墨西哥地震對(duì)六安市抗震設(shè)防的啟示

◎ 劉莉 陸棟梁 王飛 陶方宇

墨西哥地震對(duì)六安市抗震設(shè)防的啟示

◎ 劉莉 陸棟梁 王飛 陶方宇

通過對(duì)墨西哥地震震害研究，對(duì)比分析六安市地理位置、場地條件、建筑高度，認(rèn)為在六安市抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)確立過程中應(yīng)充分考慮1668年郯城大地震影響，適當(dāng)提高中高層建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

墨西哥地震 郯城大地震 六安市 中高層建筑 抗震設(shè)防

引言

確定抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)政策性很強(qiáng)的工作，拋開政治、經(jīng)濟(jì)等因素的考量，單就地震環(huán)境影響而言，區(qū)域范圍的選擇決定了潛在震源區(qū)的數(shù)量，決定了潛在地震的影響類型是近震小震還是遠(yuǎn)震大震。

六安市地處安徽省西部，抗震設(shè)防烈度是六到七度。這一標(biāo)準(zhǔn)主要是考慮到霍山七級(jí)潛在震源區(qū)，考慮到1917年霍山地區(qū)發(fā)生的6?級(jí)地震影響。本文從1985年墨西哥地震震害出發(fā)，研究1668年郯城大地震影響，對(duì)六安市抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探討。

1、墨西哥地震概況

1985年9月19日7時(shí)17分，在墨西哥格雷羅州與米卻肯州交界處的馬爾薩斯河流入太平洋的入口處、距離海岸30km的海域內(nèi)，發(fā)生了8.1級(jí)強(qiáng)烈地震，震中位于北緯18°14 ′，西經(jīng)102°39′，震源深度33km，震中烈度Ⅷ～Ⅸ ，所測得震動(dòng)最大加速度168cm/ s2。這兩次地震，給遠(yuǎn)離震中400km的墨西哥城造成了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。震后統(tǒng)計(jì)，墨西哥城一共約有100萬棟房子， 其中倒塌1229棟，占0.12%。遭到破壞的5720棟，占0.57%，街道破壞310條，水管破壞528處，101個(gè)地鐵總站中有13個(gè)停止使用。國內(nèi)國際通訊線路全部中斷。兩天后又發(fā)生7.5強(qiáng)震，給劫后余生的居民帶來更大驚慌。震災(zāi)區(qū)1萬多人死亡，傷4萬多人，30多萬人無家可歸，累計(jì)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)70億～80億美元。

墨西哥城的這次震害，教訓(xùn)極其深刻，給城市建設(shè)和城市防災(zāi)減災(zāi)等方面很多警示，值得吸取。

第一，震害的大小在很大程度上取決于地基條件。這次地震震害范圍相當(dāng)狹窄，完全屬于軟地基造成的建筑物破壞。據(jù)歷史記載，原來這里是個(gè)小島，當(dāng)?shù)鼐用裨谒?米的島上建造神殿。到公元1200年，狩獵民族阿茲特克族征服了這塊國土，并于1325年開始在現(xiàn)在的墨西哥市中心修建湖上帝都，在島上建宮殿，在周圍地區(qū)填湖造田農(nóng)墾。在長達(dá)1000多年的歷史里，由于不斷填湖造地，城鎮(zhèn)不斷擴(kuò)大，人口越來越密集， 至1985年市區(qū)人口估計(jì)達(dá)1800萬人，變成現(xiàn)在的現(xiàn)代化大城市墨西哥城。因此，現(xiàn)在的墨西哥市的不少地方是建立在軟地基上，它由砂、淤泥、粘土、腐蝕土構(gòu)成，其表層為30米～50米的沖積層。城市的這種弱點(diǎn)，在1985年墨西哥地震時(shí)充分暴露出來。

第二，共振效應(yīng)引起的災(zāi)害不可忽視。這次被破壞的建筑物中12層～15層的中高層建筑物占的比例很大。這類建筑物的自振周期在1.5～2.0秒范圍，這恰好與地震動(dòng)的卓越周期接近，使建筑物發(fā)生共振而加劇了破壞。

墨西哥地震已過去近30年了，但其經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)值得重視和吸取，吃一塹長一智。當(dāng)前我國正處在經(jīng)濟(jì)建設(shè)大發(fā)展時(shí)期，不少類似墨西哥那樣的軟地基地區(qū)，盡管它們并不是位于未來強(qiáng)震危險(xiǎn)區(qū)，但是如果考慮到類似墨西哥市的遠(yuǎn)達(dá)400km～500km的長距離震害效應(yīng)這一震例，應(yīng)未雨綢繆，全面考慮城市的抗震規(guī)劃與城市抗震設(shè)防安全及可持續(xù)發(fā)展問題?？紤]本城市地區(qū)地質(zhì)地震構(gòu)造環(huán)境、水文條件、城市現(xiàn)狀和遠(yuǎn)場地震的影響等問題，實(shí)施綜合性防災(zāi)。

2、六安市地質(zhì)地震概況

六安市，位于安徽省西部，處于長江與淮河之間，大別山北麓。江準(zhǔn)分水嶺，由西南向東偏北橫貫本區(qū)，面積17976平方公里。中心位置 116°30′，E 31°44′N。

