四川兴文5.7级地震烈度评定及结构震害简析

格桑扎西,何玉林,毛 利,赵 晶

(四川省地震局，四川 成都 610000)

据中国地震台网测定，2018年12月16日12时46分，四川省宜宾市兴文县(北纬28.24°，东经104.95°)发生5.7级地震，震源深度12 km。震中距宜宾市区64 km，距兴文县城29 km，距珙县县城32 km，距长宁县城38 km，距云南省威信县城45 km。地震致宜宾市兴文县、珙县和长宁县3个县22个乡镇受灾。根据中国地震台网速报目录，截至2018年12月31日，震中周边200 km范围内近5年来共发生3级以上地震142次，本次地震系四川盆地南缘有史料记载以来震级最大的一次中强地震。震区内的主要房屋结构类型是砖混、砖木等结构，且多是没有经过抗震设防加固的老旧房屋。《建筑抗震设计规范》(2016年版)(GB 50011-2010)规定兴文县、珙县和长宁县按Ⅵ度设防进行建设，其设计基本地震加速度值不得小于0.05 g。兴文5.7级地震中，不同结构类型的房屋震害现象较为丰富，设防和未设防的砖混结构房屋震害差异明显。为研究不同结构类型的房屋在实际地震中的抗震性能，通过对包括乡镇、农村在不同烈度区内的68个调查点的数百栋房屋破坏情况进行了详细调查，并对其破坏原因进行了简析，旨在为抗震设计、烈度评定、灾后恢复重建以及当地的防震减灾工作提供参考。

1 烈度评定

1.1 房屋结构类型

本次地震共造成震区内22个乡镇的房屋不同程度受损。根据政府有关部门提供的资料以及现场调查结果显示，震区内房屋结构主要分为框架结构、砖混结构、砖木结构和土木结构4种类型。(1)砖(土)木结构：砖木结构房屋的承重墙体为烧结页岩砖砌墙，房顶由木梁及瓦片组成，抗震性能差。土木结构房屋的承重墙主要选用土坯或条石砌筑，夯土墙较少，该类型房屋在各乡镇的比例极低，且修建年代普遍较久远。(2)砖混结构：主要由砖墙承重，预制板或钢筋混凝土浇注楼板及屋顶。震区绝大多数房屋都是该类型结构，其中又以未经抗震设防加固的民房占多数。未设防的砖混结构房屋普遍是修建于2000年前后的农民自建房，基本不设构造柱，部分房屋有地圈梁，多层结构往往只有屋面采用现浇，隔层楼板基本是预制件。设防砖混结构房屋多数是政府通过危房改造和搬迁安置工程指导修建的，经过正规设计，有圈梁、构造柱，现浇屋面和楼层隔板，在本次地震中抗震性能表现良好。(3)框架结构：主要由钢筋混凝土梁柱承重，现浇楼板或屋盖，抗震性能好，震区内的框架结构房屋主要为公用房屋。

1.2 烈度分布

本次地震现场工作队的灾害调查组累计派出12组45人次，在灾区各级党委、政府的大力支持下，会同灾区有关部门，采用抽样调查、单项调查、访问调查和现场核实等方法，共采集了106个抽样点，取得了大量基础数据资料。现场调查的结果反映出地震波衰减较快，受震区地下介质的影响，位于Ⅶ度区和Ⅵ度区交界处相邻两个调查点的震害指数差异明显。参照中国地震烈度表，Ⅶ度区边界调查点的A类和B类房屋震害指数基本在0.25左右，反映出房屋在该区域的震害以中等破坏为主，破坏现象普遍，而Ⅵ度区靠近Ⅶ度区边界调查点的A类和B类房屋震害指数基本在0.02左右，反映出房屋在该区域的震害以基本完好为主，破坏现象不易发现。和川西地区同震级地震的烈度影响范围相比较，本次地震的影响范围稍小。依照《中国地震烈度表》(GB/T 17742-2008)、《地震现场工作第三部分：调查规范》(GB/T 18208.3-2011)和《地震现场工作第四部分：灾害直接损失评估》(GB/T 18208.4-2011)，通过计算震害指数、分析强震动观测记录等工作(李建亮等，2014)，并结合现场工作经验(赵晶等，2014)，最终确定了此次地震的烈度分布(见图1)。

