5.12汶川地震建筑物破坏原因浅析

5.12汶川地震建筑物破坏原因浅析摘要：2008年——我国四川汶川5月12日下午14时28分发生7.8级特大地震，北京、重庆、湖南、湖北、山西、陕西、河北、合肥等多地有震感。

这是建国以来，发生在我国境内的震级最大的一次地震。

关键词：5.12汶川地震建筑物破坏原因抗震设防5.12汶川地震发生后，笔者曾经多次深入到地震重灾区的汶川、北川、青川、都江堰、理县、汉旺、安县等地从事抗震救灾工作。

在抗震救灾工作期间，笔者对地震灾区震后建筑物破坏情况进行了调查，查阅了部分破坏建筑物的设计文件、施工资料，收集了大量建筑物破坏的图片资料和影像资料等。

同时，笔者对地震灾区震后未破坏建筑物或破坏较轻建筑物也进行了调查，并将未破坏建筑物或破坏较轻建筑物与同地段、同结构形式的倒塌、破坏严重的建筑物进行了对比、分析，从中寻找地震造成建筑物破坏的规律和原因。

下面笔者就5.12汶川地震造成建筑物破坏的主要原因作一些简要分析：5.12汶川地震建筑物破坏的主要原因，首先是建筑物所在地区的地震烈度，地震烈度越高对建筑物的破坏越严重。

比如5.12汶川地震的震中映秀镇的地震烈度达到11度，而汶川县城的地震烈度为9度左右，因此映秀镇的建筑物破坏就比汶川县城的建筑物破坏更为严重。

5.12汶川地震之所以造成地震重灾区建筑物极其严重的破坏，主要是由于这次地震的烈度远远超过了当地的抗震设防烈度。

我国长期以来经济欠发达，属于发展中国家，目前我国对建筑物的抗震设防原则是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。

一般情况下，大于、等于7级的地震（约为9度左右）为大地震，大于、等于8级的地震即为巨大地震。

每次地震只有一个震级，在震中的地方用震级表示，地震向四周扩散影响到的地方就用地震烈度表示。

每次地震的震中地震烈度最高，从震中向四周扩散，地震烈度逐渐减小。

这次5.12汶川地震的震级为8级，属于巨大地震，所以大部分地震重灾区的地震烈度都达到了9度以上。

一般超过9度的地震或者地震烈度超过设防烈度两度以上时就可以造成房屋大量倒塌。

在5.12汶川地震前，5.12汶川地震重灾区的建筑物抗震设防烈度都为6度和7度，而此次5.12汶川地震重灾区地震烈度达到9度～11度，远远超过了当地建筑物的设防烈度，5.12汶川地震造成了地震重灾区的建筑物严重破坏也就在所难免了。

因此，地震烈度是造成建筑物破坏的主要原因。

其次，建筑物所处地段是决定建筑物地震破坏的重要因素。

地震波是波形传递的，地震波分为横波和纵波，横波产生水平震动，纵波产生竖向震动。

由于纵波传播速度快于横波，因此纵波先于横波到达。

处于波峰地段的建筑物比处于波谷地段的建筑物破坏严重。

此次5.12汶川地震是多点多组强烈地震的同时爆发，由于各组地震的地震波传播速度不一样，横波与纵波的传播速度也不一样，因此就有可能产生波的叠加或叠减。

如果两个波的波峰重叠就会产生波的叠加效应，就会对建筑物造成更大的毁坏。

在波的传播过程中，传播路程的地质条件不一样，各种土层对地震波的作用不一样，波的叠加也会不一样，对建筑物的损毁程度也会不一样。

有时不同方向传递的波叠加还会形成扭转，地震波到达建筑物两端的时间差异，也会造成建筑物的扭转破坏，扭转会造成建筑物更为严重的破坏。

这就是为什么有的地区距震中距离较远，但建筑物破坏程度却比距震中距离近的建筑物破坏更严重的一个主要原因；也是为什么同一地区有时相距很近的两个建筑物但破坏程度却相差很大的一个重要原因。

