书城成功励志地震与校园安全
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第9章 地震与学校建筑安全(1)

汶川大地震发生以后,地震中的学校建筑安全再次成为人们关注的焦点。保证学校建筑在地震中的安全已经成为一个专门的研究课题,引起了热烈的讨论和关注。

§§§第一节学校建筑质量与学生安全

学校建筑质量对学生安全影响巨大,尤其是地震中学校建筑质量的好坏,甚至决定着师生生命的安全问题。尤其是汶川大地震发生以后,学校建筑质量的问题更是受到全社会成员的关注,把学校建成最安全的地方成为人们普遍的共识。

一、学校建筑问题给我们的教训在破坏性地震中,学校建筑如果在震时瞬间倒塌,会严重威胁学生的生命安全。在汶川地震中,四川、重庆、甘肃、陕西等地的学校建筑倒塌严重。据不完全统计,四川绵竹市、什邡市共有汉旺镇、遵道镇、九龙镇、武都镇、清平乡、红柏乡、洛水镇等16个乡镇学校的校舍在地震中完全倒塌,江油市175所学校受灾,学校建筑物80%受损,校舍损毁8 365间;甘肃省因地震受损学校247所;陕西省汉中市因地震受损学校1 120所,倒塌校舍1 315间,17 571间校舍形成危房。汶川地震也造成许多学生伤亡的悲剧,仅四川省就有5 335名学生遇难或失踪。

在为地震中伤亡的学生感到悲痛和惋惜的同时,人们不禁将目光投向学校建筑质量的问题上来。汶川地震震中区的烈度为11度,而当地的设防标准是7度,然而地震超过预计强度,并不意味着符合建筑质量标准的建筑物必然倒塌。抗震设防的目标是“小震不坏、中震可修、大震不倒”,即当遭受低于本地区抗震设防烈度的地震影响时,一般不受损失或者不需要修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或者不需要修理仍然可以继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度预计的罕遇地震影响时,不致于倒塌或者发生危及生命的严重破坏。即使倒塌,由于建筑质量的差异,也有不同的倒塌方式。建筑物的倒塌分为“脆性倒塌”和“延性倒塌”,前者是指地震发生的短暂时间里建筑物发生瞬时倒塌,汶川地震中的很多学校建筑倒塌就属于这种情况,所以才造成了如此多的学生伤亡;后者指按照抗震标准建造的房屋,遇超过其设防标准的地震时发生扭曲变形的现象,但不会瞬间倒塌,从而为人们留下充足的逃生时间,延性倒塌,可以确保更多的人可以在地震发生之时逃到户外。

另外,我国的“建筑抗震标准”将建筑根据其使用功能的重要性分为4类,其中学校建筑属于乙类,其抗震要求比列为丙类建筑的普通民宅更强,其目的就在于保护学生的生命安全。而在汶川地震中倒塌的聚源中学,其附近的民宅并没有发生倒塌,这就说明了学校建筑的抗震标准没有按照较高的标准来执行。至于说教室楼面负荷大,学生疏散时又集中在楼梯间,走廊、楼梯是建筑中比较薄弱的环节,所以造成损害的说法,则更是把学校建筑设计时应该解决的问题拿来做震后倒塌的解释。汶川地震中倒塌的学校建筑暴露出学校建筑质量不符合抗震标准的事实,是值得我们特别吸取教训的。

二、好的学校建筑可以挽救生命汶川地震中也有一些强震后屹立不倒的学校建筑,比如北川刘汉希望小学、四川安县桑枣中学。北川刘汉希望小学500余名师生能够安然无恙,是因为他们这座小学三层教学楼坚固。当时虽然在一、二楼的学生及时跑到操场,但原地在三楼蹲下的学生也未有危险,其原因是这座楼经住了大震的检验。在投资这座希望小学时,做建材和贸易起家的刘汉对建筑进行了严格把关,保证了资金全部用于建筑上。刘汉的汉龙集团全程参与了工程建设质量的监督管理,负责工程监理的汉龙集团办公室主任句艳东,多次大着嗓门跟稍有懈怠的施工人员急眼。颇有经验的他要求施工方按照设计办,沙子、水泥和碎石的比例要达标,水泥的标号必须用够,量也必须用足。桑枣中学的教学楼本身是危楼,校长叶志平常年坚持对其进行加固工作,才保证了地震中的师生安全。

