住宅類建筑抗震隱患及薄弱區(qū)排查方法

時(shí)間:2022-06-01 08:38:06

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住宅類建筑抗震隱患及薄弱區(qū)排查方法

[摘要]歷次地震災(zāi)害情況表明,城鎮(zhèn)住宅建筑在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)造成傷亡最大,損失最多。某部門對(duì)城區(qū)住宅類建筑抗震薄弱區(qū)域抗震隱患進(jìn)行調(diào)查。本次調(diào)查的主要任務(wù)是確定城區(qū)的抗震薄弱區(qū),并查找薄弱區(qū)房屋建筑的抗震薄弱環(huán)節(jié)及抗震安全隱患,為城市安全提供數(shù)據(jù)支持,為政府主管部門在棚戶區(qū)、城中村和危房改造決策過程中提供依據(jù)。此外,本次調(diào)查可為即將開展的第一次全國自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)普查工作提供部分?jǐn)?shù)據(jù),減少鎮(zhèn)江市房屋建筑普查的工作量。

[關(guān)鍵詞]抗震隱患,抗震薄弱區(qū),住宅建筑,排查導(dǎo)則

國外在建筑抗震排查領(lǐng)域,特別是在快速鑒定建筑抗震性能方面的研究,美國、日本、歐洲一些國家和新西蘭具有代表性且走在時(shí)代前列。美國聯(lián)邦應(yīng)急事務(wù)管理局,制定了建筑抗震能力快速判定方法RVS[1],對(duì)以往地震中房屋的損壞情況進(jìn)行調(diào)查研究后,不同于以往的評(píng)分系統(tǒng),它不再依賴結(jié)構(gòu)上的任何計(jì)算,而是完全根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)樣式、使用功能、場地環(huán)境、外觀質(zhì)量與規(guī)范的符合情況等各方面的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)分。日本有很多關(guān)于抗震能力評(píng)定的方法,現(xiàn)在使用最廣泛的是根據(jù)日本建筑防災(zāi)協(xié)會(huì)頒布的《既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物抗震診斷標(biāo)準(zhǔn)同解說》中的三級(jí)評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)定[2-3],該三級(jí)評(píng)價(jià)程序適用于同區(qū)域同類型的既有建筑的評(píng)價(jià),采用低級(jí)的評(píng)價(jià)程序篩選出安全的建筑,而對(duì)不滿足要求的建筑用高等級(jí)的評(píng)價(jià)程序進(jìn)一步評(píng)價(jià)[4-5]。歐洲規(guī)范體系為響應(yīng)國家防震減災(zāi)的決策,為現(xiàn)有建筑的抗震性能制定了相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)篇為建筑物全壽命周期內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)抗震安全提供了依據(jù)。2006年,新西蘭地震工程師協(xié)會(huì)頒布了《既有建筑抗震評(píng)價(jià)與抗震性能提高措施指南》,在對(duì)既有建筑的評(píng)價(jià)方面,該指南著眼于震中房屋倒塌帶來的生命安全問題,重點(diǎn)在于減少甚至消除結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不良倒塌模式時(shí)對(duì)局部或整體結(jié)構(gòu)抗震性能的影響[6]。以往抗震理論都是建立在地震災(zāi)害的調(diào)研基礎(chǔ)上,結(jié)構(gòu)的基本抗震構(gòu)造措施恰當(dāng)與否同樣以震災(zāi)的調(diào)研作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。1968年,我國開始編制有關(guān)抗震鑒定與加固的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,至今已有49年,在這近半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里,我國經(jīng)歷了幾次大的地震災(zāi)害,標(biāo)準(zhǔn)也隨之進(jìn)行了幾次修訂,總的來說我國現(xiàn)有建筑抗震排查的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下三個(gè)階段[7-8]:第一階段:從1966年河北邢臺(tái)地震至1975年遼寧海城地震,這是我國抗震鑒定加固的萌芽階段。這一階段主要對(duì)抗震評(píng)估方法和加固技術(shù)進(jìn)行了基本的探索,并在實(shí)踐中驗(yàn)證了開展鑒定加固工作的有效性。第二階段:自1975年海城地震后至1989年《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ11—1989)的出臺(tái),是我國抗震鑒定的蓬勃發(fā)展時(shí)期。這標(biāo)志著抗震鑒定與加固已成為我國抗震工作的重點(diǎn),并逐漸變得規(guī)范化,具有里程碑意義。第三階段:自1989年規(guī)范執(zhí)行起,我國抗震鑒定及加固進(jìn)入了綜合發(fā)展階段。1995年《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50023—95)(以下簡稱“95”規(guī)范)的制定和實(shí)施是該階段的標(biāo)志性進(jìn)展??v觀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,我國的抗震排查過程還需要構(gòu)建更加完整的快速排查理論體系,同時(shí)應(yīng)該開發(fā)快捷高效的排查措施。20世紀(jì)80年代以前興建的各類建筑物基本上都未采取有效的抗震設(shè)防措施,現(xiàn)存的絕大部分城中村的房屋抗震能力難以滿足抗震設(shè)防要求。另外,城區(qū)內(nèi)存在的解放前后建設(shè)的住宅現(xiàn)狀也是破舊不堪。一旦發(fā)生地震災(zāi)害,中心城區(qū)存在的這些老舊房屋遭受的破壞將非常嚴(yán)重,容易造成“小震大災(zāi)”。這些存量的抗震隱患大的建筑對(duì)城市抗震安全提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),對(duì)城市韌性發(fā)展形成了較大阻礙。鎮(zhèn)江市房屋安全和抗震技術(shù)指導(dǎo)中心聯(lián)合南京工大建設(shè)工程技術(shù)有限公司,組織技術(shù)力量對(duì)鎮(zhèn)江市中心城區(qū)抗震薄弱區(qū)域住宅類建筑抗震隱患進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查工作主要采取典型隨機(jī)調(diào)查的方式,以劃分好的工作單元作為平臺(tái),在各類型住宅建筑中隨機(jī)選取調(diào)查對(duì)象,通過整理分析調(diào)查結(jié)果,既為鎮(zhèn)江市城市韌性發(fā)展方案和城市空間發(fā)展總體規(guī)劃的制定提供理論依據(jù),也為市政府在城市抗震薄弱區(qū)域的抗震性能提升改造提供決策依據(jù)。

