基于汶川地震建筑物破壞的抗震設防要求探析

21世紀，經濟發展突飛猛進，物質財富急劇增加，百姓財產普遍增多，民眾生活水準提高。當物質生活得到不斷豐富的同時，自然災害帶來的損失和影響也越來越大?？拐鹪O防是對建筑物進行抗震設計，包括地震作用、抗震承載力計算、抗震措施，最終達到抗震效果。在研究抗震設防的過程中，最大限度地減少地震災害給百姓帶來的損失，保障社會經濟穩定發展，是擺在我們面前的一項重要課題。

一、地震帶來災害的表現及原因

從汶川地震災區損毀建筑物的實地調查中發現，地震是目前為止所有的自然災害中破壞性最強的一種，它造成的人員傷亡和財產損失涉及面特別廣。就破壞性的因素來說，主要有以下三個因素：1、房屋建筑的破壞和倒塌；2、地震導致的自然環境的破壞及次生災害的發生；3、地震造成的社會環境的破壞。其中第一個是最主要、最直接的因素。地震災區的建筑物損毀是由多種因素導致的，主要受到地質條件、建設場區地基土特性、建筑施工技術等因素的制約。在地震過程中，由于誘發次生地質災害（如：崩塌、滑坡、砂土液化等）造成了建筑物場區的失穩和失效,導致震區建筑物毀損。在震區，磚混結構房屋和復雜建筑物的破壞比較嚴重,框架結構房屋和建筑幕墻等其他建筑破壞表現出各自的特點，破壞程度相對偏低。

二、我國教學建筑抗震設防的基本標準

1、我國原有教學建筑結構的特性

在汶川地震中倒塌或嚴重損壞的中小學教學樓，大多屬于八、九十年代建造的房屋，設計多采用磚混砌體結構，預制樓板，平面多為長方形板式結構，長寬比較大；結構特點是多道橫墻、兩道縱墻，再外挑一走廊；教室的長為橫墻間距，教室的寬為縱墻間距，縱墻開洞較多，且不均勻；抗震能力偏低，抗震措施不到位。這些建筑物基本上屬于整體性差，脆性大、橫向剛度小，抗拉力和抗剪力低。同一片區的同種類型建筑物，橫向（長邊方向）平行于地震波的房屋比縱向（短邊方向）平行地震波的房屋破壞嚴重。對于砌體結構學校建筑的震害表現有：墻角破壞；墻體開裂；樓梯間破壞；建筑不規則房屋的角部破壞嚴重；邊梢破壞。在強烈震動下，這種砌體結構更易于發生脆性剪切破壞，從而導致房屋的倒塌。

2、教學建筑的抗震設防新標準

教學建筑作為特殊的人員集中場所，是非常重要的公共建筑，震后各方面人士普遍認為，提高該類建筑物的抗震設防標準勢在必行。在《建筑工程抗震設防分類標準》的相關修訂中提出：人數較多的幼兒園、小學的低層教學樓作為教育建筑，抗震設防類別應劃為乙類。這類房屋一定要采用抗震性能較好的結構類型，選擇有利的建設場地，減輕房屋的重量，增強房屋的整體性。

三、教學建筑增強抗震設防能力的基本做法

1、通過鋼筋混凝土框架設計，抗震效果明顯。

目前，在眾多的建筑結構中，抗震效果較好的就是鋼筋混凝土框架結構。它被廣泛應用于地震區。這種結構的突出特點是強度大、延性好、整體性強。位于汶川縣漩口鎮北側的中山小欖小學新建工程就是按照這種設計模式進行施工的，平面布置采用了中間走廊，兩側教室的布置，減小了長寬比，橫向剛度大為提高，節約土地，每平米工程造價有所降低，通過加大窗面積解決通風透光效果，戶抗震設防烈度為9度。由于該地區屬于山區地貌，起伏較大。這一工程的土石方工程量大、單體工程相對分散。在對教學建筑進行鋼筋混凝土結構抗震設計時，最主要把握好4項基本原則：（1）平面與立面對稱、規則、簡單，減少偏心，增強安全性；（2）采用大懸梁結構，協調好剛度中心和質量中心之間的關系；（3）選用輕質材料進行圍護，減輕建筑物自身的壓力；（4）將質量大的設備布置在距剛度中心較近的部位，以完善邊緣設計。