就在汶川地震发生后不久,日本东北地区的岩手县发生里氏72级地震,震源深约8千米,测量结果显示此次地震的摇晃强度与日本1995年发生的阪神大地震相当,主震发生以后的短短几个小时里,发生100多次余震,其中震级在5级左右的至少有3次。然而,如此大的一场破坏性地震造成的人员伤亡却非常小,学校建筑受损程度也不严重。地震造成75所学校设施受损,主要是天棚材料被震落,门窗玻璃被震碎等,没有一名学生在此次地震中丧生。

三、要把学校建成最安全的地方学校建筑质量对学生安全影响巨大,因此要把学校建成最安全的地方的呼声日高。在汶川地震发生以后,灾区恢复重建工作也逐渐提上日程,其中学校建筑的重建更成为人们关注的焦点。当时的教育部长周济强调:“学校的建筑抗震标准应高于民用建筑最高标准,我们应该把学校建成最坚固和最安全的地方,在灾难发生时学校应成为群众的避难场所。”

汶川地震让人们不约而同地关注到中小学学校建筑的安全问题。其实,除了地震之外,由于学校建筑不安全造成的学生伤亡事故每年都在发生。中小学学校建筑的安全问题不容忽视,普遍加固校舍和提高防震防灾标准已经迫在眉睫。在提出把学校建成最安全、家长最放心的地方以后,亿万家长和学生感到安心,这也是我国提高教育水平、保障教育民生的一个表现。

目前我国的学校建筑安全问题比较突出,尤其是在农村地区。在我国偏远的农村地区,建于20世纪70-80年代的学校建筑普遍存在,这些建筑绝大多数没有按照抗震设防的标准进行建造。另外,由于对农村中小学学校建筑维修改造投入不足,学校往往将价格作为建筑招标的重要条件,新建校舍为了压缩成本而不惜降低质量标准,这些都为学校建筑埋下了很大的安全隐患。

在实行义务教育阶段改革后,农村义务教育实行免费后,我国建立了学校建筑维修改造长效机制,实行中央和地方按比例分担的投入体制。但是,由于历史欠账太多,目前仍存在大量中小学危房。而且随着时间推移,每年还会新增部分危房。学校建筑是安全之本,因此必须对这些危房进行重建或加固改造,把中小学校建成最安全的地方,这样不仅可以在地震这样的自然灾害降临时挽救学生的生命,而且可以成为紧急情况下的群众避险场所。

要把学校建筑建成最安全的建筑,就要求建立健全相应的保障制度,要建立健全所有中小学校建筑的安全档案,对中小学学校建筑安全工程实行全程社会监督,技术标准、实施方案、工程进展和实施结果向社会公布,建设和验收接受新闻媒体和社会监督。有关部门要加强监督,防止出现工程腐败,坚决杜绝偷工减料、以次充好的现象。特别需要注意的是,一些已经被证实的不同建材及制品的房屋震害影响要在学校建筑中充分考虑。

比如20世纪90年代中期以前大量使用的冷拔低碳钢丝构件的房屋抗震性能就比较差。汶川地震中,倒塌或严重破坏的房屋建筑中有不少楼板是预应力空心板,绝大部分破坏的预应力空心板中使用的钢材均为冷拔低碳钢丝,由于冷拔低碳钢丝直径小且表面光滑,钢丝与混凝土的黏结锚固性能差,在较大外力下钢丝与混凝土容易脱开,降低了空心板的延性,最终导致空心板脆性破坏。而冷轧带肋钢筋表面具有三面或两面月牙形横肋,其与混凝土的黏结锚固性能是冷拔低碳钢丝的3~6倍,因此,在学校建筑中,用冷轧带肋钢筋取代冷拔低碳钢丝就非常必要。

§§§第二节学校建筑在地震中的安全

要保证地震中学校的安全,很大程度上依赖于保证地震中学校建筑的结构安全,即学校建筑在地震中不会发生瞬间倒塌。为了做到这一点,就需要制定和完善学校建筑防震原则,并保证学校建筑的实际设计和施工都能遵循标准,通过一个完整的保障网络来保证学校建筑在地震中的安全。

一、制定科学的、可执行的防震工作原则地震造成学校建筑的坍塌和学生生命的伤亡,一方面是地震本身巨大的破坏力是我们所无法控制的,以及我们对于这种灾害的发生没有很好的预测能力;另一方面是我们没有对地震发生的可能性和可能发生地震的大小进行有针对性的防震准备。也就是说,我们没有针对地震对学校建筑造成破坏制定防震原则,面对突然到来的地震就只能表现出无奈来。

