王寶亮 李輝明

（1、核工業(yè)西南勘察設(shè)計研究院有限公司，四川成都 610061 2、西藏東南建設(shè)有限責任公司，西藏林芝 860100）

2015 年4 月25 日，尼泊爾發(fā)生了Ms8.1 大地震，根據(jù)中國地震臺網(wǎng)測定，該地震震中位于尼泊爾博克拉城市，震中位置：（28.147°N，84.708°E），震源深度15km。地震造成我國西藏自治區(qū)日喀則市聶拉木、吉隆、定日、定結(jié)、崗巴、仲巴、薩嘎、薩迦、拉孜、昂仁10 個縣（區(qū)）受災。結(jié)合《西藏自治區(qū)“4 25”地震災區(qū)資源承載力報告》評估結(jié)果，昂仁縣屬于Ⅵ度，因藏區(qū)農(nóng)牧用房絕大部分是片石砌筑或生土結(jié)構(gòu)，抗震效果差。Ⅵ度即出現(xiàn)裂縫和破壞，Ⅶ度、Ⅷ度區(qū)多為嚴重破壞或倒塌。本文選取昂仁縣呂龍寺作為研究對象，進而對西藏古寺廟的破壞機制進行分析研究，提出相應的治理方案和優(yōu)化選擇，對其他震后建（構(gòu)）筑物的治理加固也有一定借鑒作用。

1 研究對象簡介

呂龍寺位于昂仁縣亞木鄉(xiāng)準堂村東面的半山腰上，北緯29°46′36″，東經(jīng)87°40′266″，海拔4398 米，見圖1、圖2。寺廟建筑依山勢分布，山腰建有主殿、經(jīng)堂、倉庫、伙房及僧舍等,采用條石干砌結(jié)構(gòu)砌筑而成?！?.25”地震后，大殿發(fā)生嚴重變形，大殿圍墻及殿內(nèi)地面出現(xiàn)多處變形裂縫，通過調(diào)查現(xiàn)有建筑物及構(gòu)筑物基本性質(zhì)及開裂變形程度，見表1、圖3。

圖1 研究對象全貌照

圖2 研究對象平面圖

圖3 呂龍寺大殿主要裂縫分布示意圖

表1 建筑物性質(zhì)及變形開裂情況表

2 破壞機制研究

2.1 歷史損傷的累積

古寺廟歷史悠久，在其服役過程中，以前經(jīng)歷的地震損害和非地震原因的歷史損傷積累，長期的風化殘蝕，對古建筑本身造成系統(tǒng)損傷。損傷的積累會造成材料、構(gòu)件乃至結(jié)構(gòu)整體的性能降低，降低結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性，從而嚴重影響建筑結(jié)構(gòu)的正常使用功能[1]。

呂龍寺是1093 年由聶頓巴所創(chuàng)建, 歷史上已經(jīng)發(fā)生過多次大小地震，小型地震晃動幾乎年年都有，但未成災。中型地震，1968 年發(fā)生了3 級地震，造成民房開裂現(xiàn)象，雖有一定的經(jīng)濟損失，但屬輕災。1993 年3 月23日，境內(nèi)發(fā)生5.6 級地震，大余震3 次，小余震無數(shù)次，主震區(qū)位于雅魯藏布江兩岸，并向昂仁縣農(nóng)牧區(qū)擴散，致使民房開裂、倒塌、橋梁中斷、人員傷亡，造成直接經(jīng)濟損失2000 多萬元。北京時間2009 年11 月8 日4 時08分，在西藏自治區(qū)日喀則地區(qū)昂仁縣、薩嘎縣交界（北緯29.4 度，東經(jīng)86.1 度）發(fā)生5.6 級地震，震源深度約33 公里。歷史上主震和余震造成的呂龍寺墻體開裂，框架木柱開裂，地基沉陷等損傷在呂龍寺建（構(gòu)）筑物上累積。有架空現(xiàn)象。形成時間約10 年，主要為修建寺廟時人工回填。在整個場地分布較廣，層厚為：2.0-2.9m。

2.2 地基土不均勻沉降

人工填土層,灰褐色，松散，干燥，主要成分以粉質(zhì)粘土為主，含少量碎塊石、角礫和砂，局部含角礫粉質(zhì)粘土:灰褐色，硬塑，主要成分以粉質(zhì)粘土為主，角礫含量20%-30%，局部含少量碎塊石，干強度高，韌性中等，切面無光澤。為場地原始地層，在場地內(nèi)廣泛分布，厚度1.8-3.9m。

