四川長寧、珙縣地震災害分析與反思

張航華 郝潞岑 肖建莊 陳子璇

（同濟大學建筑工程系，上海200092）

0 引 言

2019 年6 月17 日，四川省宜賓市長寧縣發生里氏6.0 級地震，并伴隨有多次余震，給人民生命財產帶來了重大損失。截止至7月5日12時0分，共記錄到M2.0 級及以上余震227 次，其中珙縣發生M5.4 級、M5.6 級兩次較大余震，地震序列較為活躍［1］，本次地震最高烈度為Ⅷ度（8 度），主要涉及長寧縣雙河鎮、富興鄉，興文縣周家鎮；其中珙縣地區最高烈度為Ⅶ度（7 度），主要涉及巡場鎮、珙泉鎮、底洞鎮三個鄉鎮［2］。

本文結合四川長寧地震震害的最新情況，對人員傷亡與建筑損毀兩個方面的地震震害進行現象總結與原因分析，尤其針對損失嚴重的農村地區房屋進行分析討論，并據此提出合理的建議，以期幫助提高日后的抗震減災工作效果。

1 建筑物破壞現象

截止至7 月4 日，長寧縣6.0 級地震共造成長寧縣、珙縣等八個縣區受災，因災死亡13 人，受傷243 人，經初步核查、統計，地震造成震區倒塌和嚴重損壞房屋9 532 戶20 185 間，一般損壞房屋21 123戶75713間，直接經濟損失約88.89億元［3］。此次長寧、珙縣地震最高震級為6 級，但是據地震51GXT 臺監測得到約0.6g 的峰值加速度，其短周期段反應譜遠高于當地設防烈度（6 度），這也是導致該次地震損失較為嚴重的原因之一。

此次地震位于川東南地區，發生于四川盆地邊緣的長寧背斜構造附近規模不大的次級斷層上，與1 900 年以來的歷史記錄中200 km 以內的里氏6.0 級以上地震均處于不同構造位置。此次地震為典型的構造地震活動，與同類地震相比，余震較豐富，導致二次損害嚴重，這與震區附近分布有多條規模不大的次級斷層觸發活動有關［4］。

此次長寧、珙縣地震區域中的老舊房屋較多，多次余震后，農村自建老式的磚木、石木結構房屋損毀較為嚴重，而新建的鋼筋混凝土框架及混合結構的房屋破壞程度較小［5］。本次地震中建筑物的主要震害形式有整體倒塌、房屋傾斜、局部樓層垮塌、構件破壞等。

1.1 老舊建筑破壞特征

長寧、珙縣農村地區房屋多采用砌體、木屋架結構的老舊建筑；臨街民房多采用底框混合結構；公用建筑則以砌體結構為主，少數采用框架結構。本次地震受損嚴重的房屋主要包括預制板房、木結構和磚木結構等。地震作用破壞后發現，由于缺少規范的設計與監督，農村老舊建筑結構民房的梁、板、柱、墻及屋面之間缺少必要的連接，特別是缺少作為抗震構造措施的圈梁和構造柱，房屋抗震能力較弱。這些老舊磚混結構在地震中，磚墻受損嚴重，或坍塌或有大范圍開裂。因此，合理的設計與規范的施工是村鎮建筑抗震減災工作的關鍵。

長寧縣、珙縣地區農村自建房屋破壞嚴重，部分建筑整體倒塌，如圖1（a）所示；在部分倒塌的自建砌體結構中可以看出，其缺少抗震必要的圈梁、構造柱等構造措施，如圖1（b）所示，部分墻體出現X 型、斜向或橫向貫通裂縫，如圖1（c）、（d）所示。

據陸新征［6］報道，其根據地震臺網51GXT 臺站記錄輸入到典型單體建筑中進行彈塑性分析，一階周期大于0.5 s 的鋼筋混凝土框架結構破壞較輕。而此次地震中破壞最為嚴重的農村老舊房屋，其一階段周期僅為0.24 s，處于本次地震加速度反應譜峰值段，所以在此次地震中呈現出大面的破壞，以及部分倒塌等嚴重破壞現象。

圖1 長寧地震村鎮自建房屋破壞照片（圖片來源：新華網）Fig.1 Photos of self-built village buildings in Changning earthquake