图1 四川兴文5.7级地震烈度图(四川省地震局，2018)

此次地震最高烈度为Ⅶ度，等震线长轴呈近北西西走向，长轴50 km，短轴31 km，VI度区及以上总面积为1145 km2，共造成四川省宜宾市兴文县、珙县、长宁县三个县受灾。Ⅶ度区面积为 70 km2，主要涉及兴文县周家镇、毓秀苗族乡、仙峰苗族乡和珙县底洞镇4个乡镇。Ⅵ度区面积为 1 075 km2，主要涉及兴文县九丝城镇、仙峰苗族乡、大坝苗族乡、石海镇、僰王山镇、毓秀苗族乡、周家镇、麒麟苗族乡，珙县底洞镇、上罗镇、珙泉镇、下罗镇、仁义乡、玉和苗族乡、石碑乡、曹营镇、恒丰乡、孝儿镇、沐滩镇，长宁县双河镇、梅硐镇、富兴乡共22个乡镇。此外，位于VI度区之外的部分地区也受到波及，零星老旧房屋出现破坏受损现象。

2 房屋结构震害特征

2.1 框架结构震害特点

框架结构房屋主要是震区内的机关办公楼、学校和卫生院等公用建筑。地方政府抗震意识较强，房屋按照设防要求进行统一的设计和施工，因此震害都较轻。在极震区(Ⅶ度)，个别框架结构房屋梁柱出现细微裂缝(见图2a)，填充墙有明显开裂(见图2b)，外墙贴砖和吊顶装饰件局部脱落或掉落，稍加修复或不加修复均可正常使用，震害现象符合建筑结构抗震设防目标。Ⅵ度区内的框架结构房屋个别填充墙体出现细微裂缝(见图3a)，吊顶装饰件局部掉落(见图3b)，大多数基本完好。

图2 Ⅶ度区框架结构房屋震害情况

图3 Ⅵ度区框架结构房屋震害情况

2.2 砖混结构震害特点

震区内的绝大多数房屋是砖混结构，而且未经设防加固的砖混结构房屋占到该类型房屋的70%，在本次地震现场调查过程中发现设防和未设防的砖混结构房屋震害现象差异明显，经过正规设计、规范施工建造的具有抗震加固措施的砖混结构房屋在本次地震中表现良好，受损较轻；而农村自建砖混结构房屋(无圈梁、构造柱)在Ⅶ度区的破坏较重。

(1)未设防砖混结构震害特点。未设防的砖混结构房屋都是农民自建房，房屋质量取决于工人的修筑经验，各村组都有固定的“包工队”从事该区域的房屋建造，因此该类房屋往往是一个村或一个乡是一个风格。在修筑时普遍压缩成本，不会过多考虑房屋抗震性能，部分老旧房屋的承重墙体没有足够的强度和稳定性，因此在地震中的破坏很明显。在Ⅶ度区，该类房屋普遍墙体开裂明显(见图4a)，少数老旧房屋严重破坏，出现承重墙剪切裂缝(见图4b)、纵横墙连接处严重拉裂(见图4c)、部分坍塌(见图4d)，需要大修，个别房屋修复困难。在Ⅵ度区情况稍好，少数房屋墙体裂缝(见图5a)，旧裂缝加宽，多数基本完好(见图5b)。

图4 Ⅶ度区未设防砖混结构房屋震害情况

图5 Ⅵ度区未设防砖混结构房屋震害情况

(2)设防砖混结构震害特点。设防砖混结构房屋多是政府危房改造工程和搬迁安置房，该类房屋享有一定的政府补贴，且政府会强制执行抗震设防标准。因此，该类房屋在地震中都达到了建筑物抗震设防目标。在极震区(Ⅶ度)，设防的砖混结构房屋多数墙体出现轻微裂缝(见图6a)，少数墙体开裂明显(见图6b)。个别房屋震害偏重的原因是设计施工不规范，存在私加层高导致基础荷载加大发生的地基形变、失稳(见图6c)，开窗面积过大导致墙体拉裂等问题(见图6d)。在Ⅵ度区，设防的砖混结构房屋个别墙体出现裂纹，大多数基本完好。

