建筑工程抗震對策分析

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1我國是世界上地震災害最嚴重的國家

據統計,全球每年要發生500萬次地震,絕大多數是人們感覺不到的小地震,大地震相對較少,其中6級以上強震每年發生100~200次;7級以上大震平均每年18次;達到8級或8級以上的特大地震每年平均1~2次.從地震發生位置的地理環境上看,全球地震可分為海洋地震和大陸地震兩大類,其中發生在海洋的海洋地震占85%;發生在陸地的大陸地震占15%.但由于大陸是全球人類主要的聚居地,因此地球上的地震災害絕大部分來自大陸地震.根據上個世紀以來的地震災害統計,大陸地震所造成的地震災害占全球地震災害的85%.

而我國是大陸地震最多的國家,占全球大陸地震的33%,平均每年發生30次5級以上地震,6次6級以上強震,1次7級以上大震[1].根據日本地震學家阿部勝征的研究:上個世紀全球發生的面波震級≥8.5級以上的特大地震一共有3次,即1920年中國寧夏海原8.6級、1950年中國西藏察隅8.6級和1960年智利南方省8.9級地震[2].可見我國的地震不但在世界上最多,而且強度最大.加之我國地震分布廣泛(除浙江和貴州兩省之外,其余各省均有6級以上強震發生),震源很淺(一般只有10~20km),因而構成了我國地震活動頻度高、強度大、分布廣、震源淺的特征.這些特點導致了全球最大的地震破壞力.另一方面,我國作為發展中國家,人口稠密,建筑物抗震能力低.因此,我國的地震災害可謂全球之最.上個世紀,全球因地震而死亡的人數為110萬人,其中我國就占55萬人之多,為全球的一半.因此,粗略地說,我國的國土面積占全球的1/14,人口占1/4,地震占1/3,地震災害占1/2.因此,地震和地震災害問題是我國減輕自然災害、保障國民經濟建設和社會持續發展,特別是保障人民群眾生命安全的一個重要問題.

2新建工程必須抗震設防

國內外大量的地震實踐證明,經過抗震設防的新建工程,能較好抵御地震災害的襲擊.1923年日本關東8級大地震,東京的建筑物大部分被震毀,可是700幢經過抗震設防的樓房,75%完好無損,23%有不同程度的破壞,只有2%倒塌;1935年智利發生8級大震,康塞普森城變為一片廢墟.智利政府接受了教訓,以法律的形式規定:所有的建筑物都必須進行抗震設防.1960年智利突然發生8.9級特大地震(這是全球有地震記錄以來最大的一次地震),凡是設防的建筑物均未倒塌;1995年1月日本阪神發生7.2級強烈地震,直接經濟損失約1000億美元,按1981年新的抗震規范設計的房屋和設施,大多數經受住了考驗,按新的規范設計的高速公路橋梁和地下設施大多數完好或僅有輕微破壞.1966年3月8日和22日,我國河北邢臺地區連續發生了兩次強烈地震,這是建國后發生在我國人口稠密地區的第一次大地震.這次地震造成7938人死亡,8613人傷殘,倒塌房屋119多萬間.在這次地震后,當地總結了“地基牢一點,房屋矮一點,屋頂輕一點,連接牢一點”的農房抗震經驗,制定了一套農房抗震措施,群眾按照這套抗震措施建房,當1981年再次發生6級地震時,沒有一人死亡.

1976年唐山地震極震區成了一片廢墟,可是按8度設防的唐山面粉廠,按7度設防的唐山新華旅館及外貿局辦公樓都遭受了10級地震襲擊仍然立而未倒;1988年瀾滄、耿馬遭遇8度地震襲擊,建筑物倒損率為95%,80年代新建的框架樓房由于未按要求設防,也未能幸免,而按8度設防精心施工的耿馬縣電影院和按7度設防的耿馬縣委招待所、縣檔案館等建筑則基本完好;1996年2月3日,麗江縣境內發生7.0級地震,其中因房屋及工程設施倒損造成的經濟損失就占總經濟損失的95%.對麗江縣城200多幢新建工程的震害調查結果表明,190多幢工程按照抗震設計規范進行設計,施工質量良好,破壞程度輕微,有2幢建筑違反抗震設計規范,造成了嚴重破壞[3].1998年1月10日張北6.2級地震,由于建筑工程沒有進行抗震設防,震中地區建筑物受到嚴重破壞,共有13.6萬間房屋倒塌,26.4萬間房屋損壞,49人死亡,11439人受傷,近4.4萬災民無家可歸,造成直接經濟損失8.36億元人民幣.這次地震僅僅是發生在人口稀疏的張北—尚義交界地區,仍然造成了如此巨大的損失,假如地震發生在人口稠密、高樓林立的城鎮,后果將不堪設想[4].一串串觸目驚心的數字,一樁樁血的事實都突出說明了一個問題:建筑工程必須進行抗震設防.

3我國建筑工程抗震設防存在的問題

近年來的工程實踐表明,我國當前建筑工程抗震設防大致存在以下幾個方面的問題.

