郯庐断裂带安徽段农村自建房地震安全检测调查

张 静，贺旭辉，刘运林

(1.六安职业技术学院 城市建设学院，安徽 六安 237158；2.皖西学院，安徽 六安 237012；3.安徽建筑大学 土木工程学院，安徽 合肥 230601)

郯城-庐江断裂带是欧亚板块内部一个新生代相对活跃的岩石圈断裂系统，是我国20个地震带之一。因其南端起于安徽庐江，至于山东郯城，在苏皖被狭义称为郯庐断裂带。自古至今，郯庐断裂带及其附近两侧，大大小小的地震活动从未间断过。2000年以来，安徽境内郯庐断裂带两侧就地震频发，共发生3.0级以上地震12次，但震级都不强，都属于有震感，不会造成破坏的小震。2015年3月18日，阜阳市市区发生了4.2级地震。按震级划分①，此次地震属于不会造成破坏的小震，但最终却造成了2人死亡的结果。为什么小震也会造成人员伤亡？造成人员伤亡的根本原因是什么？如果发生强震将会造成多大的危害？阜阳地震引发的问题有待认真思考和探究！

防患于未然是地震抗震减灾的基本思想。在历次强震中，农村地区都是重灾区，人员伤亡都是由房屋的倒塌和破坏造成的，究其根本是农村房屋建筑结构地震能力低，甚至没有抗震能力导致的。农村地区存在大量的自建房，其建筑结构类型、抗震能力、分布情况将直接影响地震灾害结果[1-2]。国发办〔2007〕1号文件《关于实施农村民居局地震安全工程的意见》指出“把抗震减灾作为村镇建设规划的重要内容”。《安徽省“十三五”防震减灾规划》中也提到“城乡抗震设防发展不平衡，农村居民地震安全隐患较大。”可见，农村防震减灾工作的形式依旧很严峻。由此，对安徽地区农村居民自建房开展地震安全性能检测调查，摸清基本情况，为政府开展抗震减灾工作提供依据显得尤为必要。

1 调查方案

开展郯庐地震带安徽段农村自建房屋地震安全性能检测调查，目的在于摸清辖区内农村自建房屋的建筑结构及分布、建筑构造措施及抗震能力。调查的对象是农村自建房，因此不包括农村公共用房(学校、村委会、厂房等)和开发住房(街道、多层楼房)。调查检测活动依照建筑结构检测技术标准制订[3]。但考虑到调查的范围大、分布广，建筑结构复杂，调查严肃性要求不高，所以检测调查方案需要依据实际进行适度调整，具体设计如下：

1.1 调查目的

通过检测调查，掌握农村居民自建房的房屋结构及其分布、地基基础及处理、建筑构造措施及构件抗压强度等方面内容，进而分析农村自建房的地震安全性能。

1.2 调查区域与调查点选择

调查区域选择主要以郯庐断裂带安徽段及两侧农村作为调查对象。调查区域的地震烈度区划为VI级及VI级以上(见图1)。检测调查以村为单位进行随机抽样检测调查。选定的调查点见表1。

图1 安徽省地震烈度区划简图

序号检测调查点地震烈度说明1合肥市庐江县万山镇马田村VII郯庐地震带的南端起点2六安市霍山县落儿岭镇金家湾村VI地震多发区域3蚌埠市五河县申集镇泗河村VII历史震级最高的区域4宿州市泗县屏山镇小郭庄VIII境内地震烈度最高区域5淮南市凤台县杨村镇杨村VII历史地震高震级区域6阜阳市太和县永兴镇徐郢村VII近年地震少有伤害地区

1.3 调查对象选择

农村自建房中常见的四种结构：框架结构、砖混结构、砌体结构和混合结构[4](见图2)。

框架结构：以钢筋混凝土构造建筑主体结构的自建房；

砖混结构：以普通烧结砖砌墙，钢筋混凝土构造梁、柱、板的自建房；

砌体结构：以普通烧结砖砌墙，无明显梁、柱，结合混凝土板、预制板构造的建筑物；

混合结构：除以上三种结构以外建筑结构(砖木、土木等)形式的自建房。

以上四种结构的房屋作为检测对象，在每一检测点(村)，对应每一建筑结构分别选择2000年前、2000年—2010年、2010年以后的三个年代的五个自建房作为检测样本。同时，在每一检测点选择一到两个在建自建房纳入检测样本。