1方法概述

由于抗震風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查需要的目標(biāo)建筑物數(shù)量龐大,在實(shí)際工作中一般采取抽樣的方法進(jìn)行建筑物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。因此需按照適宜的比例進(jìn)行目標(biāo)建筑的初篩,從而為后續(xù)工作提供開展的方向,且有利于各個(gè)工作組的工作安排。不同年代的建筑物,抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與建筑物抗震設(shè)計(jì)管理制度不同,因此可根據(jù)建筑物年代對(duì)需要進(jìn)行抗震風(fēng)險(xiǎn)排查的建筑物進(jìn)行篩選。為了保證抗震風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查建筑初篩的合理性,必須進(jìn)行以下資料的準(zhǔn)備:遙感影像圖、地形圖、房屋分布現(xiàn)狀圖、房屋分布?xì)v史圖、建筑設(shè)計(jì)圖、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。然后對(duì)不同年代的地形圖、遙感影像進(jìn)行配準(zhǔn)處理,然后再進(jìn)行圖像的疊加和標(biāo)識(shí),從而選取出指定年代的建筑物。對(duì)于正規(guī)小區(qū),當(dāng)小區(qū)內(nèi)房屋建造年代、結(jié)構(gòu)類型、戶型/層數(shù)等基本相同,可將整個(gè)小區(qū)劃分為一個(gè)工作單元;當(dāng)小區(qū)內(nèi)房屋建造年代、結(jié)構(gòu)類型、戶型/層數(shù)等不相同,應(yīng)根據(jù)建造年代、結(jié)構(gòu)類型、戶型/層數(shù)等將小區(qū)劃分為多個(gè)工作單元;小區(qū)周邊零星房屋可劃分為一個(gè)單獨(dú)的工作單元(若建造年代、結(jié)構(gòu)類型不同,應(yīng)將其細(xì)分為多個(gè)工作單元);對(duì)于城中村及棚戶區(qū),應(yīng)根據(jù)房屋建造年代、結(jié)構(gòu)類型,并結(jié)合道路、橋梁、地形、水系等進(jìn)行工作單元?jiǎng)澐?。?duì)于工作單元抽樣方法,對(duì)于正規(guī)小區(qū)抽取不少于總樣本數(shù)5%(且各類型建筑不少于2棟)的房屋進(jìn)行薄弱區(qū)調(diào)查,在薄弱區(qū)抽樣比例基礎(chǔ)上額外抽取不少于總樣本數(shù)10%(且各類型建筑不少于4棟)的房屋進(jìn)行隱患調(diào)查,同時(shí)根據(jù)專家意見:實(shí)際調(diào)查中應(yīng)抽取不少于總樣本數(shù)15%(且各類型建筑不少于6棟)的房屋,同時(shí)進(jìn)行薄弱區(qū)和隱患調(diào)查;對(duì)于城中村及棚戶區(qū):抽取不少于總樣本數(shù)10%(且各類型建筑不少于4棟)的房屋進(jìn)行薄弱區(qū)調(diào)查,在薄弱區(qū)抽樣比例基礎(chǔ)上額外抽取不少于總樣本數(shù)20%(且各類型建筑不少于8棟)的房屋進(jìn)行隱患調(diào)查,同時(shí)根據(jù)專家評(píng)審意見:實(shí)際調(diào)查中應(yīng)抽取不少于總樣本數(shù)30%(且各類型建筑不少于12棟)的房屋,同時(shí)進(jìn)行薄弱區(qū)和隱患調(diào)查。對(duì)于單體建筑抗震性能的快速評(píng)定方法也是本項(xiàng)目的創(chuàng)新之一,主要流程為:根據(jù)結(jié)構(gòu)類型的不同選取不同的建筑物抗震能力影響因子;進(jìn)行建筑物抗震能力影響參數(shù)的采集,對(duì)于有設(shè)計(jì)圖紙的建筑物可直接根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙采集相應(yīng)能力影響參數(shù),對(duì)于無設(shè)計(jì)圖紙的建筑物則需到現(xiàn)場進(jìn)行采集;對(duì)建筑物抗震能力影響因子,進(jìn)行分級(jí)評(píng)判,得出不同因子的抗震能力指數(shù);對(duì)不同抗震影響因子的抗震能力指數(shù)采用層次分析法[9](AHP法,AnalyticHierarchyProcess)進(jìn)行綜合分析;建筑物抗震能力指數(shù)的計(jì)算公式為:SC=∑PiIi其中:SC為建筑物抗震能力指數(shù),PiIi為建筑物不同抗震能力影響因子的權(quán)重,Ii為建筑物不同抗震能力影響因子的指數(shù),i為建筑抗震影響因子個(gè)數(shù);采用層次分析法進(jìn)行綜合分析后,將建筑物抗震能力分為良好(SC≥0.8)、中等(0.5≤SC<0.8)、差(SC<0.5)三個(gè)等級(jí)??