蘆山地震造成人員傷亡的原因分析
嵇少丞
蘆山地震之后，我與峨眉電影老總何世平先生通了電話，他說他的一個朋友被地震從床上顛到地上。其實地震波本身殺不了人，充其量能將空曠之地的人顛趴下。我去過龍門山南段地區(qū)，了解那里的地形地貌，蘆山地震與2008年汶川地震一樣，對居民的直接殺手是倒塌的房屋、山體滑坡塌方和其后暴雨中的泥石流。人們賴以遮風蔽雨的房屋，如果不抗震，地震來時就成為人們的葬身之地。歷次震災統(tǒng)計表明，地震中95%人員死亡是緣于建筑物的倒塌。
根據(jù)我過去對大量地震災害調(diào)查經(jīng)驗，現(xiàn)分析一下蘆山地震造成人員傷亡的主要原因，這對災區(qū)如何找尋受困災民有一定的指導意義。
（1）建筑物的抗震能力低
在國家2001年公布的《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》中，龍門山地區(qū)有的地方是6度（地震動峰值加速度為0.05g左右，g為地表的重力加速度，單位是 m/s2），如彭州、綿竹、都江堰等；有的地方是7度（地震動峰值加速度為0.10g左右），如汶川、北川、青川等。這些抗震設防的標準是在缺少長時間（3000年以上）的地震記錄資料情況下制定的，完全沒有預料到在2008年的汶川8.0級特大地震與今天發(fā)生的蘆山7級地震，過去抗震設防的烈度比實際地震烈度低1~3度。
按照過去老的抗震規(guī)范，6度區(qū)基本無須特別設防，農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)老百姓自己砌的民房，沒有進行過抗震設計。學校和醫(yī)院理論上按7度設防，但是因種種原因造成的外表光鮮實為豆腐渣的工程也有一些。即使實際施工質(zhì)量達到設計要求，一座按烈度7度抗震設防的建筑，也就是在6度時不損壞，7度時可以維修重新使用，8度時不瞬刻垮塌。這就是我們常說的“小震不壞、中震可修、大震不倒”。事實上，以往有的建筑商存在僥幸心理，認為“一輩子也遇不上一次破壞性地震”，對抗震規(guī)范的執(zhí)行并不夠嚴密，常常缺乏自律。況且，建筑招標時，建筑的外觀、使用功能和造價都是比抗震結構更重要的籌碼。這次蘆山地震中，破裂（前山斷裂）經(jīng)過的地方及其附近地區(qū)，地震烈度高達8-10度。加之，建于不同時代、使用不同標準、還有不同施工質(zhì)量。如此看來，這次蘆山地震造成一定的人員傷亡幾乎是肯定，因為災區(qū)絕大多數(shù)老房子都未能達到抵抗7-9度以上地震烈度的要求。
經(jīng)5.12地震災區(qū)考察發(fā)現(xiàn)：（1）無筋磚柱抗震能力很差，帶粗螺旋箍筋的鋼筋混凝土柱，地震時表現(xiàn)較好。（2）鋼筋混凝土框架結構房屋的倒塌幾乎都和柱子的破壞有關。柱子的破壞主要包括：柱子頂端和底部水平破裂、柱子主筋壓屈與壓彎、外部保護層剝落、柱體剪切破壞等等。柱梁之間的節(jié)點尤其容易破壞。遭到破壞的鋼筋混凝土柱子往往是：柱子里鋼筋太少太細、箍筋間距過大，搭接長度不足、橫向接頭鋼筋過少等等。柱子是房屋的“脊梁”，軟骨頭的房屋一震就塌。（3）無筋承重墻主要被剪切斷裂破壞。（4）對于磚混結構和鋼筋混凝土框架結構的房屋來說，房屋越高，地震時破壞率越高。（5）采用基底隔震技術的樓房的抗震能力大大提高。（6）在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣城街面的房屋特別容易被地震毀壞。這類建筑往往采取強梁弱柱體系，而且結構布局不合理。底層臨街一面，開洞很大，作為商店的門或窗戶，而在背街的那一面墻開洞很小。房子的強度一邊強、一邊弱，“太偏心”。地震來時，房屋底層破壞后向街心一側傾倒。所以，地震時，在狹窄街道上行走的人員特別危險，因為不僅臨街房屋的前墻會倒塌于街，而且空中的廣告牌、路燈、電線桿等也會砸下來。地震時躲藏在結實的家具下或側旁，通常比跑到房外狹窄街道上更安全。不知道汶川地震之后重建的房屋經(jīng)受得起蘆山地震的二次打擊否？