图2 农村自建房建筑结构形式

1.4 勘测调查方法

依据勘测对象，考虑到勘测的内容和勘测条件，主要采用的方法有：

观察法：通过观察查看地基土质、房屋建筑结构、房屋负载损毁情况等；

测量法：通过标尺等测量梁、柱、墙宽、高、跨度以及损毁房屋裂缝等；

通过每天1～3 min的刷牙，矿物质会在牙齿上产生一定的沉积和交换作用，蛋白质、维生素会通过口腔表皮细胞的吸收渗透到微血管，再将其带入体内循环。根据相关医学研究资料[20，21]过口腔表面可以吸收较大比例的营养物质。

回弹法：通过回弹仪检测梁、柱、墙、板以及砖等回弹强度，以分析施工规范和施工工艺等。检测考虑要对建筑物采用无损伤勘测，回弹法是目前使用普遍、低成本的检测鉴定方法。回弹法依照相关技术规范进行取值，使用HT75型回弹仪，可以检测混凝土和烧结砖的抗压强度[5]。

2 调查统计与分析

依据确定的调查方案，调查小组通过查看、问寻、测量等方式对所选检测点自建房的建造结构形式及其分布情况、建筑场地条件、地基处理、承重体系与楼屋盖形式、构造加固措施以及新建住房施工条件等进行了现场检测调查，收集了大量的数据。这些调查的数据可以反映房屋的抗震安全性能。

2.1 建造结构形式

根据实地调查现场记录，不同建造年代的建筑结构形式汇总数据如下(见表2)。

表2 建造结构形式调查样本汇总表

根据调查的数据显示，农村居民自建房中砖混结构和砌体结构所占比例达到86%，框架结构比例只占到10%左右。砖混结构和砌体结构形式在农村居民住房中所占比例依然很大，如图3。砖混结构和砌体结构形式在地震中的安全性能不如框架结构形式。近年来，随着农村经济的发展，农民的收入进一步提高，农民对建房的舒适度与安全性要求越来越高。自建房中大部分建造的层数为二至三层，平面布局片面追求大开间、大门洞、大悬挑的结构形式[6]。

图3 农村自建房建筑结构分析

从建造结构地区分布来看，框架结构和砖混结构的比例，偏山区的大于平原地区。从实地考察来看，平原地区自建房住户相对集中，密度大于山区，房屋建筑面积也普遍较大。这可能是由于山区土地资源有限，加之地震频发，住户地震防范意思强，在建房过程中对房屋抗震考虑比较多而形成的。

从入户调查的住户信息来看：老旧混合结构的住户基本都是60岁以上的老人；砌体结构的住户以40岁以上人员为主；框架结构和砖混结构的住户主要为40岁以下人员。这一现象应该与农村“办喜事、住新房”传统观念相关联。新建新房主要年轻人住，老年人多住旧房。

2.2 建筑场地条件与地基处理

从建筑场地条件来看，农村大部分自建房选址较为随意，一般是根据经验选择原宅基地或者周围交通便利的位置，而很少考虑场地及土质情况对住宅安全性能的影响[7]。据现场检测和询问，统计有20%的房屋建造在软质地基和有均匀沉降的位置上(见图4)，没有考虑地震对房屋安全性能的影响。

从地基基础的处理方式来看，在地基处理上分年代情况不同：早年所建房屋地基处理多为简单地素土夯实，所建房屋由于地基处理不当，容易产生不均匀沉降，导致房屋开裂，影响正常使用，削弱了房屋的抗震性能。这一情况在北方尤为普遍。新建住房对地基较为重视，多加以强化、硬化处理，采用土建基层框架结构独立地基基础[8]。调查中的框架结构和砖混结构基本都进行了这样的处理。

图4 农村自建房建造场地

2.3 承重体系与楼屋盖形式

安徽段调查显示农村自建房中，框架结构承重体系为现浇钢筋混凝土柱梁板构件，楼屋盖的形式采用现浇板，其整体性好，抗震性能较高；砖混结构承重体系主要采用横墙承重或纵横墙混合承重，抗震性能也较好，但因楼屋盖早年建设的多采用预制板，一层一般较为规则，而二层以上则存在较为突出的平面和竖向布置不规则，结构平面布置存在纵缝墙不均匀对称，竖向布置二层及以上阳台封闭外挑，端横墙和外纵墙均有悬挑梁，形成了承重墙竖向不连续，外纵墙门窗洞口过大等情况，降低了其抗震性能；抗震性能最差的是还保留有一定比例的混合结构，多以单层建筑为主，墙体多采用粘土砖、石、粘土砌筑，屋盖采用预制板屋盖和木梁青瓦屋盖，这类结构承重体系混乱，构件之间缺乏牢固拉结，地震时会出现大块的墙体倒塌，屋盖坍塌现象。近年来政府高度重视农村居民自建房的安全性能，通过一些合理的加固措施可以加强其抗震整体性。

