专家详解筑牢家园四大技术环节

　　本刊记者 章剑锋 发自北京

　　汶川地震发生之后的短短数日，中国当代一批颇具造诣的建筑工程专家陆续入川。他们之中，有一些人是应政府征召前往，有一些则完全是自发成行。虽然来自五湖四海，但是殊途同归，他们旨在尽己所能地向当地政府提供技术帮助，为震区遭到不同程度损毁的一系列土木工程做灾害应急评估。

　　“作为专业工程技术人员，我们都很踊跃”，中国建筑科学研究院结构所的副总工程师肖从真说，这无疑是一次机会。不同于以往关在实验室里做模拟实验，地震是最真实也是最残酷的实验，通过现场考察，有助于研判当前建筑工程抗震技术的得失。

　　拥有工学博士学位的肖从真是结构工程专家，他所在的中国建筑科学研究院本次一共向四川派出7支专家队伍。对于人心惶惶的灾区，这些来自首都的工程技术专家可以起到一定的安抚作用。当他们外出工作的时候，常常会陷入提心吊胆、不敢归家的群众的包围。“我们会给他们一个明确的技术判断，对于震损不严重的房屋，建议他们搬回去住，不要露宿街头。” 肖从真说。

　　肖博士目前已随队回京，但他说不久之后将再次入川。这一场突如其来的地震已经给成都的房地产市场蒙上阴影，人心涣散，人们对于建筑物的可靠性充满疑虑，专家出面可以从技术角度提供心理疏导。

　　不过，提供社会心理救助并非工作重心。他们要做的，是从专业技术角度出发，彻底弄明白本次地震何以令建筑物出现大面积损毁，从而导致超过6万群众顷刻殒命或遭到终身伤害。

　　另一件需要群策群力去解决的事情是，能否通过对本次地震的深入评估，汲取一些经验和教训，从而形成一套较为可靠、可行的地震灾害设防技术方案，降低类似灾害给社会带来的不幸概率。

　　环节一：圈梁、构造柱

　　肖从真所在的专家组在震区呆了两周时间。两周内，他们走遍了大部分值得一看的现场。这些现场并不在当时道路尚未抢通的汶川和北川，而是房屋虽然大面积倾毁，但仍存有一些未垮塌建筑，因而具有评估考察意义的地区，分别在德阳、绵阳、广元境内。

　　四川省建设厅按不同的震毁程度对整个震区进行了破坏级别划分，一共划出四个区，成都市属于地震破坏四类区，建筑基本上安然无恙。但是出成都向北，进入分布在破坏三类区和二类区的都江堰、什邡、绵竹、江油、青川等地，震毁程度则基本相当，房屋损毁严重。

　　民房和校舍的损毁是诸多建筑物中较为突出的两类。民房、特别是农村的房屋，沿袭了中国传统民居自搭自建的惯例，没有经过系统的设计与规划，以致在地震中成片倒塌。肖从真说，依照国际建筑业界通行的说法，这种建筑物是非工程化的，抗震性能必定很差。

　　举一个有反差的例子。据肖从真说，四川省建设厅一位曾在德阳市蹲点的副厅长，在当地损毁严重的农村房舍中，发现有一座房屋出人意料没有垮塌，与这座房屋紧挨着的相邻房屋也幸免于难，向屋主讨原因，得到的回答是：我就花了800 块钱找人设计了一下。

　　设计如此重要，是因为它需要遵循一个系统的规范，特别是抗震规范。而在抗震规范中，建筑物的圈梁和构造柱是必须设置的两类抗震结构要件。令肖从真痛心的是，就是这两类必备要件，在他考察过的一些房屋中，根本没有设置。

　　圈梁和构造柱技术是在唐山地震之后得到的建筑抗震实用经验之一，它们通常是用混凝土浇注相应数量的钢筋而成。通俗而言，圈梁类似于腰带，具有捆束作用，它应该分布在每个楼层；而构造柱则类似于支架，具有支撑和拉接功能，它应该依据工程规范需要分布在房屋角部和纵横墙交界处。这二者的作用是加强建筑物的刚度、稳定性和整体性，使之不会在外力侵袭下轻易散架。