1.2 磚混、框架結構建筑破壞特征

此次地震中長寧、珙縣的磚混結構和框架結構的震害相對農村地區磚木結構輕微，基本屬于輕微破壞，如房屋挑梁根部出現輕微裂縫，外墻抹灰砂漿部分脫落，如圖2（a）所示。但存在部分房屋震害略為嚴重，如內部梁柱節點處出現水平裂縫，如圖2（b）所示；整體傾斜，如圖2（c）所示；圍護墻體出現部分塌落，如圖2（d）所示。雖然通過規范不斷強調“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件”的要求，但由于填充墻或其他非結構構件對于梁剛度的增強作用，柱端破壞、節點破壞仍是框架結構實際震害的主要表現形式。

1.3 城區破壞與二次地震破壞

圖2 長寧地震村鎮建筑磚混結構、框架結構破壞特征（圖片來源：新華網）Fig.2 Destruction characteristics of village buildings using brick-concrete structure and frame structure in Changning earthquake

長寧、珙縣地震震中區主要集中在長寧縣雙河鎮、富興鄉和珙縣巡場鎮、珙泉鎮等鄉鎮地區，縣城受地震影響而造成的損失較為有限。同時城區多數房屋在設計時符合相關規范的要求，抗震能力較有保障，因此地震后多數建筑并無明顯的結構性破壞，保護了生命財產安全。但是城區街道部分樓房非結構性部件存在破損情況，如外墻飾面脫落等，給城區街道的市民帶來了安全風險。

由于長寧、珙縣地震余震較多，且又是地震頻發區，二次受損、多次受損對于房屋的影響也較為嚴重。巡場鎮中壩村七社一民房外墻已被長寧“6·17”地震破壞形成裂縫，7 月4 日的珙縣5.6 級余震使墻體裂縫明顯擴大，墻體無法繼續使用［7］。

2 震害原因分析

地震造成的震害影響主要集中在房屋倒塌、人員傷亡、財產損失等方面，這同樣也是判斷地震烈度的主要參考因素。本次四川宜賓市長寧縣、珙縣發生的地震雖然震級較低，但余震次數較多，地震烈度較高，導致了較大程度的房屋損毀以及一定的人員傷亡。根據現場的建筑損毀、人員傷亡情況，結合地震相關數據，分別從房屋損毀與人員傷亡兩個方面分析本次地震產生震害的原因。

2.1 建筑損壞原因分析

長寧地震及其余震的震級并不太高，但其造成的建筑損壞情況較為嚴重，震中附近的村鎮地區建筑更是遭受重創。因此，通過多角度的分析，找出村鎮建筑在地震作用下損毀嚴重的原因，給農村房屋抗震設計與監管提出建設性意見，對于減少未來地震帶來的損失具有重要意義。

2.1.1 村鎮建筑抗震能力低下

村鎮多數的自建房屋由農村施工隊憑經驗制成，無設計圖紙依據，缺少必要的抗震設防能力［8］。以常見的砌體結構為例，砌體由于磚、石、砌塊和砂漿間粘結力較弱，因此未經過抗震設計的無筋砌體的抗拉、抗彎及抗剪強度都很低，破壞呈脆性；老舊土木結構、磚混結構等民房因各個構件之間缺少必要的連接，缺少圈梁和構造柱等構造措施，很容易在地震中產生較大損壞。目前規范要求，砌體主要承重的結構都需要采用構造柱、圈梁及必要的拉結措施以提高其延性和抗倒塌能力。同時，自建房屋通常存在結構體系不清楚、抗震性能難以把握的問題［9］。除主體結構外，大量房屋女兒墻、磚砌護欄、出屋面樓梯間等非受力構件也因與主體結構連接松散而發生掉落和倒塌。因此在農村地區，需對新建房屋進行必要的隔震設計，加強推廣低成本隔震減震技術可以大大減少地震造成的人員、財產損傷［10］，如周福霖院士提出的新型隔震技術“隔震磚”［11］。這類新型隔震技術經濟有效、簡單可行，適宜于在農村地區大量推廣。

