2020年1月16日新疆库车5.6级地震烈度及房屋震害特征分析*

张文秀， 常想德， 黄帅堂， 姚 远， 胡伟华

(新疆维吾尔自治区地震局 ，新疆 乌鲁木齐 830011)

2020年1月16日16时32分，新疆阿克苏地区库车市发生5.6级地震，震源深度16 km，震中位于库车市塔里木乡，距离库车市城区77 km。库车市、阿克苏市、库尔勒市、伊宁市、拜城县、轮台县等多地有感。本次地震造成库车市塔里木乡受灾，少量老旧砖木结构房屋出现不同程度破坏，涉及185户685人，无人员伤亡(1)新疆地震局.2020年1月16日新疆库车5.6级地震灾害损失评估报告,2020.。地震发生后，新疆维吾尔自治区地震局迅速启动地震应急响应，派出现场工作队前往地震灾区进行地震监测、震情趋势判定、烈度评定及灾害调查评估。本文中在现场调查的基础上，初步分析了灾区地震烈度分布和不同结构类型房屋震害特征，对今后农村建筑抗震设防工作的改进具有重要意义。

1 地震构造背景

天山山前库车拗陷南侧的塔里木盆地北部的塔北古隆起，是早古生代发育的残余古隆起，该隆起可划分为温宿凸起、英买里低凸起、哈拉哈塘凹陷、轮南低凸起、轮台凸起北部斜坡带和库尔勒鼻状凸起，整体呈北东东—南西西走向。此次地震发生在塔北古隆起的哈拉哈塘凹陷内，该地区主要发育北西和北东走向的两组主干走滑断裂，这些断裂表现出明显北强南弱的特征，北部主干断裂带活动剧烈，以辫状及马尾构造样式为主；南部主干断裂活动弱，多呈线性和雁列式排布[1]。新生代以来该地区构造活动特征不明显，震中附近地表未发现活动断裂。

2 地震烈度调查及分布

2.1 烈度调查及评定依据

本次地震中，现场工作队依照技术标准的要求[2]，并以《中国地震烈度表》[3]为烈度评定依据，在灾区范围内开展烈度调查及评定工作。通过对灾区1个乡18个调查点的实地调查，参考震区构造背景、余震分布、震源机制解、震动图等，同时结合强震动观测记录，确定了此次地震的烈度分布(图1)。

2.2 烈度分布

通过地震现场调查显示，本次地震灾区最高烈度为Ⅵ度，烈度图呈狭长椭圆形，长轴走向为近东西，长轴47 km，短轴23 km。Ⅵ度区面积813.6 km2，涉及塔里木乡阿合库勒村、阿恰勒村、草湖二村、草湖一村、胡杨社区、郎喀村、塔里木社区、羊场社区、阳光村、依坎库勒社区、英达里亚村及长兴村等12个村。

图1 2020年1月16日新疆库车5.6级地震烈度图

3 房屋震害特征分析

通过地震灾害调查发现，灾区房屋建筑结构类型包括砖木结构、砖混结构及钢筋混凝土框架结构。下文中我们将针对这几种类型的房屋建筑分别进行阐述。

3.1 砖木结构房屋

砖木结构房屋主要分为有抗震构造措施房屋与居民自建房屋，其中居民自建房屋数量极少，而有抗震构造措施的房屋为灾区群众房屋的主要结构类型，其分别建造于3个时期，第一时期为“抗震安居工程”，多为2007年前建造，目的是为广大群众的生命和财产安全提供基本保障，单体建筑面积相对较小，一般为50～70 m2，是灾区房屋破坏的主要类型。第二时期为“安居富民工程”，结合家庭人口、经济条件和生活习惯等，建造达到当时抗震设防要求、施工质量较高、功能设施齐全与建筑质量可靠的房屋，本次地震中未造成破坏。第三时期为“农村安居工程”，此类房屋严格按照第五代“中国地震动参数区划图”[4]修建，施工质量高、抗震构造措施齐全，地震中未造成破坏。2004年以来，自治区持续推进农村安居工程(包括抗震安居、安居富民)工程建设，安居房覆盖率达到100%。灾区农居房屋抗震能力普遍提高，仅少数年代较早和抗震安居房出现破坏外，安居富民房与农村安居房均未出现破坏，有效保护灾区群众生命财产安全，同时也缓解了抗震救灾和转移安置的压力[5]。

由于抗震构造措施房屋在本地区全覆盖，居民自建房屋在震害调查中数量极少，因此砖木结构房屋震害主要发生在未采取抗震构造措施房屋中。其震害现象主要表现为纵横墙结合处出现贯穿裂缝(图2)；房屋主体与院墙墙体间结合处开裂(图3)；山墙外闪(图4)；墙体出现斜向裂缝(图5)；洞口出现水平裂缝(图6)；洞口间墙出现水平向或竖向裂缝(图7)；凉棚顶部与房屋主体结合处水平位错(图8)；外墙瓷砖脱落(图9)等。