這樣垮塌下來的房子里的人就危險了
墻體上的X破裂
據(jù)本人對龍門山地震災區(qū)的考察發(fā)現(xiàn)，瞬息即塌的樓房大多是使用空心混凝土預制板作為樓板的磚混建筑物，這些水泥預制板被直接擱置在橫梁上或承重墻上，預制板伸出來的鋼筋沒有與相鄰構件拉連，即板體和梁體沒有固定連接。有的倒塌樓房的預制板中，根本看不到鋼筋或者拉筋。地震來襲時，橫梁或承重墻左右或上下?lián)u晃，使得預制板脫落，有的預制板掛到兩邊的墻上，使得房中的人和家具一起從高處直落地面；有的預制板墜落下來，砸死房中的人和砸碎房中的物品。塌落下來的上層預制板又砸塌下面一層的預制板，多米諾骨牌一樣，一層層往下砸，最終把建筑物內(nèi)的所有的人及物都埋到最底層的廢墟里，屋中人幾無生還的機會。無數(shù)事實證明，地震時樓房中的水泥預制板等同于“棺材板”。
這次蘆山7級地震的晃動使得許多房頂?shù)耐咂瑝櫬?，可能會扎傷屋檐的行人，但是卻減輕了房頂?shù)闹亓俊?/span>
所以，地震波本身不殺人，殺人的是一震即塌的房屋。只要建筑質(zhì)量好（結構設計合理、建材質(zhì)量好、施工質(zhì)量高），即使遇上8級地震，樓房也不會一震即塌，里面的人就有時間逃出來。
蘆山地震災區(qū)航空照片
蘆山地震災區(qū)航空照片
2. 房屋建在斷裂帶上
斷層是地震時地面變形的集中之地。斷層的位移，包括水平和垂直位移。這次雅安蘆山地震發(fā)生在龍門山南段的山前斷裂，也叫彭灌斷裂，是四川盆地與龍門山的分界線，這次7級地震的地表破裂可能從蘆山一直通到大邑，斷層錯距從幾十厘米到二米，跨越斷層的房屋，其基礎承受不了這么大的位移，房屋因而遭到破壞。凡是坐落在斷裂帶上的建筑物會全部倒塌，無一幸免。前山斷裂的地表破裂或形變帶的寬度一般小于20-30米，在這個范圍內(nèi)，各類房屋無論其建筑結構、所用材料、施工質(zhì)量幾乎會全部倒塌損毀。但愿沒有中小學校坐落在斷裂帶上。
2008年5.12大地震中，建在中央斷裂帶上的映秀鎮(zhèn)小學、郵電局、發(fā)電廠、天然氣廠、阿壩州警務直屬大隊等所有單位，都被夷成平地。龍門山鎮(zhèn)和銀廠溝度假村直接位于中央斷裂帶上，其中小龍?zhí)兜钠俨嫉嗡姹旧砭褪菙鄬用妗?/span>2008年5.12大地震中，北川縣城為什么死傷那么多人，關鍵是龍門山中央斷裂從整個縣城通過，加之該斷裂在這里地表位移量很大，因此地震在這里釋放的能量也大。北川中學的校園距中央斷裂帶也就20~30米，所以，北川中學在5.12地震中受到滅頂之災。
