淺析海外工程中工作中抗震設(shè)防烈度的確定

戴彥雄，楊麗娜

(機械工業(yè)勘察設(shè)計研究院有限公司， 陜西 西安 710043)

建設(shè)場地地震效應(yīng)是勘察工作的重要任務(wù)，根據(jù)《巖土勘察規(guī)范》[1](GB 50021—2001)第5.7.1條的規(guī)定，抗震設(shè)防烈度等于或大于6度的地區(qū)，應(yīng)進行場地和地基地震效應(yīng)的巖土工程勘察，并應(yīng)根據(jù)國家批準的地震動參數(shù)區(qū)劃和有關(guān)的規(guī)范，提出勘察場地的抗震設(shè)防烈度，設(shè)計基本地震加速度和設(shè)計地震分組。

在我國倡導(dǎo)的“走出去”戰(zhàn)略的影響下，我國國內(nèi)的勘察設(shè)計單位開始走向國際市場，在不同的國家，尤其是發(fā)展中國家，也遇到了很多與國內(nèi)的不同的情況如抗震設(shè)防烈度的采取，制約了勘察設(shè)計工作的開展。

目前國內(nèi)已有文章也談及東非某國抗震設(shè)防烈度的取值方法[2]，本文試圖以其他地區(qū)幾個海外項目為例，淺析海外巖土工程勘察工作中抗震設(shè)防烈度的采取方法，供從業(yè)者參考。

1 我國地震區(qū)劃的發(fā)展及設(shè)防烈度的相關(guān)規(guī)定

地震區(qū)劃是經(jīng)濟建設(shè)中的一項重要基礎(chǔ)工作，簡單來說，就是對研究區(qū)未來可能遭受的地震影響按強弱程度進行分區(qū)并以圖的形式表現(xiàn)出來，所以，進行地震區(qū)劃工作反映了地震在研究區(qū)活動的時空不均一性，圈定出不同級別的地震危險地區(qū)，為國土規(guī)劃和一般工程提供抗震設(shè)防依據(jù)，避免平均使用有限的人力、物力，有重點、有步驟地采取防震減災(zāi)決策。

我國的地震區(qū)劃工作自1954年就已開展，至今已歷時五版，隨著地震觀測技術(shù)的發(fā)展與概率設(shè)計概念的引入，地震區(qū)劃的依據(jù)也逐漸由基本烈度即100 a以內(nèi)，一般場地條件下該地區(qū)可能遭受的最大烈度向概率標定后的基本烈度，即50 a期限內(nèi)，一般場地條件下，可能遭遇超越概率為10%的烈度值，與國際大的發(fā)展方向相接軌。

目前我國通行的地震動參數(shù)區(qū)劃圖是2015年頒布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306—2015)，其編制過程充分考慮了國家及社會對地震安全的相關(guān)要求，考慮了大量新積累的觀測資料，同時還考慮了醞釀期內(nèi)發(fā)生的大量地震實例。在該區(qū)劃中，我們能夠較為方便的查詢到中國各地的抗震設(shè)防烈度，并為設(shè)計工作提供相關(guān)設(shè)計參數(shù)[3-4]。

2 目前海外一些國家地震區(qū)劃的發(fā)展現(xiàn)狀

表1為筆者從事過工程項目的一些發(fā)展中國家國家地震區(qū)劃的概況，總體而言，一些較小的國家由于國家面積有限，未進行相關(guān)地震區(qū)劃的工作，一般參考歐洲或美國的相關(guān)地震區(qū)劃，一些地域面積相對較大的國家進行了地震區(qū)劃的工作，但有些也與中國略有差異。

表1 目前海外一些發(fā)展中國家國家地震區(qū)劃概況

3 目前海外項目抗震設(shè)防烈度采取方式探討

3.1 具有地震區(qū)劃的國家

以巴基斯坦為例，該國的工業(yè)委員會頒布了對建筑業(yè)總體指導(dǎo)的規(guī)范性文件《Building code of Pakistan》，在該規(guī)范中，明文規(guī)定，除非特殊的要求，建筑物抗震設(shè)計水平為50 a期限內(nèi)，一般場地條件下，可能遭遇超越概率為10%的烈度值。同時，該規(guī)范將巴基斯坦分為了1、2A、2B、3、4五個分區(qū)，并賦予了不同的地震動峰值加速度，并提供了全國的地震分區(qū)圖，見表2[5]。

表2 巴基斯坦地震分區(qū)

如上述，巴基斯坦在抗震設(shè)防的區(qū)劃與中國類似，很容易將其與中國的動參數(shù)區(qū)域相對比，并采取相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度，并按照規(guī)范采取相關(guān)抗震設(shè)防參數(shù)。印度尼西亞、委內(nèi)瑞拉等國業(yè)與其較為類似。

3.2 具有地震區(qū)劃，但與中國標準有差異的國家

以馬其頓為例，該國的地震區(qū)劃圖采取了1 000年內(nèi)超越概率為63%的最大地震烈度作為抗震設(shè)防的基本烈度，將馬其頓全國劃分為7、8、9三個設(shè)防烈度區(qū)[6]。按照我國相關(guān)抗震設(shè)防的規(guī)定，三個烈度即眾值烈度(50 a內(nèi)超越概率63%)、基本烈度(50 a內(nèi)超越概率10%)、罕遇烈度(50 a內(nèi)超越概率2%～3%)的相關(guān)定義[7]，馬其頓抗震設(shè)防基本烈度概率接近于罕遇烈度，根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖貫宣材料》所述，罕遇烈度相對于眾值烈度比值的優(yōu)勢分布為3倍，罕遇烈度對基本烈度比值的優(yōu)勢分布為1.8倍的情況，馬其頓相應(yīng)抗震設(shè)防烈度區(qū)7、8、9度區(qū)基本對應(yīng)于中國規(guī)范的6、7、8度區(qū)。