2.4 构造加固措施

通过合理的构造措施可以加强房屋结构的整体性，使其达到稳定的地震安全性能。在这里，我们要重点提到农村现居住房屋中占比例很大的砖混结构和砌体结构。砌体结构施工随意，造价较低，没有明显设置梁、柱，结合混凝土板、预制板构造，房屋整体性差，在20世纪90年代之前施工较多。20世纪90年代之后，农村地区，因经济的发展，农民防灾意识的增强，自建房开始设置为钢筋混凝土的砖混结构形式。砖混结构通过设置现浇钢筋混凝土圈梁和构造柱，对结构进行加固，可以加强墙体的稳定性，大大提高其结构整体刚度，对结构抗震非常有利。通过调查显示，农村自建房中的圈梁和构造柱的设置情况见图5。

图5 砖混结构建筑加固比例图

2.5 建筑结构抗压强度分析

农村居民自建房随意性较大，又缺乏有效的监督，使房屋质量下降进而影响其地震安全。如施工工艺、配筋情况、混凝土质量等施工因素。对此，我们对检测调查已建房屋施工质量，重点用回弹法对各建筑结构建筑构件的回弹值进行了抽样测定。经测定及换算②后如下(见表3)。

表3 建筑构件回弹检测值(单位：MPa)

注：1、由于混合结构材质不具有回弹性，故表中只有三种结构；2、砌体结构无梁和柱，回弹值取0。

从回弹法检测结果总体看，农村自建房各建筑结构(除砖木结构、土木结构)构件的抗压强度达到了一级防震标准，框架结构和砖混结构的部分构件达到了二级防震标准，防震安全性较高。但细化各建筑结构的回弹数值来看，框架结构的抗压强度较高，砖混结构的抗压强度次之，砌体结构的抗压强度较差。从单一建筑结构抗压强度看；框架结构的梁、板、柱抗压强度较高，而墙的抗压强度一般，这显示施工者降低了墙的抗压强度；砖混结构中也存在梁、板抗压强度远高于柱和墙的情况，说明农村自建房注重梁的承重和房屋面的抗压、防水，忽略其他构建的抗压性；砌体结构的自建房由于建设年代普遍较早，其板和墙的抗压强度较低，存在较多的地震安全隐患。

另外，同一建筑结构中不同部位的相同构件、相同负载的不同构建抗压强度却不同。例如，框架结构中，地梁抗压强度明显高于房梁和柱。结合现场实地观察来看，主要是由于建筑施工材料配比不同的导致的。这显示农村自建房施工工艺存在严重的不规范，施建者对建筑构件的要求不同，施工人员则采用不同的施工标准，农村自建房施工的混凝土和砂浆由施工人员自行搅拌配制，配制差异使得各构件的抗压强度差别较大。

3 提升农村自建房地震安全性能的对策建议

从地震灾害研究中不难看出，地震灾害严重的地区在农村，造成灾害的主要原因是房屋结构的抗震能力，提升农村自建房抗震能力是防震减灾的首要任务。结合地区的实际情况，要提升安徽农村自建房的防震减灾能力，可以从“建新房、腾旧房、拆危房”几个方面入手。

1) 加快推进农村城镇化进程，对农村住房改造进行整体规划，通过城镇化、规范化，公共设施的完善，居住条件的改善、提升，农村营造良好的居住条件和居住环境，吸引村民向小城镇聚集，向规划用地聚集，建新房，住新房。

2) 积极推动村民腾旧房。对于腾空的农村自建房，同步推动宅基地流转优惠政策，通过宅基地置换、转卖等方式，把腾空的、建筑质量较好的自建房流转给没有建房能力村民，进行安置居住。