中國《建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2001）》規(guī)定丙類建筑（一般工業(yè)和民用建筑）在抗震設防烈度為8度時，地震活動斷裂兩側的最小避讓距離為200米。設防烈度為9度時，地震活動斷裂兩側的最小避讓距離為300米。這些規(guī)范在土地資源相對豐富的平原區(qū)較好執(zhí)行，對于四川龍門山地區(qū)實行起來似乎非常困難，因為可用于重建的土地資源極其有限。在龍門山地區(qū)，河流沿著斷裂帶向下切割形成山谷，由于斷裂帶巖石被歷次地震破碎研磨，風化成土壤，于是僅有的、可耕作的土地（平壩）零零散散地分布在這些山溝里，所以這里也是城鎮(zhèn)村寨的落腳點和交通的要道。平壩正是活動斷層通過的地方，中間是條河，河兩邊有些土地。房屋一邊是陡峭的山崖，另一邊是滾滾的河流。災后重建過程中，不僅要考慮地震斷層的重新活動，而且還要考慮山體滑坡、山洪、泥石流等其它地質(zhì)災害。在四川災區(qū)震后重建中，活動斷層兩側的“避讓距離”至少應不少于100米。在避讓距離之內(nèi)，絕對不能再建學校、醫(yī)院等公共建筑。
上世紀90年代后，由于使用水泥預制板建筑樓房經(jīng)常出現(xiàn)“天棚裂縫”的問題，加上抗震強度低，被國家有關部門勒令逐步退出建筑市場。但非常不幸的是，不僅僅在我國現(xiàn)今農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)，而且在四川地震災區(qū)的重建中，水泥空心預制板有時還在使用。
在一個7級地震中即刻倒塌的公共建筑物，可以肯定的說，不同程度地存在著建筑質(zhì)量包括結構設計、建材和施工質(zhì)量等問題。有些樓房結構不合理，底層柱子太“軟”，又沒有牢固的剪力墻支撐，地震時底層沒有足夠的強度抵抗建筑物上部的垂直擠壓和水平剪切運動，造成底層垮塌，進一步使整個大樓破壞，許多倒塌樓房的梁柱鋼筋用量太少，箍筋密度明顯偏低，混凝土施工質(zhì)量也差，在澆灌過程中出現(xiàn)明顯的跑漿現(xiàn)象。使用的水泥標號低或碳酸鎂含量過高，或使用過期水泥等都會降低建筑質(zhì)量。有的辦公樓只圖美觀、好看、卻忽視了抗震設防。例如，都江堰市某中學把原來應該用來加固教學樓的經(jīng)費用于搞裝璜，其教學樓在2008年5.12地震中一晃就倒。
建設安全的家已成成居住在地震活動帶地區(qū)居民共同的愿望。我們應該調(diào)查研究四川地震災區(qū)“那些倒了的和沒有倒的建筑”，弄清建筑倒塌的原由，解讀強震中建筑屹立不倒的奧秘。
3. 山體滑坡和巖石崩塌
龍門山地區(qū)的特點是地勢起伏大，山坡陡峭，山高谷深，少量的土壤沿溝分布，人們只能居住和活動于溝谷之中，而溝谷正是斷裂帶通過之處。這個地貌特點決定龍門山注定是地震次生災害——山體滑坡和巖石崩塌非常嚴重的地區(qū)。與汶川地震一樣，蘆山地震必然會造成地面隆起和陷落、道路錯裂、山崩、滑坡、塌方等嚴重的次生地質(zhì)災害，摧毀了交通、通訊等生命線系統(tǒng)，給營救工作帶來困難。
本人在汶川地震后考察得知，2008年5.12下午，北川縣城商業(yè)中心本來有近3000人已逃出危房來到門前廣場，地震后10分鐘卻又被隨之到來的山體塌方埋到地下幾十米深，無一幸免。北川縣陳家壩鄉(xiāng)也是山體滑坡塌方的重災區(qū)，在鄉(xiāng)政府所在的谷口，滑坡體長1.2千米，寬2.0千米，掩埋了幾十戶人家。陳家壩鄉(xiāng)的杜家壩村，滑坡體長800米，寬1000米，掩埋了兩個村民小組。青川縣紅光鄉(xiāng)東河口村200農(nóng)戶被崩塌的巖石埋在淺則20 米、深則50-110米的地下。
蘆山地震所在龍門山的山前斷裂以逆沖為主。4.20強震時，處于斷層上盤山頂或懸崖上的巖石就可能滑落下來，飛到路上或村莊，這些“地震飛來石”，有的摧毀房屋，有的擊毀汽車，有的砸死行人。
由蘆山地震震落的滾石
山高路險