圖1馬其頓重現(xiàn)期為1 000 a的地震分布圖

再以尼泊爾為例，尼泊爾的抗震區(qū)劃是以地震危險性分析為基礎(chǔ)的，將尼泊爾全國劃分成為4個區(qū)[8]，主要反映在地震影響系數(shù)計算參數(shù)中的地域系數(shù)中，四個區(qū)的地域系數(shù)分別為0.8、0.9、1.0、1.1。這和我國的抗震區(qū)劃概念不同。經(jīng)過對其設(shè)計基本反應(yīng)譜的分析，其總體相當(dāng)于(略高于)我國7度設(shè)防水平。但根據(jù)國外相關(guān)機構(gòu)對尼泊爾硬土場地500年重現(xiàn)期(相當(dāng)于超越概率10%)的地面峰值加速度的分析，尼泊爾的地面峰值加速度遠高于我國7度，甚至8度區(qū)的設(shè)防水平，接近我國8度強地區(qū)的設(shè)防水平。

圖2 尼泊爾地震設(shè)防區(qū)劃圖

圖3尼泊爾硬土場地500 a重現(xiàn)期的地面峰值加速度(單位：g)

以上兩個國家的案例表明，在有些國家，雖有地震區(qū)劃，但往往采取的指標不同，或給與的定義不同，要通過概念內(nèi)涵的轉(zhuǎn)換方可采用。

3.3 無相關(guān)地震區(qū)劃國家

如前述表1所列，很多發(fā)展中國家由于經(jīng)濟不發(fā)達或國家較小，無相關(guān)的地震區(qū)劃，一般遇到這種國家，經(jīng)常采取如下兩種方式采取建設(shè)場地的抗震設(shè)防烈度：

(1) 采取美國地質(zhì)勘探局(USGS)的全球地震風(fēng)險地圖采取相應(yīng)的地震動峰值加速度并對比中國規(guī)范采取抗震設(shè)防烈度。

(2) 采取自1900年以來，美國地質(zhì)勘探局在建設(shè)場地一定范圍內(nèi)的地震觀測資料，通過分析建設(shè)場地相對于數(shù)次地震的相應(yīng)烈度，采取相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度。

前者主要適用于建設(shè)場地位置特征明確，如在首都，較大城市或特征地段，這主要是由于全球地震風(fēng)險地圖比例尺較小，局部過渡色較多，難以查明具體詳細的非特征位置。后者主要適用于過渡色較多，處于中間過渡地段的建設(shè)場地?，F(xiàn)就兩個小例子說明該種解讀方式。

以科特迪瓦為例，見圖4，可在該圖上按照50年超越概率為10%的動峰值加速度明確查明該國地震區(qū)劃主要分為三個區(qū)，分別為西部的0.02g～0.04g區(qū)，中部的0g～0.02g區(qū)以及東部的0.04g～0.08g區(qū)[9]，由基本烈度的動峰值加速度，便可將該區(qū)劃與中國標準相聯(lián)系，可知科特迪瓦的抗震設(shè)防烈度對應(yīng)于中國標準最高不高于6度強。

以老撾某水電項目為例，老撾無抗震區(qū)劃，該項目位于川壙省豐沙灣西偏南方向的南俄河上，其中壩址區(qū)位于距豐沙灣約20 km，發(fā)電廠房距豐沙灣約35 km；壩址及發(fā)電廠房工作區(qū)植被茂密，僅有簡易路可到達上壩址工作區(qū)，其它工程區(qū)均無可通行道路，交通情況極其不便。同時，查閱全球地震風(fēng)險地圖，該處過渡色較多，不好確定其抗震設(shè)防烈度。在這種情況下，我們搜集了工作區(qū)周邊自1918年至2010年的地震觀測資料，并篩選出震級大于里氏4.7級(破壞性地震)的相關(guān)資料，參考《建筑抗震疑難釋義》中我國有關(guān)單位提出的烈度I、震級M及震中距R之間的關(guān)系，按公式I=0.92+1.63M-3.49logR[10]進行分析，受工作區(qū)周邊地震影響，工作區(qū)相應(yīng)地震烈度在0.3度～4.7度之間，最高烈度情況下峰值加速度0.02g～0.04g(見表3)，參考我國相關(guān)抗震規(guī)范，可按Ⅵ度設(shè)防。

圖4 全球地震風(fēng)險地圖(局部)

4 結(jié) 論

本文通過對中國及一些特征國家關(guān)于抗震區(qū)劃的闡述，總結(jié)了一些發(fā)展中國家國家地震區(qū)劃概況，并以其中一些國家為例介紹了不同類型國家抗震設(shè)防烈度采取的一些方法。

(1) 對于巴基斯坦等這些在抗震設(shè)防的區(qū)劃與中國類似的國家，可類比采取，按照當(dāng)?shù)氐牡卣鸱謪^(qū)劃分，取相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度，并按照我國規(guī)范采取相關(guān)抗震設(shè)防參數(shù)。

(2) 對于馬其頓等這類國家抗震設(shè)防烈度、抗震區(qū)劃概念等地震參數(shù)定義與中國有所區(qū)別的國家，必須多方面多角度分析對比后，才能參照我國規(guī)范采取相關(guān)抗震設(shè)防參數(shù)。

(3) 對于很多發(fā)展中國家由于經(jīng)濟不發(fā)達或國家較小，無相關(guān)的地震區(qū)劃的國家，需根據(jù)項目所處的位置、區(qū)域、地質(zhì)特點、項目特點等綜合分析，并參考相關(guān)資料，分析后才能確定相關(guān)抗震設(shè)防參數(shù)。