3.1管理問題

(1)重救災,輕防災.由于大震的重演周期長,造成社會公眾對地震存有僥幸心理,唐山地震的慘痛教訓在許多人包括一些領導人中已淡薄;遭震時重視,突擊救災,過后防災觀念淡薄,宣傳工作的力度不夠,建筑物抗震設防工作遠沒有得到政府和社會的高度重視,對抗震設防及其質量狀況不以為然,以致難以形成全社會對建筑物抗震設防工作的監督制約機制.

(2)綜合管理遠不能適應形勢的需要.根據國家地震局和建設部的第四代地震烈度區劃圖,許多原來不設防的地區增加了抗震設防的要求,還有不少地區提高了設防等級,這無疑給建筑物的抗震設防管理提出了更高的要求.但由于不少工程技術人員對抗震技術標準不夠熟悉,許多地區也沒有及時編制適合當地實際情況的抗震構造節點圖集和標準,不便于施工質量控制,加上抗震設防綜合管理制度不健全、措施不到位,抗震主管部門與招標投標、質量管理等部門之間的協調、配合不夠密切,致使抗震設防在設計審查、施工方案核查、施工質量的檢查驗收等方面的管理時有脫節、留有漏洞[5].

3.2設計問題

設計方面存在的共性問題主要有以下幾個方面:

(1)設計不合理.建筑物的破壞隨建筑平面、布置、結構形式的不同和抗震措施的多少而有差別.房屋平面不規則、立面形狀復雜,質量分布不均勻、剛度變化較大,地震時引起扭轉或變形不協調,加重房屋局部震害;砌體房屋的高度、高度與寬度之比超過規范要求,地震時產生平面彎曲破壞;結構不合理、構件之間、節點構造不牢固,抗拉壓、剪切強度不足、房屋整體性差,使構件喪失承載力而倒塌[6].

(2)設計圖紙質量較差.受經濟利益的支配和不正之風的影響,設計粗糙、深度不夠,設計交底和圖紙會審走過場的現象普遍存在,無計算書、對計算結果不分析不審查的現象時有發生.部分人員重計算、輕構造,忽視對抗震設防節點做法的設計,對抗震設防既沒有提供足夠的詳圖,也未按設計規范規定提出對施工質量的具體要求,而僅籠統地概括為按抗震規范的要求施工,可操作性差.在接受工程變更時,不對抗震設防作通盤考慮,常常前后矛盾,不便施工.

3.3施工、監理方面的問題

(1)施工隊伍整體素質下降.施工隊伍管理水平、技術素質的下降給建筑物的抗震設防留下隱患.目前建筑工人當中,有一大部分是民工,沒有經過專業技能培訓,操作技術不熟練;施工企業的領導者中,還有不少人存在重效益輕質量的觀念,自身質量意識差;監理部門需要旁站監理的工序不能做到現場旁站檢查、監督;施工人員違反操作規程和施工偷工減料現象仍然存在,劣質建材以次充好進入工地使用,這是目前造成工程質量不高的主要原因.

(2)施工質量不符合要求.突出表現在磚砌體的組砌方法不正確、構造柱與墻體之間缺乏可靠的連接、框架結構中的填充墻與梁柱之間連接不牢、框架節點施工質量差等方面.

3.4使用方面的問題

近幾年來,由于不正確的使用引起的事故屢見不鮮,裝修時任意在墻上開洞,使用中隨意改變建筑的結構布置,任意加大使用荷載,嚴重破壞了承重墻體的受力性能,影響了正常使用,有的損壞雖然目前還沒有表現出來,但已造成了巨大的潛在隱患,大大降低了建筑物的抗震能力[7].

4對建筑工程進行抗震設防的探討

4.1依法進行抗震設防的法律依據

近年來國家為了規范抗震管理工作,對建設工程依法進行抗震設防相繼出臺了一系列法律法規,主要如下:(1)GB50011-2001《建筑抗震設計規范》;(2)《中華人民共和國防震減災法》;(3)《中國地震動參數區劃圖》;(4)《建設工程抗震設防要求管理規定》;(5)《地震安全性評價管理條例》、《地震監測設施和地震觀測環境保護條例》、《破壞性地震應急條例》;(6)地方行政法規:主要包括各地出臺的防震減災條例、抗震設防要求管理辦法等等[8].目前,我國已經形成了一套完整的防震減災法律體系,使我國的防震減災事業納入了法制化軌道.

4.2建筑工程抗震設防的對策

人類在防御和減輕地震災害的過程中,所采取的措施主要有2種:工程性措施和非工程性措施.非工程性措施主要是指震后救援;工程性措施主要是對建設工程進行抗震設計,使工程在承受所考慮的地震作用下具有一定的安全性.我國由于抗震設防工作起步較晚,依法進行抗震設防,建議重點開展以下幾方面的工作.

(1)加強抗震設防工作的宣傳.