拐鸨∪鯀^(qū)評(píng)定方法是在統(tǒng)計(jì)分析大量單體抗震性能評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上進(jìn)行的,其評(píng)價(jià)方法也是本項(xiàng)目中的特色內(nèi)容。抗震薄弱區(qū)劃分需要綜合考慮基準(zhǔn)系數(shù)、經(jīng)濟(jì)條件、抗震設(shè)防等級(jí)以及政府部分的決策等多方面因素??拐鸨∪鯀^(qū)的基本比例可以確定為6∶4,該比例作為考慮其它因素調(diào)整的基礎(chǔ)??紤]經(jīng)濟(jì)條件,以江蘇省為例,江蘇地處長江經(jīng)濟(jì)帶,省域經(jīng)濟(jì)綜合競爭力居全國前列,是中國經(jīng)濟(jì)最活躍的省份之一,是唯一所有地級(jí)市都躋身百強(qiáng)的省份。江蘇人均GDP、綜合競爭力、地區(qū)發(fā)展與民生指數(shù)均居中國各省前列,成為中國綜合發(fā)展水平最高的省份之一。但由于歷史原因,江蘇省內(nèi)各市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不一,總的來說,以南京和南部地區(qū)較為發(fā)達(dá),北部地區(qū)和中部地區(qū)稍有落后。以江蘇省內(nèi)各市的GDP為依據(jù),并根據(jù)該數(shù)據(jù)給出了相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)。江蘇省處于華北地震區(qū)的郯城-營口地震帶上,同時(shí)因?yàn)榻K省人口密度較大、工業(yè)化程度較高,因此地震對(duì)江蘇省人民生命財(cái)產(chǎn)安全有著較大的威脅。江蘇省內(nèi)各地區(qū)的地理環(huán)境和地質(zhì)構(gòu)造不同,其抗震設(shè)防等級(jí)也不同,按照《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》進(jìn)行劃分,并以此為依據(jù)給出相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)。最后政府部門可以根據(jù)當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的各種條件,設(shè)定決策調(diào)整系數(shù),系數(shù)取值不應(yīng)低于1.0,不宜大于1.25。對(duì)于抗震隱患評(píng)定其調(diào)查結(jié)論可以分為:(1)應(yīng)采取措施:即當(dāng)主控項(xiàng)有一項(xiàng)不符合相關(guān)要求時(shí),可判斷該房屋存在抗震隱患,應(yīng)采取措施;(2)應(yīng)進(jìn)一步抗震鑒定:即當(dāng)主控項(xiàng)全部符合要求,一般項(xiàng)有兩項(xiàng)及以上不符合相關(guān)要求時(shí),可判定該房屋應(yīng)進(jìn)一步抗震鑒定;(3)基本滿足抗震要求:即當(dāng)主控項(xiàng)全部符合要求,一般項(xiàng)有一項(xiàng)不符合或全部符合相關(guān)要求時(shí),可判定該房屋基本滿足抗震要求。當(dāng)抽測單元中同時(shí)具有抗震能力為良、中、差的房屋,導(dǎo)致無法進(jìn)行抗震薄弱區(qū)判定時(shí),應(yīng)對(duì)抗震能力評(píng)定為中的房屋,結(jié)合隱患調(diào)查結(jié)果進(jìn)一步判定。當(dāng)抗震隱患結(jié)果評(píng)定為應(yīng)采取措施或應(yīng)進(jìn)一步鑒定時(shí),該房屋抗震能力等同于差;當(dāng)抗震隱患結(jié)果評(píng)定為基本滿足抗震要求時(shí),該房屋抗震能力等同于良,最終重新進(jìn)行薄弱區(qū)判定。

