济南市城镇既有房屋建筑抗震性能普查工作的实施及应用
2022-03-06何巧灵马玉飞赵民仝霄金赵波
何巧灵,马玉飞,赵民,仝霄金,赵波
(济南市勘察测绘研究院,山东 济南 250000)
1 引 言
近几年来,我国相继发生了2008年“汶川大地震”,2010年“青海玉树地震”,2021年“云南大理州地震”和“青海玛多县地震”等破坏性地震,这些地震大规模地造成了建筑物的损坏和倒塌,造成了大量的人员伤亡和财产损失,因此对建筑物进行相应的抗震设防,减少在破坏性地震中的损坏和倒塌至关重要。
为贯彻落实《关于开展第一次全国自然灾害综合风险普查的通知》国办发〔2020〕12号、《山东省人民政府办公厅关于进一步加强房屋建筑和市政工程抗震性能设防工作的意见》鲁办发〔2016〕21号、《济南市人民政府办公厅转发省政府办公厅关于进一步加强房屋建筑和市政工程抗震性能设防工作的意见的通知》济政办发〔2016〕24号,进一步加强济南市既有房屋建筑抗震设防工作,全市进行既有房屋建筑普查工作,摸清全市未采取抗震设防及抗震设防不达标城镇房屋建筑数量和基本情况。对于普查范围内建筑物,未采取抗震设防措施和抗震设防措施未达标的,应进行抗震设防性能鉴定,并采取必要的抗震加固措施,已达到抗震设防的要求。
2 普查方案
大量学者对建筑物抗震性能普查的方法等情况进行了分析和研究,郑树平(2021)[1]提出通过遥感技术应用到房屋普查工作中,能提高房屋普查效率,可以作为房屋抗震普查的一项有效手段。李建榕(2008)[2]围绕着建筑物抗震普查以提高对地震的预警、应急反应和对灾情的快速判断能力为目标,按照抗震普查、数据建库、信息管理辅助决策的流程,阐述了建筑物抗震性能普查的内容、方法、步骤以及城市抗震防灾地理信息系统的建设。
房屋建筑抗震性能普查方案包括资料收集与整理、外业信息采集、数据整理编辑、成果检查验收等过程。房屋建筑抗震性能普查的总体技术流程如图1所示:
图1 济南市城镇既有房屋建筑抗震性能普查总体技术流程图
3 资料收集与整理
3.1 基础地理数据及档案资料
充分利用已有现势性较强的基础测绘成果,比例尺不低于 1∶5 000的地形图,地理国情监测数据等各类专项数据,提取房屋建筑图形数据及部分属性数据,如结构类型、层数等。
收集所在地城建档案馆、图审中心或原参建五方(建设、设计、勘察、施工、监理)单位房屋建筑设计图、施工图、竣工图、工程勘察报告以及相关文档资料,提取房屋建筑信息、如小区名称、建筑名称、地址、建筑面积、建筑层数、建造时间、建筑高度、产权单位等。同时须核实所收集资料的完整性、可信度和可利用程度、核查工作图上建筑物与实地的一致性。
3.2 房屋建筑抗震设防信息
房屋建筑抗震设防信息的普查主要是原设防烈度、现设防烈度,原设防类别、现设防类别,场地类别、结构类型、楼板形式、地基基础类型等。相应建筑档案信息不全时,抗震设防烈度和抗震设防类别可通过建筑物建成时所用抗震系列规范(表1)和建筑结构等资料进行推断,场地类别可通过工程地质图和所普查建筑物区域的勘察报告获得,结构类型、楼板形式、地基基础类型等采用询问房屋业主及相关人员、专业人员现场勘验的方式获得。
各阶段抗震系列规范 表1
通过以上抗震相关规范的统计分析,总结出以下几点:
(1)1990年以前对于济南6度区未做抗震要求,1990年1月1日实施的《建筑抗震设计规范》GBJ11-89[6]对6度区开始有强制性条文。
(2)《建筑抗震设计规范》GBJ11-89[6]中提出建筑物根据其重要性分类为甲类建筑、乙类建筑、丙类建筑和丁类建筑,所以在普查时应特别注意1990年以前的建筑物和构筑物都是无类别。
(3)甲类建筑(特别重要的建筑物)按本地区设防烈度提高一度进行设防;乙类建筑按本地区设防烈度提高一度进行设防,较小的建筑可按本地设防烈度进行设防。《山东省建设工程抗震设防条例》(2017.12.1)[14]实施后,所有乙类建筑都按不低于7度(0.1g)进行设防。
(4)丙类建筑按本地区设防烈度进行设防,《山东省建设工程抗震设防条例》(2017.12.1)[14]实施后,所有丙类建筑都按不低于7度(0.1g)进行设防。
(5)丁类建筑允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,6度时不应降低。济南属于6度区,应按6度进行设防,《山东省建设工程抗震设防条例》(2017.12.1)[14]实施后,所有乙类建筑都按本不低于7度(0.1g)进行设防。
3.3 济南场地类别划分
