我国是世界上地震灾害最严重的国家之一。设防烈度Ⅶ度以上的地震高烈度区占国土总面积的50%以上,区内人口约8亿,各类房屋设施密布。目前,高烈度区内仍有一定数量的房屋设施抗震能力未达到要求,地区、城乡之间的抗震能力还存在明显的差距(雷静雅等,2010;袁丽等,2014;杨钦杰等,2016;程树岐等,2023),地震灾害风险隐患较突出。国内外多次地震的破坏情况表明,房屋设施的抗震设防能力对地震灾害损失程度有着重要影响(宋平等,2016;姚新强等,2017)。
近年来,贵州发生多次破坏性地震,截至2023年4月,有地震记录以来共发生4.7级以上地震23次,其地理位置独特,地质构造具有“小震大灾”的特点。毕节市位于贵州西北部,为川滇黔三省交界,人口约681.6万人,总面积2.69万km2,辖七星关区、大方县、黔西市、金沙县、织金县、纳雍县、威宁彝族回族苗族自治县、赫章县、百里杜鹃管理区等8个县级行政区划和1个管理区。共辖135个镇、91个乡、53个街道,计279个乡级行政区划。区域地质构造复杂,威宁—水城断裂是主要发震断裂之一,地震活动频繁。同时,威宁、赫章等边界地区易受接壤省份高烈度地震的影响。根据第五代地震动峰值加速度区划图,毕节全市均处于地震烈度Ⅵ度及以上区,其中,威宁、赫章地区基本烈度为Ⅶ度,是贵州地震灾害风险隐患较高区域。本文通过对毕节房屋设施的抗震设防能力进行抽样调查,分析存在的不足,并提出对策和建议,以期为提升研究区抗震设防能力提供参考。
1 毕节民居结构调研采用抽样调查的方式,对七星关区、大方县、金沙县、威宁等4个区县进行实地调研,每个县抽取3个调查点(图 1),对调查点房屋的结构类型、抗震能力、建造时间、屋面构建等进行调研,并通过无人机对部分调查点进行航拍(图 2),获取同片区房屋结构类型大致比例,并结合毕节市住房和城乡建设局、应急管理局等提供的统计数据,得到毕节地区各类房屋结构类型占比。
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图 1 房屋调查点分布 Fig.1 Distribution of housing survey points |
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图 2 房屋调查点航拍图 Fig.2 Aerialphotos of house survey points |
对现场调查结果进行统计分析发现,毕节市房屋多以砖混结构为主,但近10年来新建城镇房屋多为框架结构,乡镇房屋多为2—4层砖混结构,且大部分为底框结构(图 3)。通过相关单位提供的统计数据并结合现场调查,总体来看毕节地区现存房屋以砖混(底框)结构为主,占比75%,砖木结构占比约20%(表 1)。
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图 3 毕节地区常见房屋结构 Fig.3 Common house structures in Bijie City |
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表 1 毕节地区房屋结构类型占比(单位:%) Table 1 Proportion of housing structure types in Bijie area |
框架结构的房屋主要为市区、县城的新建小区、住宅楼,以及乡镇的医院、学校、脱贫攻坚建造的集中安置住宅社区,多为近10年内建造,这部分房屋建造流程符合相关规范,施工设计图纸完善,圈梁构造柱等构造措施齐全,能够满足当地抗震设防要求,抗震性能较好[图 4(a)]。部分框架结构为居民自建,无正规施工设计,存在结构平立面不规则、梁柱数量及尺寸设计不合理等现象,抗震性能相对较好,图 4(b)为此类结构房屋在地震烈度Ⅶ度下的破坏情况示例。由图 4(b)可见,建筑外墙墙体表面部分瓷砖脱落,屋内沿墙体结构出现裂缝,但整体结构完整。
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图 4 同一烈度(Ⅶ度)下框架结构破坏情况 Fig.4 Frame structure failure under the same intensity (Ⅶ) |
砖混结构房屋在毕节分布最广、数量最多,多为近25年内建造[图 3(b)]。主要为居民自建住宅和部分政府、学校、卫生院等公共建筑设施。该类房屋多为2种结构,一种为无圈梁或圈梁不封闭,无构造柱,多为1—2层,抗震能力差;另一种为底部设有封闭圈梁和构造柱,多为2—4层,具有一定抗震能力。此类房屋多为当地施工队根据以往经验或周围建筑风格建造,多为条形基础,平面不规则,上部有悬挑,砂浆强度与建筑年代有关,近10年来建造房屋砂浆强度多大于等于M 2.5。图 5为此类房屋在地震烈度Ⅶ度时的破坏情况,由图 5可见,墙体出现较大“X”型裂缝,破坏严重。