2、通過毛石混凝土擋土墻設計，增強抗震系數。

毛石混凝土與該地區常用的漿砌片石擋墻相比，具有高強的抗壓性能和抗剪能力，施工造價較低、工程質量容易控制的特點。施工中特別要注意控制好毛石的尺寸，摻石數量、毛石間距等，防止裂縫。在對毛石混凝土進行振搗時多采用插入式，基本標準以混凝土表面看不到氣泡產生、不顯著下沉，表面泛漿。在澆筑過程中毛石混凝土中特別注意參入塊石間距必須大于10厘米，距模板距離不得小于15厘米，毛石、混凝土入模溫度一定控制在高于5℃。毛石尺寸不應大于所澆部位最小寬度的1／3，且不得大于30厘米；對于毛石的擺放要基本遵循“大石塊大間距,小石塊小間距”的原則。在汶川縣漩口鎮北側的中山小欖小學新建工程中，主要采用的就是毛石混凝土澆筑，其工程量非常大。在工程實施中，設計等級為C15毛石混凝土，施工原材料采用42.5級水泥，質地堅硬、級配良好的中砂，粒徑5-25mm碎石，Ⅰ級粉煤灰等，實現了增強塑化、提高耐久性的目標。擋土墻的設計將教學樓、辦公樓、宿舍與食堂、室外步梯、附屬建筑有效地分割開來，減緩了建筑物的整體承載力。

3、通過抗滑樁的增設，抗震能力明顯增強。

由于該學校是依山而建，自然坡度約45度，地質評估結果為：“不宜建設公用建筑”，但當地又找不出合適地塊。在總體設計時將原斜坡分為三個臺階，由下而上分別建設教學樓、辦公樓、宿舍樓和操場，三個臺階的穩定，就成了該學校整體穩定安全的關鍵。為了保證學校的安全，總體設計時，將辦公樓與教學樓間高差較大的臺階采用了樁板墻復合結構。增設抗滑樁有利于避免地震帶來的山體滑坡危害，抗滑樁的主要作用就是利用抗滑樁插入滑動面以下的穩定層對樁的錨固力平衡滑坡體的推力，加強其穩定性。當滑坡體下滑時會受到抗滑樁的阻力，從而使滑坡體達到一種穩定狀態。所以，施工中整個樁身要具有足夠的穩定性，保證滑體不越過樁身、不從樁間擠出，樁的斷面和配筋合理，充分滿足樁內應力和樁身變形的要求，對樁周的地基力和滑體變形一定要控制在允許的范圍內。在中山小欖小學新建工程使用抗滑樁時，埋入地層以下的深度一般按照以下規則：設計樁長的三分之一處為軟質巖層中錨固深度；設計樁長的四分之一處是硬質巖；設計樁長的二分之一處是土質滑床中心。樁間距一般要達到樁徑的3～5 倍，以保證滑動土體不在樁間滑出。在汶川縣漩口鎮北側的中山小欖小學新建工程中，設于教學樓和辦公樓之間的抗滑樁其樁長為35米，露出地面10米，埋深25米。樁徑為1.5×2米。抗滑樁在山半腰上，場地狹窄陡峭，機械設備操作困難，所以采用人工挖孔樁方式進行施工。基本步驟為：（1）做施工平臺；（2）做抗滑樁；（3）做樁之間的現澆板；（4）填土；（5）做辦公樓基礎。在整個工程中共使用11根抗滑樁，有效地解決了這一問題。

四、結論

地震災害嚴重影響了國家繁榮、社會穩定、百姓生活。雖然在地震后期各級政府通過多種有效途徑緩解了一系列的矛盾，實現了災后重建家園的目標，但是這種負面影響不會在短時間內迅速消除，給人們帶來的身心傷害是不能用語言表達的。面對這樣的天災，我們更多考慮的應該是在日常生產和生活中如何做到“預防為主、防護在先”。地震中建筑物的倒塌和破壞成為了威脅到百姓生命財產安全的主要因素，筆者從抗震設防的角度提出了一以系列的解決方案，用可行性做法努力實現防微杜漸的目標，為社會的發展服務。