目前场地类别的划分通过等效剪切波速和覆盖层厚度等确定,有大量的学者进行了研究,彭艳菊(2009)[13]对工程地震中常用的场地类别划分方法分两类进行了对比分析,一种是结构抗震设计规范中用于场地划分的标准化方法,另一种是地震危险性预测中确定场地影响的区域性的场地类别划分方法,最后讨论了各自的优势、局限性以及适用范围。解惠婷(2020)[14]通过地貌分析、钻孔勘探、地层分析、剪切波速测试等手段,对六安市地震小区划场地类别划分,结合土层分布特征及地震地质资料,划分了工程地质分区。
济南市主城区为山前平原及黄河、小清河、玉符河冲洪积平原,自经十路以北为第四系覆盖区,厚薄不均,但总体规律为自南往北,自东往西厚度增加。南部第四系厚度仅数米,市区一般小于 30 m,而大于 30 m、最大厚度不超过 50 m区域主要分布在兴济河以西,小清河以北地区。在市区中心地带(泉群附近一带),南起经十路,北到明湖北路,西起纬二路,东到山大路围成的区域内,厚度一般小于 20 m,且受地形坡向控制,由东南向西北逐渐变厚。趵突泉与银座索菲特大酒店附近,第四系厚度 8 m~10 m。腊山一带第四系厚度 0 m~40 m;党家一带第四系厚度 10 m~50 m;燕山一带第四系厚度 5 m~30 m,王舍人一带第四系厚度 40 m~70 m,贤文一带第四系厚度 20 m~ 30 m。
济南市东部城区主要为山间盆地和巨野河河谷冲洪积平原,松散层厚度之东南向西北逐渐增厚。郭店一带第四系厚度 40 m~50 m;孙村一带第四系厚度 20 m~30 m;彩石一带第四系厚度 20 m~30 m。
济南市西部城区主要为大沙河冲洪积平原,松散层厚度之西南向东北逐渐增厚。崮山大学城一带第四系厚度 10 m~20 m;文昌片区长清城区一带第四系厚度 60 m~70 m,最厚可达上百米;平安片区一带第四系厚度 50 m~60 m。
黄河以北平原区第四系厚度由南向北逐渐增厚,一般厚度 180 m~250 m。
根据济南城市地质调查报告,以及搜集了济南市勘察测绘研究院在济南市完成的勘察工程项目报告,得出济南市各区场地类别分类如图2和表2所示。
图2 济南场地类别分类
济南场地类别分类 表2
4 外业普查
外业信息采集前,首先进行内业电脑端房屋平面位置信息和资料收集数据的整理,之后进行外业普查。外业普查是对档案查阅工作中存在疑问和无法确定的信息内容进行全面普查,充分利用现有基础数据和收集的专业资料,综合考虑自然、经济、人力条件,制定可行的外业普查方案。外业普查应严格按照普查表中所列内容,客观真实反映出房屋建筑抗震性能现状信息。
普查要求主要有以下几点:
(1)根据任务区的自然地理环境、区域特点、人类活动特征,按照任务分工与进度计划,合理规划、分批次开展外业普查工作;
(2)对普查底图中新增或发生变化的房屋建筑进行补充或修改;
(3)外业普查时,应对普查对象的现状属性信息逐项判别,根据既定的判别标准,结合专业人员的知识和经验,根据实际采用的外业普查方法准确记录普查信息;
(4)外业普查过程中,需严格遵循相关安全生产规定,需有切实可行的应急预案,并确保参与人员都熟悉预案的内容和执行方法;
(5)详细记录外业普查情况,制作抗震性能普查工作元数据;
(6)普查人员结合底图数据和外业普查App,普查过程中要保证走到、拍到、问到、准确完整记录普查信息,以保证普查成果质量。
5 数据编辑、成果质量检查与验收
房屋建筑抗震性能普查成果表的内容及格式应按要求进行填写,数据文件应符合下列规定:分层与层名应规范、统一;数据应完整,拓扑关系和逻辑关系应正确;数据结构包括字段命名、类型和宽度等应规范、正确;属性信息应与原始普查记录的信息一致。
房屋建筑抗震性能普查数据编辑完成和提交后,成果检查验收执行“两级检查、一级验收”制度,各级检查工作应独立进行,不得省略或代替。
检查和验收的主要依据相关的法律法规,办法、方案、规定和技术规程,相关的现行国家标准和行业标准,已审批的项目设计、专业技术设计书等设计文件及生产过程中的相关补充规定,项目过程中已明确的各种问题处理单、问题回复等技术文件。
6 结 语
要想减少地震带来的伤亡和破坏,首先要精确普查地区城镇既有房屋的建筑抗震性能,确定房屋是否符合抗震设防要求,对未采取抗震设防措施或抗震设防措施未达到相关规范要求的,应采取抗震加固措施或停止使用。
通过归纳和总结抗震系列规范,以及济南市勘察测绘研究院完成的济南市各个区的岩土工程勘察项目,对每个时间段的房屋抗震设防情况和场地类别有了一定的了解和认识,分析了在普查过程中、数据编辑、数据检查和验收时所注意的问题,对济南市及其他地区城镇既有房屋建筑抗震性能普查工作有一定的借鉴意义。