另一方面，根據《建筑抗震設計規范》（GB 50011—2010）［12］，四川省長寧縣地區屬于6 度設防，而本次地震的最高烈度為8 度，超越了規范中的抗震設防烈度，故本次地震對于符合設計規范的房屋也造成了一定的影響，但并未造成其主體結構的嚴重破壞。因此，提高村鎮建筑的規范化設計，是降低建筑震害的主要途徑。

2.1.2 村鎮建筑材料性能較差

長寧地震中損毀最多的為農村地區自建房屋。從建筑材料的角度，農村房屋多采用砌體、磚木、三合土等較傳統的建材。其中，部分房屋為灰砂磚砌體結構，墻體強度較低，破壞較嚴重。自建房屋使用年限較長，砌筑材料簡陋，木材腐朽等問題頻發，后期加固困難，同樣導致房屋可靠性不佳。因此，村鎮地區傳統建筑材料的性能低下是導致建筑在地震下損壞嚴重的原因之一。

2.1.3 監管力度薄弱

根據《鎮（鄉）村建筑抗震技術規程》（JGJ 161—2008）［13］，村鎮建筑必須強制符合構造措施、抗震墻、連接措施等一系列抗震設計要求。但村鎮房屋建筑的受監管力度薄弱，大部分磚混房屋不按規范和圖集要求建造，沒有抗震構造措施，建筑質量不高，甚至大量新建和在建的農村自住房仍然沒有構造措施。長期缺乏監管以及配套的驗收制度，是農村地區建房混亂的根本原因。提高建筑施工的規范化管理與全壽命周期的質量監督，能夠降低建筑震害帶來的人員傷亡與財產損失。此外，從長寧地震及其余震造成的二次或多次建筑破壞來看，對已處于危險狀態的村鎮建筑實施加固或拆除重建，是防止未來地震中造成更嚴重后果的關鍵。應根據《危險房屋鑒定標準》（JGJ 125—2016）［14］定期對地震頻發區域的各類房屋進行檢查，遇到高危建筑要及時組織加固，根據現有的結構形式，提出相適應的加固改造措施，對已無法加固的農村住宅進行拆除與再生利用［15］。

2.2 人員傷亡原因分析

2.2.1 建筑損毀直接導致人員傷亡

長寧縣地震中，共14 人由于房屋倒塌、損毀被困，其中7 人在救援中或被救出后死亡，是人員死亡的主要原因。農村自建房普遍缺少規范的抗震設計，現場倒塌、嚴重損毀的建筑多數沒有采取抗震構造措施，缺少圈梁、構造柱等抗震構件。地震發生時，建筑因抗力不足而損毀，壓埋住戶。另一方面，除了承重結構破壞導致的人員傷亡外，填充墻、屋頂瓦片、圍護結構、外部裝飾飾面等非結構構件在地震作用下脫離原位、砸落或者坍塌同樣造成不可忽視的人員傷亡，這類破壞主要發生在主體結構較為完好的村鎮磚混、框架結構中，也應當引起重視。

2.2.2 人民的避震意識薄弱

四川省是我國的地震頻發區，盡管避震減災教育相比我國其他地區進行得更為充分，但針對地震的科普工作在農村地區的普及程度仍然不足。村民普遍缺少對較大地震的心理準備和逃生訓練，導致農村地區人民應對速度較慢，減災意識薄弱，僥幸心理強。由于該地區長期小震不斷，麻痹了人們對地震震感的反應，缺少正確的逃生意識，提高了傷亡的可能。

在本次地震中，地震預警系統提前61 s 發出預警信號。地震預警是通過地震波的縱波與橫波的時間差，并利用電磁波傳播較地震波快的優勢，實現向地震區域提前發出地震信號的工作。研究表明，提前10 s 預警，傷亡可下降39%；提前20 s預警，傷亡可下降63%［16］。但本次地震中，由于震中區域位于農村，現代通訊與地震預警系統未能完全普及，導致這次預警未能達到很好的減少人員傷亡的作用。