減輕地震災害工作是涉及每一個人、每一個家庭、每一個單位、每一個企業、每一個團體的事情,沒有全民抗震防災意識的提高,就不會有成功地減輕直至避免地震災害的良好結果.因此,必須加大抗震防災宣傳教育的力度,提高公民的防震減災意識.①宣傳對象層次化:既要面向農村,又要面向城市;既要面向普通群眾,又要面向領導干部;既要面向基層,又要面向機關.因人而異,進行有針對性的宣傳.②宣傳形式多樣化:根據各階層人士的不同需要,采取影視聲、像、圖片展覽、街頭版報、宣傳材料、報刊雜志、科普書籍、教科書籍、地震知識講座、地震知識競賽等形式,努力取得最佳宣傳效果[9].③宣傳內容常識化:我國地震災害的特點及危害性、嚴重性、國家的法律法規、我國的地震工作指導方針、我國的抗震設防政策、國內外典型震例和地震安全的責任問題.

(2)重視地震安全性評價.

建筑工程首先要確定設防標準.設防標準定低了,工程設施安全度降低,地震時起不到抗震的效果.相反,設防標準定高了,會增加不必要的浪費,甚至工程項目因資金不足而緩建或停建.確定科學的、合理的抗震設防標準,只有通過進行地震安全性評價工作來實現.地震安全性評價是抗震設計的一部分,它要求所設計的工程在常遇(使用期內可能遇到幾次)的小震下,工程基本無損,無需修理即可繼續使用;在難得一遇的中震下,經修理后仍可繼續使用;而在不大可能遭遇的特大地震下,可以容許工程破壞,但仍不倒塌,以保證人身安全.即所謂“小震不壞、中震(設防烈度)可修、大震不倒”[10].地震安全性評價主要包括地震危險性分析和土層地震反映,直接提供不同年限、不同概率水準的基巖與地振動工程參數.因此,我們應充分重視并切實做好地震安全性評價工作.

(3)抗震設防措施要貫穿于工程建設的全過程.

要使建筑工程真正達到能夠減輕以至避免地震災害,必須把抗震防災工作自場址選擇、設計、施工、質量監督和竣工驗收貫穿始終,其中最重要的是選址、設計、施工三個環節.

首先,在選址時選擇地震危險性較小的地段作為建設場地,因為場地條件對震害有明顯的影響,新建工程一般不應在發震斷裂鄰近地段進行建設,不應在覆蓋土層厚的沖擊、淤積軟土層及嚴重不均勻土層上進行建設,不應在條狀突出的山嘴、高聳的山包、非巖質陡坡上進行建設[11].其次,在抗震設計上,一定要嚴格按“二階段”的設計步驟和“三個水準”的設防目標進行設計,不得馬虎.此外,在施工的各個環節上要全面貫徹抗震規范要求,充分體現抗震設計意圖,使建筑物防御地震的能力得到保障,從而減輕地震災害給人民生命財產帶來的損失.

(4)對原有未設防的建筑進行抗震加固.

除了對新建工程進行抗震設防之外,對原有未設防的房屋,也要普遍進行抗震鑒定和抗震加固.1979年4月,我國政府頒布了《關于加強抗震加固工作的幾項規定》,在全國范圍內開始了建筑工程抗震加固工作.據1977年初步調查,全國有7.4億m2的建筑需要加固.全國共投資44億多元用于這項工作,現已完成加固的建筑有2.4億m2、200個大中型水庫、500多座橋梁以及一些鐵路干線、主要電網等.這些加固的工程,絕大多數在后來的地震中經受了考驗.我國建筑工程的加固任務還相當艱巨,還有近3億m2的建筑需要加固[12],對這些工程必須嚴格按抗震鑒定、加固的有關規定進行,確保工程質量.抗震加固不僅在地震時能大大減輕房屋的破壞、保障人員的安全,就是沒有發生地震,也在增加建筑物的安全、延長建筑物的使用年限、抗御其他災害等方面具有明顯的經濟效益、環境效益和社會效益.

(5)積極抓好村鎮建設的抗震設防工作.

我國13億人口中,約有8億居住在廣大的農村,由于經濟、文化比較落后,生產力水平較低,成災因素較多,與城市相比,廣大農村的建筑物和工程設施抗御地震襲擊的能力相對較弱.從近年來地震預報中圈定的危險區來看,廣大農村遭受地震的機率大大高于城市;從我國已發生的地震區統計來看,農村經濟欠發達地區的受災程度大大高于經濟較發達地區[13].近十年來,農村房屋更新換代很快,老、邊、窮地區的農房也大有改觀,因此,引導農民建房時采取合理的抗震措施,多向農村提供經濟、適用、簡便易行又能抗震的住宅設計和抗震構造圖集,加強對農房建設的指導,十分必要.

5結語

加強建筑工程抗震設防,將建筑工程抗震設防納入基本建設管理程序,加強抗震設防工作的宣傳,重視地震安全性評價,將抗震設防措施貫穿于工程建設的全過程,對原有未設防的建筑進行抗震加固,同時積極做好村鎮建設的抗震設防工作,是法律賦予我們的責任,是社會發展的需要,是人類生存的保障,功在當代,利在千秋.