造成这些震害现象的主要原因为墙体砌筑时未在交界处咬槎搭砌，墙体间无有效拉结[6-7]，易造成墙体结合处开裂 ；房屋受地基不均匀沉降影响，在地震力的作用下，墙体不稳定[8]，墙体发生外闪；施工质量较差，墙体强度不高，门窗洞口角部应力集中，使墙体产生斜向裂缝；洞口间墙体过窄，造成墙体水平或竖向裂缝。

图2 砖木结构房屋纵横墙结合处贯穿竖向裂缝

3.2 砖混结构房屋

砖混结构房屋主要是塔里木乡的一些公用房屋及沿街商铺建筑，此类房屋多数抗震性能较高，因此，此类型房屋主体结构完好，仅部分房屋门斗处出现裂缝。由于本次地震处在小地震集中活动区，2010年以来共发生5级以下地震1 352次，在本次地震之前不久，此地发生过多次4级地震，多次地震叠加破坏作用可能造成已有砖混房屋产生轻微裂缝，而本次地震增大了其破坏。因此个别房屋因地基沉降及地震叠加破坏作用，造成多数门窗洞口处墙体出现明显裂缝(图10)。

图5 砖木结构房屋门洞口墙体斜裂缝

图8 长兴村凉棚与房屋主体结合处水平位错

3.3 钢筋混凝土框架结构房屋

钢筋混凝土框架结构房屋多为塔里木乡公用房屋及沿街商铺建筑，此类房屋是由钢筋混凝土梁柱等构件组成承重体系的房屋，具有平面布置、空间分隔灵活、自身重量轻、能有效减小地震破坏作用等优点[9-10]。抗震能力好，未产生结构性破坏。但是，由于灾区场地软弱，框架结构房屋受场地地震动放大影响仍出现填充墙开裂现象(图11)。

图11 塔里木乡政府框架结构房屋填充墙横向裂缝

4 认识及建议

(1) 2004年以来，随着自治区持续推进农村安居工程建设，新疆农村已基本实现农村安居房全覆盖。通过现场调查发现农居房屋抗震能力普遍提高。本次地震中，除了民居自建房屋外，灾区砖木房屋破坏的主要类型为少数年代较早的抗震安居房，此类房屋建造时期较早，抗震设防烈度较低，部分房屋抗震措施不完善，上、下圈梁与构造柱整体结合能力较差[11-12]。由于此类抗震安居房与未采用抗震构造措施的自建房抗震性能不同，因此建议对此类抗震安居房采取房屋安全鉴定或加固措施，使其达到满足现行抗震规范的要求。

(2) 震中较近的乡村民居院墙倒塌、倾斜及院内大门门柱破坏现象较为普遍。院墙及院内大门门柱多为砖砌块砌筑，但砌筑胶结材料质量差，砌块间的砌筑砂浆，基本没有胶结能力，地震时极易造成人员伤亡，存在较大安全隐患，灾区恢复重建时应进一步关注。

5 结论

在地震现场工作的基础上，通过对此次地震烈度分布和房屋震害特征分析，结合灾区实际情况，对经验教训进行总结，为今后灾区开展恢复重建和房屋建筑抗震设防工作提供参考依据。

(1) 灾区场地位于塔里木盆地腹地，地貌属于塔里木河冲积平原，地下水位较高，场地以细粒土层为主，土质松软，对地震动有显著的放大作用，易产生不均匀沉降，加重了建筑物震害。

(2) 2010年以来，塔里木乡附近发生过1 300余次5级以下地震，震前曾发生过22次4级以上地震，灾区遭受多次地震动影响，建筑物叠加振动破坏效应显著。

(3) 灾区地下水矿化度高，对建筑物基础腐蚀作用强烈[13]。而且当地居民建筑地基处理简单，工程地质条件差，对重要建筑建造时应加强不良地基处理，做好基础防腐工作。

(4) 对于高烈度区框架结构完好，填充墙开裂的震害情况，应在选择填充墙材料时充分考虑其与主体结构的协调变形问题。

(5) 新疆农村安居工程建设成果显著，在历次破坏性地震中经受住了考验，大幅度减少了地震灾害经济损失，降低了人员伤亡[14-15]。虽然农村安居工程建设力度加大，灾区房屋建筑抗震性能全面提升，但是有部分早期建造的抗震安居房在此次地震中遭到破坏，建议对建造较早的抗震安居房进行抗震性能进行普查和鉴定，对抗震构造措施不完善的抗震安居房采取必要的加固措施。新建房屋应严格按照抗震设防要求及建筑规范进行设计施工。

(6) 震前地方政府和应急管理部门组织了地震演练和防震减灾科普宣传，有效增强了居民地震应急避险意识，为减轻人员伤亡发挥了重要作用。建议继续持续加强防震减灾知识科普宣传工作，积极开展应急演练，提高群众应急避震和自救互救能力。