3 結 論

鄉鎮建筑防災一直是國家防災減災的重點，建設部頒布城鄉建設防災減災“十三五”發展規劃綱要，明確指出，農村自建房屋抗震水平低，小震大災的情況時有發生。鄉鎮滿足抗震設防標準或未進行抗震設防的房屋建筑存量較大且底數不清?！笆濉币巹澮舐鋵嵿l村自建房屋抗震措施，完成現有農村危房改造，統籌推進農房抗震改造。并要求推動村鎮建筑建設管理，完善村鎮建筑安全選址和抗震防災要求，加強對村鎮建筑防災設計與建設的指導，推動農房抗震措施普及等。基于此本文通過對村鎮地區震害調查與分析，提出以下建議，為地震災害預防工作提供參考：

（1）推行危房評估、改造工作。建立全面的建筑檢測機制，根據《危險房屋鑒定標準》（JGJ 125—2016）等相關規范定期對地震頻發區域房屋進行檢查與加固，對無法加固或缺少修復價值的房屋及時進行拆除。并加強對“危房改造”政策的宣傳引導，簡化審批與補助發放的流程，盡可能提高補助金額，減少危房改造過程中居民的經濟負擔，提高村鎮建筑在高烈度地震下的安全度。

（2）培養民眾的避震減災意識，讓民眾認識到維護建筑安全、正確避震措施與及時自救措施的重要性、必要性，結合新媒體平臺，拓寬宣傳渠道，開展多種形式的宣傳活動，向公眾宣傳和普及防震減災知識；推進對農村自建房屋的規范化設計要求，保障農村建筑擁有基本的抗震性能，做到符合“三水準”抗震設計原則，減少人員傷亡與財產損失；同時，完善地震預警的廣播能力，加速推進地震科技現代化，讓地震預警技術為減少震害做出更大貢獻。

（3）設計規范只是為設計規定了“底線”，應當引導設計師們培養不能“壓線設計”的職業素養。在設計過程中，根據建筑結構使用功能，相應調整抗震設防指標。在傳統抗震設計方法的基礎上，發展建筑抗震性能化設計方法，保證建筑在發生超越抗震設防烈度的地震下仍保持整體穩固、震后可修復。基于性能的抗震設計方法將著眼點從單體抗震設防轉向單體工程和相關系統的抗震設防。此外，將抗震設計以保障人民的生命安全為基本目標轉變為在不同風險水平的地震作用下可滿足不同的性能目標，使要求和標準更加合理。

根據近些年來多次抗震規范的修訂的對比，隨著國家經濟水平的進步，我國的抗震水平要求在不斷的提高，安全水平與安全儲備逐步加強［7］，因此，結構設計者與建造主管部門更應當以發展的眼光看待建筑的設計，在符合當地經濟發展水平的范圍內盡可能提高抗震設計與監管水平。

（4）不可忽視雨棚、填充墻等非結構構件，用一定的構造措施防止非結構構件在地震中大規模、大面積的嚴重損毀、脫落導致人員傷亡；同時，本次地震中城區建筑的破壞多表現為外層裝飾面脫落、填充墻破壞，雖然主體結構沒有發生較大破壞，但仍造成了人員的危險與財產的損失，應加強對于圍護結構、填充墻等與主體結構連接的抗震設計，加強實際施工中對于非結構構件的規范化管理。

（5）在偏遠農村地區，積極探索可行性高的被農民群眾所接受的建筑施工監督管理與質量控制模式，對采用抗震構造措施的新建房屋實行經濟補助，禁止無設計或不規范設計的建筑施工，并提供有效的規范化設計與施工技術支持，引導農民建造更加安全、適用的住房，逐步推進“新農村建設”的總體規劃，考慮配套的基礎設施、交通以及地震應急場所等的同步建設。與此同時應加強推廣適合于農村發展現狀的隔震、消能與減震技術，將這些新型隔震技術，如抗震磚、纖維加勁橡膠支座等，引入村鎮房屋的防災減災領域。

四川長寧農村地區的建筑質量是造成本次地震震害嚴重的主要原因。地震中，經過合理設計的建筑多數表現出較好的抗震性，沒有產生較大破壞，但未經抗震設計的老舊房屋，尤其是自建房屋則由于結構體系不明確、沒有設計抗震構造措施、沒有規范的施工質量管理等問題損毀嚴重。因此，村鎮建筑的規范化設計和施工，已經刻不容緩。符合規范的建筑設計，即使遇見超越抗震設防烈度的地震，也基本能保持整體結構，為人民的生命安全提供保障。