每个建筑物都有自己特定的自振频率，如果这个自振频率与地震的作用频率接近，会引起共振效应，会带来更大的破坏力。

建筑物所处地段越高，地震的“鞭梢效应”越严重，所以山顶建筑物破坏较山脚建筑物更严重。

其次，处于边坡地段的建筑物，由于其受边坡稳定的影响较大，建筑物往往由于边坡的失稳而造成破坏。

三是建筑物所在场地及周边环境的地质构造对建筑物地震破坏起着重要的作用。

5.12汶川地震中，建在地震的发震带、地震的断裂带上的建筑物破坏很严重。

建在容易失稳的边坡上或建在容易失稳的边坡附近的建筑物，由于地震容易诱发滑坡、崩塌、泥石流等次生灾害，因此对建筑物的危害也很大。

比如说5.12汶川地震灾区的北川老县城、彭州市的银厂沟、平武县的南坝镇、青川县的木鱼镇等地都处在地震断裂带上，所以这些地方建筑物受地震的危害就较大。

其次，北川老县城和彭州市的银厂沟周边山体陡峭、岩石破碎，或者在倾斜的岩石表面覆盖着松散的土层，其受滑坡、泥石流等次生灾害的危害就较大。

5.12汶川地震后，在从都江堰到汶川、理县的沿途，可以看到原来青山翠绿的山体已经变的满目疮伤，山体到处都裸露出白色的岩石，就像山上缠绕着无数白色的绷带。

这是因为这些地方距震中距离较近，地震的烈度高，而且这些地方的山体陡峭、岩石破碎，或者在倾斜的岩石表面覆盖着松散的土层，在地震作用下山体极易失去稳定而引起滑坡、崩塌等。

在对理县桃坪羌寨震后建筑物应急评估中，靠近河床边的建筑物受到的损害较其他位置的建筑物损害轻。

究其原因，河床边的建筑物地基多为砂卵石土，砂卵石土对地震波具有一定的吸收作用，因此此类地段的建筑物损害就较轻。

同样，成都距5.12汶川地震的震中的直线距离较近，但由于成都地区的建筑物地基也多以砂卵石土为主，因此5.12汶川地震对成都的危害也较小。

这就是为什么山区建筑物的地基多以岩石为主，而山区建筑物的破坏反而严重于沟谷地带建筑物的一个重要原因。

四是房屋的建造年代和房屋的勘察设计、施工质量对建筑物的抗震极为重要。

在5.12汶川地震中，广大农村地区大量农房受到了毁灭性破坏，而城市房屋的损毁程度明显较农房损毁程度轻。

究其原因，我国长期以来农村农房无抗震设防的强制性规定，农村农房质量也一直是政府部门监管的盲区。

5.12汶川地震前，农村农房一般都由当地工匠或农户自行修建，政府部门较少提供技术支持或技术指导，农村农房一般都自生自灭，很少有人去过问。

当然这主要是因为我国广大农村地区多处山区，长期以来交通不便、经济发展极不均衡，还存在许多极端贫困地区，广大农民朋友的主要精力还主要停留在解决温饱问题上。

因此，广大农村地区目前还存在着大量的生土建筑和石砌建筑，这些生土建筑和石砌建筑抗震性能差，有的使用时间还很长，维护也较差。

因此，在5.12汶川地震中这些生土建筑和石砌建筑损毁也最为严重。

其次广大农民朋友的整体文化素质也不高，修建房屋时首先考虑的时经济、实用和美观，很少把建筑物的质量和抗震设防放在房屋修建的首位。

由于大地震发生周期都比较长，年轻一代普遍缺少大地震的经历，农村地区地震知识又不普及，年轻一代不知道本地区历史上曾经发生过的大地震及危害，错误地认为本地区将来不会发生毁灭性大地震。

因此农村建房时抗震意识就比较低，如果有了多余的钱，农民朋友会追求大、追求气派、追求豪华，不会充分重视建筑物的抗震。

5.12汶川地震前，政府部门未向农民免费提供过技术标准、标准设计图集等。

由于担心多花钱，农村地区修建的砖混结构、底框结构等结构形式的房屋普遍未委托正规设计单位进行设计，也没有委托正规施工单位进行施工。

5.12汶川地震前，农房修建，一般在批准土地，计划好修建的面积、层数后，就聘请工匠修建或自行修建，因此，5.12汶川地震前农村地区修建的农房普遍存在质量安全隐患，农村地区修建的农房也普遍缺乏抗震性能。

从5.12汶川地震灾区的绵阳、成都、德阳、广元、阿坝等地区农村修建的砖混结构、底框结构房屋来看，农村修建的砖混结构、底框结构房屋普遍存在较大的质量安全隐患，大部分砖混结构、底框结构房屋抗震性能较差。