六安市地處華北陸塊、秦嶺-大別造山帶和揚(yáng)子陸塊三個(gè)大地構(gòu)造單元結(jié)合部位，是古中國大陸重要結(jié)合地帶，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。六安市大部位于秦嶺-大別造山帶，北部以六安深斷裂為界與華北陸塊相接，東南以郯廬斷裂帶為界與揚(yáng)子陸塊相接。六安市境內(nèi)分布有肥中深大斷裂、肥西——韓擺渡斷裂、梅山——西湯池大斷裂、曉天——磨子潭深斷裂、落兒嶺——土地嶺斷裂等深大斷裂帶。其中，落兒嶺——土地嶺斷裂屬晚更新世-全新世（距今10-12萬年）以來的活動(dòng)斷裂，對(duì)區(qū)域地震活動(dòng)起控制作用。歷史上，六安市共發(fā)生5級(jí)以上破壞性地震10次，最大的為1917年霍山6?級(jí)地震。

3、六安市抗震設(shè)防現(xiàn)狀

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011-2010）》的附錄A《我國主要城鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)地震分組》規(guī)定，六安市抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)分為兩個(gè)部分：

第一，抗震設(shè)防烈度為七度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，第一組，金安、裕安、舒城、霍山。

第二，抗震設(shè)防烈度為六度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，第一組，壽縣、霍邱、金寨。

按照該規(guī)范3.2.3 條規(guī)定，地震影響的特征周期應(yīng)根據(jù)建筑所在地的設(shè)計(jì)地震分組和場地類別確定，在計(jì)算罕遇地震作用時(shí)，特征周期應(yīng)增加0.05s。第一組特征周期包括0.20s、0.25s、0.35s、0.45s和0.65s共五個(gè)檔次。

4、1668年郯城地震概況

郯城地震發(fā)生于1668年7月25日晚8時(shí)左右(清康熙七年六月十七日戌時(shí))。震級(jí)為8.5級(jí)，是我國大陸東部板內(nèi)一次最強(qiáng)地震。震中位于郯城、臨沂、臨沭三縣交界處，即34.80°N，118.50°E，震中最高烈度達(dá)Ⅻ度。這次地震波及到中國陜西、山西、河北、河南、湖北、江西、浙江、福建、安徽、江蘇等省以及中國東部海域，日本、朝鮮有感,有感面積近100萬km2。有震害記載的地區(qū)達(dá)19萬km2，直接死于地震的人數(shù)在5萬人以上。這一地震在六安市的影響被劃為六度區(qū)。

5、郯城地震對(duì)六安市抗震設(shè)防的影響

六安市當(dāng)前抗震設(shè)防烈度為六度、七度，主要考慮的是近震小震的影響，在過去城市建設(shè)以低層建筑為主、建設(shè)場地主要為山地丘陵的情況下是適宜的。但是，近年來，六安市民居建設(shè)出現(xiàn)了重要變化：

第一，建筑高度逐年攀升，10層以上民居成為城鎮(zhèn)建設(shè)主體。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，城市人口與土地矛盾日益突出，迫使城市市區(qū)和中心城鎮(zhèn)民居向高層發(fā)展。按照安徽省六安市城市總體規(guī)劃（2008—2030），六安市城鎮(zhèn)化水平在2015年、2020年、2030年分別達(dá)到45%、55%、66%，中心城區(qū)和各縣城人口密度達(dá)到10000人/km2，人均建設(shè)用地控制在100平方米。在這樣的人口密度下，六安市城區(qū)和各縣城住宅高度逐年攀升，10層以下住宅商品房越來越少。

第二，建筑場地向河道、湖泊等軟弱地基擴(kuò)展。城鎮(zhèn)化發(fā)展，要求城區(qū)集中連片。在霍山、金寨、舒城山區(qū)縣，建筑場地沿河道兩側(cè)發(fā)展，很多直接坐落在河道上。在六安市城區(qū)和霍邱、壽縣，建筑場地位于河、湖附近，很多直接坐落在田地上。這種地基主要由砂、淤泥、粘土、腐蝕土構(gòu)成，支持力弱，地震時(shí)易發(fā)生砂土液化、震陷等震害。雖然這類場地建設(shè)時(shí)部分采用了深地基和支持樁，但是由于設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)偏低，難以滿足需要。

六安市距離郯城大地震震中在300km～500km范圍內(nèi)，一旦發(fā)生大地震，在相近的距離、相近的建筑高度、相近的地基條件下，很容易發(fā)生類似墨西哥城的地震震害。因此，有必要充分考慮郯城大地震的影響，充分考慮遠(yuǎn)震大震影響，提高六安市中高層建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

6、結(jié)束語

六安市由于受1917年霍山地震影響，在抗震設(shè)防方面一貫重視近震小震。今年來，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，中高層建筑普遍出現(xiàn)，對(duì)抗震設(shè)防工作提出新的要求。借鑒墨西哥城震害影響，充分考慮郯城大地震對(duì)六安市的威脅，對(duì)于提升六安市防震減災(zāi)能力具有重要意義。

作者單位: 安徽省地震局金寨地震臺(tái)

[1]高維明等，1988.1668年山東郯城8.5級(jí)地震的發(fā)震構(gòu)造.中國地震，4(3)∶9～15

[2]晁洪太，李家靈，1995.郯廬活斷層與1668年郯城8.5級(jí)地震災(zāi)害.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，1995(3)∶76～78

[3]朱書俊，孫壽成，1991.1668年莒縣一郯城大地震研究綜述.地震學(xué)刊，1991(4)∶9～23

[4]盧振恒，2002.墨西哥地震——次遠(yuǎn)離震中400公里的大城市嚴(yán)重震害的啟示.中國人民防空，2002(6)∶31～32

[5]胡聿賢，1999.地震安全性評(píng)價(jià)技術(shù)教程.北京：地震出版社