穆云飛 蘇立春 丁楓彬
2008年5月12 號四川汶川發生了里氏8.0級地震,震動了大半個亞洲,也震動了全國人民的心。整個汶川、青川縣城夷為平地,山河改觀,直接經濟損失數百億美元。作為一名從事現場工程管理的人員,對于這場災難,引發無盡的思考。
工程可靠度習慣稱安全度。傳統安全度定義是“結構安全度是指在正常設計、施工和使用的情況下,結構對抵抗各種影響安全的不利因素所必需的安全儲備的大小”[1]。在規定的時間和條件下,工程結構完成預定功能的概率是工程結構的可靠概率度量。過去,我們認為建筑物不倒就是安全的,可以放心使用。建筑物到底有多大的安全儲備,是否能經受得住地震的檢驗達到抗震設防的標準,我們是否真的心中有底。從四川地震的震害情況來看,即使有些按規范設計的房屋,也大量倒塌。
建筑物的安全儲備分為構件安全儲備、整體系統安全儲備。結構構件的安全儲備,通過成熟的計算方法可以得到保證。通過地震后的大量房屋震害來看,結構整體安全儲備還是不能僅經過計算確定。安全儲備和一個國家的整體經濟情況有關,隨著經濟水平的提高,新規范會比舊規范為提高結構可靠度而增加含鋼量。從20世紀70年代以來 TJ 11-78,GBJ 11-89,GB 50011-2001中可以發現對建筑物的抗震設計要求越來越高,結構安全儲備越來越大(見表1)[2],當然,所謂大,也是相比較而言,只是適應相應的歷史時期國民經濟水平,并不是說按規范設計出的房屋就可以高枕無憂了,與同時期的歐美、日本等國家相比,我們的房屋在安全儲備上還處于低水平。相信隨著我國經濟實力的增強,建筑物的安全儲備會越來越大。

表1 混凝土結構設計規范的安全水平與安全儲備的比較[2]
一個產品在設計過程中,設計師會不斷的調整設計方案,那些正規的、負責任的設計公司出的圖紙一般卡規范的底線,對建設單位來說,不要只考慮經濟利益,建筑物的安全性能也要考慮,設計能優化就優化,不能優化不要強行優化。建筑物的結構形式不同,工程造價就會不一樣,為降低造價,框架結構優化為磚混結構,剪力墻優化為異型柱結構等意味著本身就降低了結構的抗震安全性能。從這次地震來看,抗剪能力強的結構形式破壞程度要小于抗剪能力差的結構形式。譬如鋼筋混凝土框架結構抗震性能好于磚混結構,剪力墻結構好于框架結構[3-6]。有時候優化是“優化”掉建筑物抵御大震的能力,“大震不倒”[7]不光依靠結構構件的安全儲備,更重要的是結構整體的安全儲備。由于建筑物在設計、施工中存在諸多不可控因素,材料本身有諸多離散性,一根(個)結構構件優化不慎,就可能導致整體安全儲備的喪失。所以,設計單位、建設單位在優化結構設計時,要合理、慎重。
按照規范設計的建筑物不代表在地震作用力下不會發生倒塌,在大量的震害事實面前,作為一名工程技術人員要認真分析、總結。設計人員在設計時,模型計算本身就假設了很多理想的狀態,是在理想狀態下計算分析做出的設計結果,而建筑物是由鋼筋、水泥、砂、石子等材料構成。這些材料性能存在很大的差異。設計方法雖趨于成熟,但并非無懈可擊。設計成果也和設計人員的素質水平有關,一份建筑圖紙少說十幾張,多則幾十張、數百張,圖紙中的錯誤缺失在所難免。在拿到設計圖紙以后,作為現場技術人員要認真閱讀圖紙,如有疑問大膽提出,爭取把問題控制在施工之前,避免給建筑物造成安全隱患。
房屋的建設過程,從設計到最后竣工驗收要經過很多環節,這個過程是很多行為集成的結果,因而,給工程質量帶來的影響必然會來自多個方面。特別是我國的建筑市場并不完全規范化,在建設過程中有可能存在來自住宅消費者在施工過程中的隨機性干擾,也可能來自于投資者基于市場變化后的不當要求,還有可能存在施工項目管理方作出的投機行為和錯誤決策等方面影響,給工程質量帶來的影響也就有了較強的不確定性、多樣性及綜合性[8]。
