絕大多數城鎮房屋的毀損情況均在上述規律所描述的范疇內。為進(jìn)一步加強恢復重建工程質(zhì)量安全監管，近日，住房和城鄉建設部發(fā)出通知，要求所有恢復重建工程都應按規定納入正常的質(zhì)量安全監管，要求四川、陜西和甘肅省災區各級建設主管部門(mén)加大對恢復重建工程質(zhì)量安全的監管力度，進(jìn)一步完善相應的監督管理機制。

    　　與正常設計施工相對應的是非正常設計施工的房屋震害，是指本應納入城鎮建設監管體系但卻不滿(mǎn)足設計施工要求而導致的房屋倒塌毀損情況。其中要區分哪些是由于設計不滿(mǎn)足規范要求而造成房屋倒塌的；哪些雖然設計滿(mǎn)足規范要求，但施工質(zhì)量達不到設計要求，如材料質(zhì)量以次充好，甚至偷工減料而造成房屋倒塌的。根據《條例》的規定，災區縣級以上人民政府要負責組織工程質(zhì)量和抗震性能鑒定并做出相應處理。我們認為，特別是實(shí)際地震烈度與設防烈度基本吻合的地震災區，按《01版規范》設計建造而發(fā)生倒塌的房屋，更具典型性，有些個(gè)案在得出結論后也應盡可能納入當地房屋震害研究報告。

    　　五、要做超過(guò)與沒(méi)有超過(guò)設防標準情況的對比分析

    　　據三地建設主管部門(mén)負責同志介紹，漢旺鎮烈度接近10度，原設防烈度僅為6度；北川縣城烈度達10.5度，震前設防烈度為7度；映秀鎮烈度幾乎達到了11度，而震前設防烈度為7度。

    　　有關(guān)地震等級劃分按三水準設防：50年一遇地震，475年一遇地震（設計基本地震），1975年一遇地震（罕遇地震）。一種觀(guān)點(diǎn)認為，這次地震毫無(wú)疑問(wèn)屬罕遇地震！但甘肅省建設廳總工程師梁文釗同志指出，歷史上這一地區多次發(fā)生大地震，如1879年的8.0級地震，1933年的7.5級地震，因此簡(jiǎn)單套用上述理論很難解釋本次大地震。

    　　房屋震害研究中，要對比分析超過(guò)和沒(méi)有超過(guò)設防標準兩種情況，不能一概而論。哪些縣鎮的實(shí)際地震烈度沒(méi)有超過(guò)設防標準，與超過(guò)設防標準地區的房屋震害情況是否存在異同；哪些縣鎮的實(shí)際地震烈度超過(guò)設防標準，其房屋破壞規律是否隨著(zhù)烈度超出程度的不同而不同。有鑒于此，全面、科學(xué)、系統的房屋震害研究更顯得彌足珍貴。

    　　六、要做其他有關(guān)對比分析

    　　除以上五個(gè)方面的分析以外，房屋震害研究還應做好：

    　　1.國內幾次強震災害對比分析。如要全面分析對比唐山地震、集集地震與汶川地震的規律，內容涉及地震型態(tài)、地震次生災害和房屋毀損等情況。中國科學(xué)院周錫元院士介紹，盡管唐山、集集和汶川地震都是突發(fā)型的，無(wú)前震，震源很淺。但汶川地震是逆沖加走滑斷裂，震源破裂過(guò)程最復雜，持續時(shí)間最長(cháng)。另外，汶川地震波及的面積、造成的受災面積、誘發(fā)的地質(zhì)災害、次生災害比唐山和集集地震也大得多。

    　　2.國內外強震災害對比分析。內容除上面提及的以外，可否引伸至各國應對房屋倒塌毀損的應急搶險機制以及評估、鑒定、加固機制等。

    　　3.次生火災情況對比分析。如與舊金山大地震和阪神地震相比，汶川地震引發(fā)的次生火災數量極少，這對于汶川地震災區范圍內分布有各類(lèi)燃氣管道的市鎮而言，其中必然有值得借鑒的經(jīng)驗和做法。

    　　綜上所述，房屋震害研究不可或缺，應突出把握好全面和辯證分析，即一是做好房屋破壞原因分析，二是做好房屋破壞狀態(tài)分析，三是做好城鎮房屋與農村房屋的震害對比分析，四是做好正常設計施工與非正常設計施工房屋的震害對比分析，五是做好超過(guò)與沒(méi)有超過(guò)設防標準情況的對比分析等。通過(guò)房屋震害研究，應科學(xué)、理性、實(shí)事求是地回答若干重大科學(xué)技術(shù)的基本問(wèn)題：諸如如何利用震害現場(chǎng)資料，整理總結建（構）筑物，包括城鎮市政基礎設施（特別是生命線(xiàn)工程）的破壞規律；如何科學(xué)評價(jià)現行建筑抗震規范在抵御地震災害，保護室內人員生命安全方面的實(shí)際效果；抗震設防標準的調整應體現科學(xué)性和嚴肅性，是否應當以房屋震害研究結果為依據；對于公共建筑和服務(wù)設施，在抗震設防等級確定、結構體系選擇等方面有哪些需要思考的問(wèn)題等等。通過(guò)研究這類(lèi)問(wèn)題，進(jìn)而引伸至技術(shù)標準和相關(guān)政策的調整。

    ??（參與調研的同志有田文、向學(xué)、高永昭、鄧寧、張迅、韓煜、馬駿馳） 王鐵宏
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