今后在蘆山地震災區(qū)要特別注意的是暴雨后的泥石流。地震已使山中斷裂帶內(nèi)部巖石支離破碎。許多公路是沿著斷裂帶修建的，即使平時特別是暴雨之后山上往下滾石不斷，泥石流司空見慣，更連續(xù)發(fā)生5.12汶川地震與4.20蘆山地震之后。
地震近20~30年以來，龍門山地區(qū)為了滿足日益增長的經(jīng)濟需要，人為地挖掉大量的自然形成的長期平衡穩(wěn)定的山坡底角，貼著陡立的山體修建房屋和公路。山坡的穩(wěn)定性被人為地破壞之后，增加了地震中滑坡、塌方、泥石流的危害，會造成臨山而建的房屋和公路被毀，甚至造成人員傷亡和交通癱瘓。
（4）建筑物坐落在松散沉積物之上
松散沉積物包括古河道、古湖泊相的沉積物、流沙土以及人工回填土等。這類松散沉積物空隙度大，內(nèi)含飽和水，具觸變性。在靜態(tài)情況下，水飽和的沉積物尚具有一定的穩(wěn)定性，但在動態(tài)情況下，例如地震波晃動下，這種水飽和的松散沉積物瞬刻失去穩(wěn)定性，呈現(xiàn)出液態(tài)的物理性質(zhì)（即沙土液化），使得坐落其上的建筑物在流沙中不均勻下沉，造成建筑物傾倒而徹底摧毀。這就是建筑學上所說的場地效應和地基失效。舉個例子，把一塊方糖放在一碗小米上，然后來回晃碗，方糖很快沉入小米之中。
另外，一些房屋坐落在河岸邊，地震振動使地基連同房屋傾倒或墜落河底。所以，災后重建中住房選址一定要遠離河岸和不穩(wěn)定的邊坡。這方面，國外也有不少經(jīng)驗教訓。
1985年9月19日墨西哥海岸連續(xù)發(fā)生8.1級和7.6級兩次強烈地震，造成西部太平洋沿岸4個州和離震中約400 千米的首都墨西哥城近萬幢高層樓房倒塌，近40,000人死亡。墨西哥城的老城和商業(yè)區(qū)的主要辦公樓和賓館全部倒塌。震后調(diào)查表明，墨西哥城建造在古湖泊相沉積之上，地面震動導致地基失效而建筑物倒塌。1989年10月17日美國加州洛瑪普里艾塔發(fā)生7.1級地震，由于震區(qū)的建筑物總體抗震能力較好，建筑物破壞并不嚴重，但是，在靠近舊金山灣附近，由于多是人工回填土，建筑物多遭破壞，包括多座高速公路立交橋坍塌。2001年1月26日印度古吉拉特邦發(fā)生7.9級強烈地震，導致16,480人死亡，約15萬人受傷。這次地震幾乎摧毀了該邦首府庫奇鎮(zhèn)所有的建筑物，因庫奇鎮(zhèn)正好建筑在印度河的古河道上。
無數(shù)事實證明，直接建在堅固基巖上的房屋更耐震。唐山地震中唯一僅存的兩座古廟，就是因建在堅固基巖上而得以大難不毀。
沿著發(fā)震的山前斷裂，鎖閉深處的地下水會沿破裂上升，通過近表的松散沉積物最終到達地表，出現(xiàn)冒水和噴沙現(xiàn)象，噴出來泥沙還會掩沒農(nóng)田和莊稼。噴沙冒水也會造成地面上房屋由于不均勻下沉而傾斜的現(xiàn)象。
據(jù)雅安市防震減災局報告：
截至4月20日19時，雅安市遇難人數(shù)已達141人，失蹤19人，受傷人數(shù)已經(jīng)達5500余人（重傷330余人）；
其中蘆山縣遇難96人，受傷2500（重傷200余人），
寶興縣遇難22人，受傷350余人；
雨城區(qū)遇難15人，受傷203人（重傷37人）；
天全縣遇難4人，受傷600人（重傷80人）；
名山縣遇難1人，受傷500多人（重傷10余人）；
滎經(jīng)縣遇難2人，受傷127人；
漢源遇難1人，受傷30余人；石棉縣受傷4人。
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