　　在1976年唐山地震的废墟中，所发现的一些没有倒塌的房屋，基本上都修筑了圈梁和构造柱。这一经验后来被写入建筑物抗震规范之内加以推广。迄今为止，该规范版本虽几经修订，这一项却始终未变。

　　环节二：抗震缝、混凝土

　　作为房建专家，北京交通大学土木建筑工程学院的周长东副教授这一次也被派入四川，他所在的队伍利用一周时间走访了成都铁路局辖下100多处房屋建筑工程，并对沿途的民用房屋也进行相应考察和分析。令周长东感慨的是，假如那些房子都设置了圈梁和构造柱这两类要件，那么在这次地震中，几乎可以肯定，很多房屋都能确保不倒。因为没有，所以必倒无疑；因为必倒无疑，所以伤亡惨重。

　　在现场考察的时候，周长东还发现，一些房屋不仅没有设置圈梁和构造柱，连国家规范中的抗震缝设置也被忽略。对于一些相邻建筑，规范一般都要求二者之间设置相应宽度的抗震缝。这种缝隙的设置随着建筑物高度的不同而有所不同，目的是要避免地震来临时两座相邻建筑由于挨得过紧而相互碰撞倒塌。但周长东的所见表明，他们没有严格遵守这一规范，一些建筑根本不留缝隙，有一些建筑虽然留有缝隙，但不够标准，要么宽度不够，要么就被实物填充。地震发生后，一些建筑因为相互碰撞而损毁。

　　周长东说，这都是些细部问题、小问题，但不容忽视，否则就是致命的。

　　除了民用房屋，校舍的设计也存在不够合理的一面。在什邡县的红白镇，周长东见到了一座呈L字型设计的校舍，L 型的一侧已经倾覆。他说，校舍的设计整体性不好，这是倒塌的一个原因。

　　据他介绍，当前的外廊式校舍设计大都是两道纵面墙、两排柱，大开间，走廊外挑式，这种悬壁式的走廊设计不利于建筑物的整体稳定，刚度小，支撑少。他认为，如果在两面纵墙、两排柱之外，外廊外侧也能设置一排柱子，房屋的稳定性就要好很多。“可以想象，一排柱子被破坏掉，还有两排，仍能支持住房子。如果是两排柱，只要一排出问题，整座房屋必倒无疑”。

　　按照抗震规范，学校的校舍比之于普通房屋，设防烈度需要提高一度，按乙类建筑标准设防，但是两排柱的悬挑设计，在大地震产生的高烈度中一定会出问题，“三排柱和四排柱之间没有质的差别，但两排柱和三排柱是有差别的”。

　　肖从真说，从专业角度来看，校舍设计就是一个抗震不利的结构，横墙间距大，纵墙开洞多，任何人去设计可能都会得出同一种平面布局，这是由于功能需要使然，就需要采取结构加强措施。

　　施工质量也是一个问题。周长东的同事杨庆山看到，震区内很多居民习惯使用脆性较大的材料筑屋，这加剧了地震的摧毁效力。而且混凝土的质量令人堪忧，主要问题是级配不合理。混凝土一般由砂子、水泥和石子组成，如何配置均有一定之规，特别是石子，不能大小不均，水泥、砂子、石子之间的比例要匀称、合适。而在震区内，石子的粒径大小差别很大，砂浆难以将之裹粘住。

　　肖从真看到的普遍情况则是，筑屋用的混凝土里充满自河里捞出来的鹅卵石，未经破碎，表面光滑，级配不好，难以填满缝隙。

　　而大量房屋倾倒之后遗留下无计其数的混凝土残迹，依据以往处置经验，要么只能充当工地填料，要么干脆被送入垃圾场，将耗费许多精力和资源。经过专门分捡、剔除或粉碎，混凝土完全可以实现再利用，用于地基加固、道路工程垫层、室内地坪及地坪垫层、非承重混凝土空心砌块、混凝土空心隔墙板或蒸压粉煤灰砖等。在美国和新加坡，类似的再利用率已超过 60%，震区重建时，也值得尝试。