图6 Ⅶ度区设防砖混结构房屋震害情况

2.3 砖(土)木结构震害特点

震区内有少量的农民自建砖(土)木结构房屋和零星的穿斗木构架房屋，普遍修建时间较早，除个别房屋还有人居住以外，多是用于生产资料储放、圈养牲畜和烤烟。在Ⅶ度区，该类型房屋普遍梭瓦、掉瓦(见图7a)，多数墙体开裂，旧裂缝加宽(见图7b)，少数老旧房屋墙体局部垮塌(见图7c)，个别房屋整体垮塌(见图7d)。在Ⅵ度区砖木和土木结构房屋少数房屋梭瓦、掉瓦，个别墙体开裂，旧裂缝加宽，极个别老旧房屋墙体局部垮塌。

图7 Ⅶ度区砖木结构房屋震害情况

2.4 非结构性构件破坏

本次地震以及四川省近年发生的历次中强地震中导致人员受伤甚至死亡的原因，多数是屋面瓦片(见图8)、装饰外墙面、女儿墙(见图9)、室内吊顶等非结构构件破坏造成的，当地政府应重视和加强非结构构件自身强度以及与主体结构连接的可靠性，并结合本地建筑风格研究制订非结构构件设计施工规范，同时在施工过程中加强监管。

图8 屋檐掉瓦

图9 女儿墙局部垮塌

2.5 次生灾害(地质灾害)造成的房屋破坏

本次地震震区范围内有槽坝、丘陵、低山、中山四类地貌，且岩溶地貌特征明显，区域内易形成山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害(肖术连等，2017)。在山区，靠近山体或修建于山坡、公路旁的房屋除了因地震造成的直接破坏以外，还有个别房屋遭受次生地质灾害破坏，被塌落的巨石砸伤、砸毁(见图10、图11)。

图10 Ⅶ度区被巨石砸毁的砖木结构

图11 Ⅵ度区被巨石砸伤的砖混结构

3 结论

(1)地震烈度图不仅可以为抗震救灾工作提供依据，为地震灾害经济损失评估奠定基础，为灾区恢复重建规划提供科学依据，还对地震破坏研究也有重要作用。本次兴文5.7级地震的正式版烈度图从派遣工作队开展调查到发布，在保证科学性的同时，仅用时52小时，是四川省近年烈度图正式公布最快的一次。(2)本次地震造成严重破坏的房屋大部分都是修建于山区的老旧农民自建房，基本没有设防加固措施，部分砖混结构房屋和砖(土)木结构房屋破坏较严重的主要原因是房屋建筑老旧，建筑结构不合理，以及房屋修建的地形条件较差。震区实行的危房改造工程在此次地震中起到了很好的示范作用，经过危房改造的民房抗震性能良好，因此，结合城乡危房改造、搬迁安置等惠民工程，当地政府应大力推广具有抗震设防措施，且适应当地农村建筑风格的砖混、框架等建筑结构形式，以提升农村民居抗震能力(皇甫岗，2018)。(3)截至2018年12月31日，本次地震系四川盆地南缘有史料记载以来震级最大的一次中强地震。近年来，在四川东部和南部构造环境相对稳定的地区，中强地震发生的频度、强度都有增强趋势，在此背景下，该地区应继续加强重大建设工程和城乡建设的抗震设防管理，严格按照《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2015)和相关法律法规的要求，全面落实新建、改建、扩建建筑必须严格执行抗震设防标准，要在规划、设计、施工、监理等环节强化抗震设防监督和管理。同时，应加强震后房屋的安全性鉴定，对受损房屋进行维修与加固(皇甫岗，2018)。(4)在本次地震中，除了因地震造成的房屋直接破坏以外，还有个别房屋遭受地质灾害破坏。虽然规模较小，但潜在的地质灾害威胁不可忽视，因此，加强地震地质灾害源的调查工作，对其危险性和危害性进行评估，也是提升本地社会防灾能力的重要举措。