2項(xiàng)目簡介

2.1區(qū)域概況

鎮(zhèn)江市地處江蘇省南部,位于長江下流南岸、長江三角洲頂端,長江和京杭大運(yùn)河交匯處。東南接常州市,西銜南京市,北望揚(yáng)州市,東北鄰泰州市。地跨北緯31°37′~32°19′、東經(jīng)118°57′~119°58′。面積3840km2,城區(qū)面積1088km2。常駐人口319.64萬人,戶籍人口270.78萬人。鎮(zhèn)江市為江蘇省省轄市,現(xiàn)轄丹徒、京口、潤州3個(gè)市轄區(qū)及鎮(zhèn)江新區(qū)、鎮(zhèn)江高新技術(shù)開發(fā)區(qū)2個(gè)國家級(jí)開發(fā)區(qū),代管丹陽、句容、揚(yáng)中3個(gè)縣級(jí)市,有31個(gè)鎮(zhèn)、25個(gè)街道辦事處、1個(gè)場圃和281個(gè)居委會(huì)、489個(gè)村委會(huì)。鎮(zhèn)江市地處淮陽山字型構(gòu)造東翼的寧鎮(zhèn)反射弧的中東段,茅山山脈為反射弧的脊柱,而東昌大斷裂南側(cè)的句容、丹陽之間的相應(yīng)凹陷盆地為馬蹄形盾地,市區(qū)正處在弧頂部位,呈典型的山字型構(gòu)造形跡。由于新華夏系壓性兼扭性構(gòu)造帶從茅山地區(qū)北向延伸,反接于弧頂,破壞了原反射弧弧頂構(gòu)造的完整性和連續(xù)性,呈現(xiàn)目前的構(gòu)造特征。地震活動(dòng)資料表明:鎮(zhèn)江市歷史上曾經(jīng)發(fā)生過4次破壞性地震,最大震級(jí)為5級(jí)。歷史上發(fā)生的破壞性地震使鎮(zhèn)江市遭受了一定的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,它們既有發(fā)生在鎮(zhèn)江市范圍內(nèi)的地震,也包括發(fā)生在鎮(zhèn)江市鄰近地區(qū)的地震?,F(xiàn)代小震活動(dòng)相對(duì)也比較頻繁。2000年以來,鎮(zhèn)江市轄區(qū)內(nèi)發(fā)生ML≥1.5級(jí)以上地震多次。其中,2008年7月6日句容與南京棲霞交界處發(fā)生的ML3.6級(jí)地震和2009年11月13日句容與南京江寧交界處發(fā)生的ML3.4級(jí)地震,其震中有明顯震感。同時(shí),鎮(zhèn)江鄰近地區(qū)的常州、揚(yáng)州、常熟以及南黃海等地區(qū)多次發(fā)生5級(jí)以上地震,鎮(zhèn)江市均受到不同強(qiáng)度的波及,造成了一定的社會(huì)影響。遭受最大的遠(yuǎn)場強(qiáng)震影響的是1668年7月25日山東郯城發(fā)生的8.5級(jí)大地震,該地震對(duì)鎮(zhèn)江的影響烈度可達(dá)Ⅵ度。2008年5月12日四川汶川發(fā)生的8.0級(jí)地震,鎮(zhèn)江市也有明顯震感。鎮(zhèn)江市轄區(qū)內(nèi)所有陸地面積全部位于國務(wù)院確定的地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)內(nèi),全市所有行政區(qū)域均需進(jìn)行抗震設(shè)防。鎮(zhèn)江市城鎮(zhèn)密集、人口密度大、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、社會(huì)財(cái)富集中,一旦發(fā)生中強(qiáng)地震,極有可能造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。據(jù)中長期預(yù)報(bào)分析:鎮(zhèn)江市具備發(fā)生5級(jí)及以上地震的構(gòu)造背景,震情不容樂觀。地震震源淺、災(zāi)害重是鎮(zhèn)江市的基本市情之一。