如5.12汶川地震灾区农村修建的砖混结构、底框结构房屋普遍存在以下问题：底框结构房屋的底层结构是既有梁柱承重又有砖墙承重的混合承重体系，梁柱板等承重构件的截面尺寸、配筋、混凝土强度等级等均凭经验进行施工，底框结构房屋的底层未设置抗震墙等；为扩大房屋使用面积，农村房屋大量采用二层以上悬挑房屋的梁挑房结构；砖混结构房屋使用12墙、18墙、空斗墙作为承重墙也较为普遍；另外，砖混结构房屋的钢筋混凝土圈梁、构造柱设置也很不规范。

如有的砖混结构农房根本就没有设置钢筋混凝土圈梁、构造柱；有的砖混结构农房底层、顶层未设置圈梁，中间某层却设置有圈梁；有的砖混结构农房的房屋四大角、楼梯间、错层处、大房间的四角未设置构造柱，其他部位却设置有构造柱；再有就是农村房屋的屋面女儿墙（栏杆）、阳台、外走廊栏板（栏杆）设置也很不规范。

如屋面女儿墙（栏杆）、阳台、外走廊栏板（栏杆）采用与主体结构无可靠连接的预制花瓶栏杆，采用未设置钢筋混凝土构造柱、钢筋混凝土压顶的砖砌12墙栏板，砖砌12墙栏板也未与主体结构可靠拉（连）结等。

由于以上原因，在5.12汶川地震中，这部分房屋和房屋的附属构件都受到了极大的破坏。

在农村地区农房修建时，还有一个因素应值得关注，就是农房修建时的建筑材料质量问题。

农房修建一般以户为单位进行修建，由于单户农房建设的规模一般都不大，所以其使用的钢材、水泥等主材一般都是在分销商处购买。

由于对分销商销售的建筑材料质量缺乏监管，因此在分销商处购买的钢材、水泥等主材质量往往难以保障，有时还容易购买到“地条钢”或者购买到过期水泥等。

对砖、瓦、砂、石等地方材料，由于缺少检测手段或判断经验，农房修建时一般采取在确定了所需数量和价格后就直接购买进行使用。

农房修建一般很少对进场建筑材料进行复检，因此农房修建时很容易购买到不合格的建筑材料，如果将这些不合格建筑材料用到工程中，就形成了重大质量安全隐患。

其次，在农村地区农房修建时，还普遍存在着使用旧的建筑材料和旧的建筑构件等问题，如农房修建时使用房屋拆迁后留下的旧砖、旧钢筋、旧预制板等。

笔者并不是反对使用旧的建筑材料和旧的建筑构件等，而是认为使用旧的建筑材料和旧的建筑构件一定要慎重。

比如说对于使用旧砖问题，由于旧砖可能是从不同的楼层上甚至可能是从不同的房屋上拆下来的，对旧砖的强度等级就较难检验和判断，因此旧砖最好不要用于修建楼房、不要用于修建承重墙体等。

另外还要注意旧砖中的断砖很多，使用旧砖砌筑墙体时不要集中使用断砖。

对于旧钢筋、旧预制板，不但对旧钢筋的强度较难判断，对旧预制板的荷载等级也较难判断。

而且旧钢筋、旧预制板在原建筑使用过程中或拆除过程中可能已经产生了某些损伤，如钢筋可能已经产生了疲劳和屈服，预制板可能已经产生了断裂等，另外钢筋在拆除过程中反复弯曲也极易造成损伤，这些损伤往往靠肉眼是很难发现的。

一旦将这些受到损伤的旧钢筋、旧预制板用到新建房屋的承重结构上，极易发生工程质量事故，更不要谈建筑物的抗震了。

通过以上的分析不难看出，5.12汶川地震农村地区的农房受损严重，主要是因为农村地区农房勘察设计、施工的缺失以及对建筑材料的把关不严造成的。

5.12汶川地震受损严重的北川、都江堰、汉旺等城市房屋，除由于其所在地区距震中距离近、地震烈度高，北川、汉旺等城市处在地震的发震带、地震的断裂带上或附近，北川县城受到滑坡毁坏等因素外，建筑物的建造年代和房屋的勘察设计、施工质量也起了很大的作用。