3) 开展农村危旧房鉴定拆除工作。对农村使用年限较长的自建房开展公益性危房检测鉴定，对于鉴定为危房的自建房，可以通过补、奖的办法，引导村民搬出、拆除危旧房。

4) 制订实施农村自建房建筑结构标准，加强农村自建房建设监控，对自建房实行严格报批制度。相关部门按照不同的建筑结构，对建筑构件尺寸、房屋跨度、混凝土配比度等进行标准化设计。通过资金补助的办法，引导农民自建房按标准化施工[9]。有条件的可以根据地区特点，为农村自建房设计几套标准的建设图纸。

4 总结

随着经济的发展，农村在住房条件改善的过程中已经开始考虑了房屋抗震因素，新建住房基本上都是选择抗震能力较高的框架结构和砖混结构。但综合以上分析，安徽农村自建房抗震性能总体水平不高，防震减灾的压力还很大。

1) 现居农村自建房建筑结构形式还是以砖混和砌体结构为主，其建筑年限相对较长，其抗震性能可见一斑。加之，此类房屋地基处理较为简单，随着建筑年限的增加，房屋地基沉降导致房屋开裂破损，地震安全隐患较大。

2) 农村仍存有少量的砖木结构、土木结构的住房，因其缺少抗震结构加固，其建筑结构本身没有抗震性能，年久失修多成危房，且居住人员多为老弱者，行动避险能力相对较低，无论发生多大的地震，都可能造成地震灾害。

3) 框架结构和砖混结构虽整体性较好，但因不少居民片面追求大开间、大门洞、大悬挑，造成建筑构件的不规整，构造跨度过大，立面墙体过高，局部构件抗压强度较低，必将影响自建房的抗震性能[10]。

4) 农村自建房施工组织由施建者自行组织，基本上是无图施工，施工随意性较大。施工人员素质不高，施工设备落后，施工使用混凝土为自拌而非商砼，细粗骨料、水泥和水搅拌用量，往往根据经验配比及材料强度与工作性能很不稳定，施工质量使其抗震性能难以保障。

注释：

① 小于1级的为超微震；1-3级为微震，人们一般不易觉察；3-4.5级为有感地震，人们能够感觉到，但一般不会造成破坏；4.5-6级为中强震，可造成破坏，但破坏轻重与震源深度、震中距等有关；6-7级为强震；7-8级为大地震；8级以及8级以上为巨大地震。

② 建筑构件抗压强度平均值及标准差应按下式计算：

参考文献：

[1]颜琼，李建耀.当前我国农村自建房过度化的实证研究——以江西省为例[J].科技创新与应用，2015(4)：14-16.

[2]周安.基于抽样调查的安徽农村民居震害预测与减灾对策[J].地震学报，2009，31(1)：100-107.

[3]中华人民共和国建设部.GB/T 50344-2004 建筑结构检测技术标准[S].北京：中华人民共和国建设部，国家质量监督检验检疫总局，联合发布，2004-09-02.

[4]袁景衡.农村自建房建设形态的转变分析——以陕南汉中、安康、商洛三地为例[J].西安建筑科技大学学报(社会科学版)，2015，34(4)：14-18.

[5]陕西省建筑科学研究院.JGJ/T 23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[6]苏小妹，苏小娟.安徽省农村民居地震安全问题调查研究[J].灾害学，2008，23(3)：140-144.

[7]方小亮，厉宝根.农村自建房施工安全隐患的成因与解决途径[J].中国建设信息，2009(6)：32-33.

[8]蒋敏，程桦.郯庐断裂带安徽区段农居地震安全性能调查[J].建筑结构，2015，45(8)：35-39.

[9]朱伯肃.关于农村自建房现状及房屋安全的思考[J].福建建材，2016(7)：38-39.

[10]江浩.川东丘陵地区农村自建房现状调查研究[J].边疆经济与文化，2014(1)：14-16.

Abstract: Rural buildings, different from urban ones, are mainly self-built. Due to building technology, condition and construction technology, the quality of rural self-built buildings are uneven with improper construction measures, which lead to potential seismic safety hazard. The paper first makes a sample survey of rural self-built buildings in Anhui part of the Tan-Lu Fault Zone on the building structure and distribution, foundation, construction measures and component strength. The paper then summarizes and analyzes the seismic safety performance of rural self-built buildings in the area in order to provide the reference for mitigating earthquake disasters.

Keywords: Tan-Lu Fault Zone; self-built buildings; seismic safety; detection