2.2調(diào)查范圍

經(jīng)統(tǒng)計(jì),鎮(zhèn)江市共需完成225個(gè)社區(qū)房屋建筑調(diào)查工作,不完全估計(jì),鎮(zhèn)江市中心城區(qū)現(xiàn)有建筑16.9萬多棟,逐一排查工作量巨大并會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間。且目前城市建設(shè)速度快,發(fā)展變化大,每年都有大量新建建筑物竣工,也有不少城市建筑物被拆除。如果本次調(diào)查拖的時(shí)間過長,建筑物抗震排查就失去了意義。因此,應(yīng)堅(jiān)持宜簡不宜繁、宜粗不宜細(xì)、宜快不宜慢的原則,對(duì)城區(qū)的建筑物進(jìn)行相對(duì)科學(xué)的篩選。綜合考慮后,調(diào)查工作組決定對(duì)城區(qū)國有土地上建造的所有住宅類房屋進(jìn)行調(diào)查。根據(jù)各版本抗震設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)施時(shí)間進(jìn)行分析后,認(rèn)為2001年以后(即執(zhí)行2001版《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》)建造的住宅建筑抗震性能較好,本次調(diào)查中沒有對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查,直接判定其抗震性能滿足要求。根據(jù)鎮(zhèn)江市勘察測繪研究院統(tǒng)計(jì)結(jié)果,鎮(zhèn)江市中心城區(qū)現(xiàn)有建筑169000多棟,根據(jù)上述原則初步篩選后,2001年之前現(xiàn)存量住宅建筑65000多棟,建筑面積1310000多m2。排除已拆遷及不在本次調(diào)查范圍內(nèi)的房屋。根據(jù)鎮(zhèn)江市勘察測繪研究院提供的資料篩選出調(diào)查建筑后,現(xiàn)場走訪時(shí)發(fā)現(xiàn)部分房屋已拆遷或即將拆遷。圖1、圖2為現(xiàn)場調(diào)查走訪時(shí)拍攝的已拆遷房屋的現(xiàn)狀照片。

3項(xiàng)目實(shí)施

3.1導(dǎo)則編制及試點(diǎn)

本次調(diào)查涉及225個(gè)社區(qū)房屋建筑,近16.9萬多棟建108筑,工作量巨大、實(shí)施難度高,因此合理地進(jìn)行工作安排至關(guān)重要。為保證項(xiàng)目組織實(shí)施有效進(jìn)行,鎮(zhèn)江市房屋安全和抗震技術(shù)指導(dǎo)中心在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上組織編制了《工作導(dǎo)則》,并結(jié)合試點(diǎn)社區(qū)的調(diào)查工作驗(yàn)證了本次調(diào)查組織實(shí)施的科學(xué)性、合理性。

3.2人員組織

本次調(diào)查工作在江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、鎮(zhèn)江市房屋安全和抗震技術(shù)指導(dǎo)中心的組織領(lǐng)導(dǎo)下,依托南京工大建設(shè)工程技術(shù)有限公司、南京工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院及測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、鎮(zhèn)江市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心有限公司、鎮(zhèn)江市勘察測繪研究院等多家單位作為技術(shù)支撐,共同合作完成。