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图 5 同一烈度(Ⅶ度)下砖混结构破坏情况 Fig.5 Brickconcrete structure failure under the same intensity (Ⅶ) |
砖木结构房屋主要为较早自建的房屋[图 3(c)]。这些房屋无构造柱、无圈梁或圈梁不封闭,上下层结构类型不同。因此,这些房屋基本不设防,抗震性能差,不能满足当地抗震设防要求,而且其中部分房屋为厚180 mm的墙体,墙体材料为空心砖,在遭受一定烈度的地震破坏时损伤严重。
1.4 其他结构毕节为多民族聚居地区,共有45种民族分布于威宁和77个民族乡,威宁、赫章、七星关等地存在一定量少数民族建造的石木结构房屋,多使用白灰、土、砂子为灰缝材料,抗震性能较差;钢结构一般为政府、企业工厂为存储物资而建造,抗震性能较好;区内存在少量土木结构房屋,但基本无人居住。
综上所述,毕节地区仍存在大量抗震能力较差的老旧房屋,以砖混、砖木结构为主。而该地区地震灾害风险相对较高,在遭遇一定强度地震时这些房屋可能会被大量破坏甚至倒塌,造成严重人员伤亡。
2 抗震设防存在的不足进行实地调研及数据分析后认为,毕节地区房屋抗震设防存在以下不足。
2.1 防震减灾意识薄弱,抗震设防要求贯彻不到位调研过程中发现毕节多数居民对地震灾害认识模糊,不了解本地区抗震设防要求,防患意识薄弱,存在侥幸心理,认为贵州没有破坏性地震,了解相关知识的渠道较少。这导致城区很多老旧房屋未进行抗震除险加固,农村大量民居未达到抗震设防要求,第五代全国地震动区划图确定的抗震设防标准在农村地区贯彻不到位。
2.2 地方政府财力支持不足,居民经济条件较差受地方财政支持不足的影响,未能全面开展老旧房屋抗震设防排查工作,对不符合设防标准的建筑底数不清,未能采取有效的抗震改造。2022年,毕节市城镇常住居民人均可支配收入39 055元,农村13 245元。受经济条件的制约,居民对于提高房屋抗震设防能力的意愿普遍不强。
2.3 专业知识技能不足,监管措施成效不明显早期建造的城镇房屋和现农村自建房多为当地临时组建的施工队所建,其未经过专业培训,无相关资质、设计图纸,建造风格完全取决于周围建筑和屋主经济水平,所建房屋的抗震能力没有保证。同时,基层政府工作人员缺乏地震专业知识,相关专业人才严重不足,不能提供专业的抗震设计技术指导,对一般民居抗震设防系统无有效的监管方案。
3 抗震设防水平提升对策和建议近年来,通过异地扶贫搬迁、地震易发区房屋设施加固工程、地震巨灾保险等惠民政策,有效提升了城镇农村老旧房屋的地震安全水平,改善了居住条件,取得了明显的减灾成效。但受经济条件、人才队伍、政策落实、防震减灾科普宣传等因素的影响,仍需进一步提高抗震防灾能力,以减轻地震灾害风险隐患。
3.1 加大宣传力度,科普抗震设防基础知识利用传统的纸质宣传资料,定期开展抗震设防基础知识讲座,同时充分利用微信公众号、抖音、快手、微博、小红书等新媒体平台科普防震减灾知识;制作通俗易懂、简单有趣的科普小视频或宣传标语;制作简易建筑模型框架,以展示不同结构的抗震能力,让文化程度相对较低的群众也能很快接受相关概念,理解抗震设防的重要性。
3.2 统筹资源,精准施策整合棚户区改造、危旧房改造、校舍安全工程、房屋设施加固工程等资源,科学制定支持、补贴政策,充分利用全国第1次自然灾害风险普查成果,将有限的资源向毕节地震高烈度区、相对贫困区倾斜。同时,按照老旧房屋设施的类别,进行分级分批治理,优先对学校、医院、孤寡老人住所等进行抗震加固。建立试点地区,针对不同类型建筑结构,制定不同的改造方案,并不断优化,得到实用性较强、成本较低的治理方案。
3.3 建立健全人才队伍,完善监管体系组建专家技术团队,综合分析毕节抗震设防现状,建立分片区责任制,根据不同设防烈度编制建设场址、房屋建造、结构设计、材料使用等全过程技术指南和实施方案;同时,对责任片区内基础工作人员开展技术培训,培养基础专业技术队伍。加强监管力度,规范监管流程,对城镇施工队伍的资质、施工图纸、施工过程等进行全过程管理,做好完工验收监管;针对建造农村民居的当地施工队,加强施工质量管理,要求按照制定的技术指南建造房屋,在经济状况允许的条件下建议选择抗震性能较好的房屋结构。
程树岐, 王西宝, 韩冰, 等. 山东临沂农村民居抗震设防调查与对策研究[J]. 地震科学进展, 2023, 53(4): 171-178. DOI:10.19987/j.dzkxjz.2022-075 |
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