在当前学校建筑防震措施中,也有其不尽合理的地方,这和不够明确的建筑防震原则也有关系。因此,具体而明确的学校建筑防震原则呼之欲出,并且要注意原则的科学性和可执行性。科学性是强调建筑防震原则的合理性,也就是符合科学实际,而不能一味地提高要求而不符合实际情况;可执行性与科学性有其类似的一面,是强调具体的学校建筑防震原则是可以达到而容易变成现实的原则,而不能成为空中楼阁。

学校建筑防震应该将学生的在校安全视为一个重要目标。学校建筑应该达到的最低防震目标是,遇到大地震这样的自然灾害时它的结构不会坍塌。建筑的高级功能是在避免房屋坍塌的同时提供其他保护功能,如避免人员重伤、降低建筑受到的破坏、保证建筑在灾后的应急响应中可被立即征用和继续使用。由于大多数学校校园拥有较大的场地,可以为很多人提供食物、厕所和其他类型的设施,因此学校建筑的较高防震目标是,遇到大地震等自然灾害时,能够在震后马上成为公众的避难场所。

要想保障学校建筑的结构安全,第一个要做到的就是制定和完善可行的规章制度,也就是要把学校建筑所要达到的防震要求进行原则化处理,形成制度。为了使学校的新建校舍和现有校舍符合抗震安全性的要求,具体地应该遵循以下防震原则:

(1)全国各地的学校要根据自己所在地的地震危险水平,确定相应的建筑规范和标准。根据地震危险水平的分析,来划定自然灾害的范围和确定自然灾害的程度,如果条件允许,要在概率分析的基础上绘制详细的地震危害图。

(2)根据学校所在地的地震风险等级,制定出清晰且可衡量的建筑要求目标。建筑要求要根据学校所在地的地震危险程度来确定,必须保证国家和地方财政能够有能力执行并且支持建筑要求的目标,在目标实现的过程中可以提供充足的资源和可行的时间表。

(3)为学校建筑的抗震能力确定预期目标。校舍设计、施工和加固工作的目标应该是:地面晃动到一定程度或者发生地表破裂、泥石流、海啸或决堤等次生灾害时,校舍不会出现倒塌、部分倒塌或其他危及人类生命的状况。如果学校要设计成为震后的公众避难所,则要进一步提高学校建筑的抗震性能,以使地震对校舍造成的破坏非常有限,而且地震后学校可以马上成为避难和进行紧急救援的场所。

(4)先将工作重点放在新建的学校上,确保其具备抗震安全性。人们应该尽快在短期内排查出具有地震安全期隐患的校舍、制定校舍加固计划并列出需要优先采取的措施。此外人们需要在更长的时间框架里逐步解决现有学校抗震能力差的问题。

(5)采取预防多灾种的思路来解决学校安全问题,即将降低地震危害的策略作为其他灾种减灾措施的有效补充。

(6)将提高学校抗震安全的工作看作是一项长期事业,要保证对其持之以恒地执行而不只是权益性的短期行为,设立专门的管理机构和技术服务机构,来确保相关政策和技术性问题的决策结果连贯一致,并对学校建筑的防震性能进行评估和验收工作。

二、学校建筑防震性能的保证为了保障学校建筑的结构安全,除了要做到制定和完善学校建筑防震原则外,最重要的就是要让学校建筑的实际设计和施工都能遵循相应的标准。

为了设计出能够抵御地震灾害的学校建筑,必须要有专业的设计人员,且有可遵循的设计标准。因此高等院校应该提供相关方面的基础教育,并有专业的执照发放机构来为结构工程师设立职业资格标准。有了可遵循的标准后就可以对学校建筑进行正确的设计。

需要特别说明的是,在对学校建筑进行的设计,本身是一个不断探索和提高认识的过程,学校建筑的设计的水平是在不断提高的。一些过去的学校建筑设计图纸,依然可以重复使用,尤其是那些被证明为优良设计的,这样也可以节省初始设计和论证的时间和金钱成本。同时,在新的学校建筑的设计中,要注意纠正之前设计中的一些不足之处,通过不断的改进,使学校建筑的设计更趋向合理和科学。

在确定了某个学校建筑的设计之后,包括建筑专家、工程师和建筑承包商等利益相关者在内的各方需要共同确定学校建筑的具体规范。制定规范时必须将所有制约条件考虑在内,根据有限的资源制定出适合本校实际情况的规范。这样确定的建筑规范通常是根据实际成本为建筑的抗震安全设计确定可接受的最低标准。另外,人们制定规范时开展的研究和开发工作,对今后完善规范的工作来说也是非常有价值的资源。当人们不断研发出性价比更高而且更坚固的材料时,这些规范和标准也应随之不断改进。