3.3調(diào)查計(jì)劃

按照鎮(zhèn)江市房屋安全和抗震技術(shù)指導(dǎo)中心制定的工作計(jì)劃,自2019年10月開始,南京工大建設(shè)工程技術(shù)有限公司及鎮(zhèn)江市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心有限公司按照工作計(jì)劃采取分塊包干制,按時(shí)、按量、按質(zhì)完成各自調(diào)查范圍內(nèi)房屋建筑抗震隱患調(diào)查工作,并定期向鎮(zhèn)江市房屋安全和抗震技術(shù)指導(dǎo)中心匯報(bào)工作進(jìn)展。對(duì)于在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)的問題,各參與單位充分討論、論證,及時(shí)修改、補(bǔ)充、完善《工作導(dǎo)則》。2020年5月中旬,所有現(xiàn)場調(diào)查工作全部順利完成,基本滿足了原定工作總體計(jì)劃安排要求。各社區(qū)調(diào)查情況單獨(dú)進(jìn)行了匯總,并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

4創(chuàng)新調(diào)研方式

4.1建筑物篩選方法

本次調(diào)查時(shí)間緊、涉及住宅數(shù)量巨大,如果采用常規(guī)的通過調(diào)閱被調(diào)查建筑物的圖紙資料或建造資料獲取建筑相關(guān)信息的方式,不僅要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間,而且有可能不能取得調(diào)查需要的建筑相關(guān)信息,按照排定的工作計(jì)劃很難按時(shí)完成任務(wù)。本次調(diào)查過程中創(chuàng)新性地采用將遙感圖、地形圖的圖像進(jìn)行疊加和標(biāo)識(shí),從而將所需的建筑篩選出來,大大提高了工作效率。首先,根據(jù)2001年和2018年的地形圖和遙感影像圖,通過數(shù)字化手段分別提取房屋建筑數(shù)據(jù),形成2001年歷史房屋建筑數(shù)據(jù)和2018年現(xiàn)狀房屋建筑數(shù)據(jù)。其次,借助于GIS空間分析方法,對(duì)2001年歷史房屋建筑和2018年現(xiàn)狀房屋建筑進(jìn)行疊加對(duì)比分析,將2018年現(xiàn)狀房屋建筑按建設(shè)年代分為2001年之前和2001年之后,并通過人工判讀方法提取2001年之前的住宅建筑,形成2001年之前住宅建筑現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。最后,給每棟建筑進(jìn)行唯一編碼標(biāo)識(shí),并疊加地形圖和影像圖,制作抗震薄弱區(qū)現(xiàn)場調(diào)查底圖。其工作流程詳見圖4.

4.2調(diào)查軟件平臺(tái)研發(fā)

本次調(diào)查工作量巨大,涉及面較廣。為縮短現(xiàn)場調(diào)查時(shí)間,根據(jù)《工作導(dǎo)則》的相關(guān)內(nèi)容預(yù)先設(shè)計(jì)了一系列表格,調(diào)查人員現(xiàn)場判斷出房屋的結(jié)構(gòu)類型后直接在對(duì)應(yīng)的表格內(nèi)打勾即可。但后期資料電子化時(shí)還需要再重新整理錄入一遍,加上每天現(xiàn)場拍攝的照片量很大,稍不注意會(huì)造成照片與房屋不對(duì)應(yīng)的情況。為解決這一問題,南京工大建設(shè)工程技術(shù)有限公司組織專業(yè)人員開發(fā)了抗震調(diào)查軟件平臺(tái),包括手機(jī)外業(yè)參數(shù)采集APP和后臺(tái)分析與報(bào)告管理系統(tǒng)。同時(shí)采集信息數(shù)字化、集中化管理,后臺(tái)自動(dòng)生成社區(qū)調(diào)查報(bào)告。由于采用信息化手段,大大節(jié)約了現(xiàn)場采集及后期數(shù)據(jù)處理的時(shí)間,提高了工作效率,同時(shí)數(shù)據(jù)未來可以接入智慧城市系統(tǒng)。本軟件分為手機(jī)端和PC端兩個(gè)平臺(tái),手機(jī)端用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)錄入,采用微信小程序開發(fā)。PC端采用B/S架構(gòu),將小程序采集的數(shù)據(jù),進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)、繪圖,并輸出相關(guān)調(diào)查報(bào)告。數(shù)據(jù)采用MySQL,云平臺(tái)系統(tǒng)采用CentOS,后臺(tái)采用Java開發(fā)。手機(jī)端主要是現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集輸入,分為:基本信息、抗震因子、抗震調(diào)查幾個(gè)部分?;拘畔⑤斎胫校ㄟ^GPS定位獲得調(diào)查地點(diǎn)的坐標(biāo),通過手機(jī)相機(jī)獲得現(xiàn)場圖片。小程序開發(fā)完全根據(jù)《鎮(zhèn)江市中心城區(qū)抗震薄弱區(qū)域住宅類建筑抗震隱患調(diào)查工作導(dǎo)則》,根據(jù)手機(jī)端輸入的特點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化。增加了GPS地址定位功能,為方便現(xiàn)場輸入,可以進(jìn)行語音輸入等功能。部分界面如圖6。信息統(tǒng)計(jì)模塊中,通過搜索欄,對(duì)特定城市、街道、社區(qū)進(jìn)行選取、查詢。報(bào)告模塊中,可以通過搜索欄,對(duì)特定城市、街道、社區(qū)進(jìn)行查詢,按小區(qū)生成總結(jié)報(bào)告的word文檔。本調(diào)查系統(tǒng)開發(fā)完全根據(jù)《工作導(dǎo)則》的要求,通過互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái),使得現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集,后臺(tái)統(tǒng)計(jì)分析,做到無紙化采集信息,調(diào)查效率得到了較大提高。