一個項目參與施工的有很多隊伍,總包隊伍要切實負起對分包隊伍的管理職能。現在房屋建設項目的很多分項工程,建設單位直接分包給專業的分包隊伍施工或由總包單位直接分包施工。名義上都由總承包單位負責監督管理施工,但現實情況中很多總承包只收取管理費不履行管理職能。分包隊伍只對本專業的東西知曉,對工程的其他環節并不熟知,總包單位在分項工程施工時,一定要事前進行技術交底,尤其是與下道工序或分部分項工程的接口環節,一定要交待明確,責任落實到人。每完成一道工序先由分包單位自檢,再由總包單位復檢,最后由監理單位驗收。對于那些隱蔽工程必須有齊全的驗收手續,按照規范規程的要求,每項必檢。監理單位對施工單位上報的施工組織設計認真審核,確認施工方案的合理性與先進性。在施工過程中遵守職業道德,科學、客觀、公正的嚴把質量關,杜絕工程質量、安全隱患。建設單位做好協調各方的作用,盡量少干預施工過程。房屋建設過程中各方要密切配合,嚴格把關,嚴控質量安全事故。作為結構安全性這個問題沒有商量的余地,施工現場出現問題,先看對結構安全性是否造成影響,然后再分析考慮別的影響。
蝴蝶效應反映了混沌運動的一個重要特征,即系統的長期行為對初始條件的敏感依賴性。在混沌系統中初始輸入條件的微小變化,經過系統的不斷放大,其未來狀態可能會造成極其巨大的差異。其本質是細節不容忽視,任何一個微小的事物都可能引起一場巨大的變化;一點細微的失誤,都可能帶來細微的損失[9]。建筑市場主體信用缺失引起的損害,導致建筑市場信用鏈產生振蕩[10]。這次四川地震倒塌的房屋中有多少是“豆腐渣工程”,在房屋建設的各個環節中,參與單位是否是用心去做,是否是用“誠信”去做。可能只是某一個環節出了問題導致工程質量存在缺陷,但也可能所有環節都有問題。那些處在非地震區域的房屋,雖然這次沒有出現問題,誰又能保證以后不出問題,老百姓花費巨資買回來的房屋是不是一個“定時炸彈”。由于歷史原因,全民整體素質不高,建筑業又是勞動密集型產業,從業人員素質良莠不齊。應該認識到我國建筑業的現狀,為了給社會提供優質安全的房屋商品,從政府到普通施工人員都應本著認真負責的態度,實事求是的完成自己的本職工作。
這次汶川地震的震害深深震撼了全國人民的心,作為一名從事建筑工程的技術人員面對這場災難,面對著地震后房屋的狀況,回顧自己的從業歷程,引發了深深的思考。前事不忘后事之師,我們應該從災難中汲取教訓、總結經驗,檢討工作中的得失,為今后的工作提供借鑒。作為一名工程技術人員眼光要放長遠,不能只盯住自己崗位的那個有限地方,從全過程、全方位來看待工作,為社會提供安全優質的房屋發揮自己的知識與才能。
[1] 王濟川,王玉倩.結構可靠性鑒定與試驗診斷[M].長沙:湖南大學出版社,2004.
[2] 宋二祥,錢稼茹,劉鳳閣.汶川地震建筑震害分析[J].建筑結構學報,2008(4):1-9.
[3] 李宏男,肖詩云,霍林生.汶川地震震害調查與啟示[J].建筑結構學報,2008(4):10-19.
[4] 王亞勇.汶川地震建筑震害啟示——抗震概念設計[J].建筑結構學報,2008(4):20-25.
[5] 葉列平.提高建筑結構抗震倒塌能力的設計思想與方法[J].建筑結構學報,2008(4):42-50.
[6] 金來建,賈 潔,朱 丹.汶川地震中單層鋼筋混凝土柱廠房典型震害分析[J].建筑結構學報,2008(4):34-41.
[7] GB 50011-2001,建筑抗震設計規范[S].
[8] 侯學良,朱洪亮,關 罡.中國住宅工程質量問題的循證管理方法及其證實研究[J].土木工程學報,2008(7):98-102.
[9] 劉鐵駒.蝴蝶效應及其應用[J].現代物理知識,2009(14):31-33.
[10] 劉 靜.建筑市場信用鏈“蝴蝶效應”分析[J].建筑管理現代化,2008(5):19-24.