4.3無人機(jī)拍攝輔助現(xiàn)場調(diào)查

在工作單元?jiǎng)澐旨俺闃舆@一環(huán)節(jié),需要現(xiàn)場調(diào)查人員了解社區(qū)內(nèi)每棟房屋的情況,前期基本靠調(diào)查人員實(shí)地走訪調(diào)查,工作效率很低且人力成本較高。后期南京工大建設(shè)工程技術(shù)有限公司采用無人機(jī)航拍技術(shù),無人機(jī)環(huán)繞調(diào)查范圍飛一圈采集建筑形式、高度、分布等信息,然后現(xiàn)場調(diào)查人員再針對(duì)性地進(jìn)行現(xiàn)場作業(yè)。本次調(diào)查過程中,試點(diǎn)采用了恩維工蜂傾斜航攝系統(tǒng)(WorkBee1代微型無人機(jī)飛行系統(tǒng)+EWCAM1代微型五鏡頭傾斜相機(jī)),取得了較好的效果,無人機(jī)航拍的照片見圖7所示。

5結(jié)論

在十多名有著豐富經(jīng)驗(yàn)的工作人員全面投入、深入調(diào)查工作的努力之下,工作組于2020年5月中旬完成鎮(zhèn)江市中心城區(qū)抗震薄弱區(qū)域住宅類建筑抗震隱患現(xiàn)場調(diào)查工作。通過本次調(diào)查形成了以下成果:(1)調(diào)查給出了市/區(qū)/社區(qū)/小區(qū)的多空間尺度的鎮(zhèn)江住宅類建筑抗震薄弱區(qū)域,查明了該市住宅類建筑抗震隱患,給出了相應(yīng)處置對(duì)策,可服務(wù)于不同層級(jí)城市建設(shè)與管理。(2)調(diào)查采用的無人機(jī)航拍、地圖匹配等技術(shù),以及手機(jī)APP現(xiàn)場采集系統(tǒng),結(jié)合快速的群體建筑物抗震薄弱區(qū)調(diào)查方法,編制工作導(dǎo)則,具有較好的操作性。(3)調(diào)查區(qū)域發(fā)現(xiàn)住宅建筑存在的主要抗震隱患包括:①安全性,主要指正常使用情況下存在的安全隱患,包括由于年久失修,材料風(fēng)化、缺損導(dǎo)致的承重構(gòu)件截面削弱、減小和沉降裂縫等。②結(jié)構(gòu)體系不滿足,包括房屋高度、層數(shù)超過相關(guān)規(guī)范的允許值。③整體性不足,包括墻體連接未采取措施,未設(shè)構(gòu)造柱、圈梁。④局部構(gòu)造問題,窗間墻、窗邊墻等局部小墻垛尺寸不能滿足相關(guān)規(guī)范的要求。

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作者:王琛 軒元 冒鵬飛 單位:鎮(zhèn)江市房屋安全和抗震技術(shù)指導(dǎo)中心