碎塊石:青灰色，稍密，以碎塊石為主，碎塊石含量50%-60%，充填少量粉質(zhì)粘土和角礫，塊石最大粒徑約1m，局部有架空現(xiàn)象。在場地內(nèi)廣泛分布，揭露厚度8.8-11.0m。

根據(jù)地層分布特征，建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)和基礎(chǔ)持力層主要為人工填土、含角礫粉質(zhì)粘土和碎塊石組成，其中碎塊石充填物主要為粉質(zhì)粘土及角礫，局部有架空現(xiàn)象，自身存在一定的不均勻性；并且各層之間在橫向及縱向均存在一定高差，地基屬不均勻地基。受地形變化控制，依地勢而建，地基土受力均勻性較差，是大殿發(fā)生變形的一個關(guān)鍵因素，2006 年建成之后，建筑物發(fā)生不均勻沉降，逐漸出現(xiàn)裂縫，但均未影響使用。

2.3 抗震不利地段的影響

根據(jù)西藏傳統(tǒng)和經(jīng)驗，古寺廟往往建設(shè)在突出山嘴、臨近陡崖地段和非巖石陡坡上等，未采用科學選址和抗震設(shè)防。

呂龍寺建筑場地屬河溝斜坡地貌，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》場地所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7 度，設(shè)計基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計地震分組為第二組。根據(jù)4.1.8 規(guī)定屬于抗震不利地段，產(chǎn)生放大作用，水平地震影響系數(shù)最大值應乘以1.1-1.6 增大系數(shù)。

2.4 結(jié)構(gòu)缺陷

西藏古寺廟大多采用土、石、木為主要建筑材料的砌體結(jié)構(gòu)。砌筑使用本都黃土、內(nèi)墻抹面使用巴嘎土、地面（屋頂）夯打用的阿嘎土。阿嘎土屬于水硬性硅酸鹽材料，強度低，耐候性差[2]。阿嘎土顆粒粗，質(zhì)量大，粘性小，抹光墻體需要較厚泥層，建（構(gòu)）筑物內(nèi)部墻壁泥層容易下沉，造成大量的墻體空鼓破裂。

呂龍寺大殿是2005 年初場地平整后，直接砌筑而成，未遵從基本建設(shè)程序，該建筑墻體厚0.6-1.2m，局部為2F、3F，砌體結(jié)構(gòu)，以片石、塊石（母巖為花崗巖）干砌而成，砌塊之間采用阿戈土粘結(jié)，該種建筑材料棱角發(fā)育、粘結(jié)強度低，抗變形較差；場地整平后，直接砌筑墻體，墻體埋深差異較大，埋深1.2-1.8m，局部裸露地表，主要依地形地勢修筑而成，呂龍寺未經(jīng)設(shè)防的砌體結(jié)構(gòu)，抗震能力差[3-4]。

呂龍寺歷史上多次主震余震在建（構(gòu)）筑物上產(chǎn)生損傷積累；建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)和持力層屬于不均勻地基土引起不均勻沉降；建（構(gòu)）筑物處于抗震不利地段，產(chǎn)生放大作用；砌體結(jié)構(gòu)本身抗震性能差；在“4.25”地震觸發(fā)下，呂龍寺發(fā)生變形開裂破壞。

3 治理方案

在實施中嚴格按照“修舊如舊，不改變古寺廟原狀”及最小介入、最大兼容的基本原則。根據(jù)《建（構(gòu)）筑物地震破壞等級劃分》和文化遺產(chǎn)建筑震害等級的劃分標準，震害等級屬于中等破壞[5]。

根據(jù)現(xiàn)有建筑物大殿建筑物的性質(zhì)、變形開裂現(xiàn)狀特征、變形原因、地基土的性質(zhì)及場地整體穩(wěn)定性等綜合分析，可采取的地基加固方法基本相同，通過分析可采取的有：基礎(chǔ)補強注漿加固、托換加固及原址重建3 種方案：

3.1 基礎(chǔ)補強注漿加固

現(xiàn)有變形建筑采用砌體結(jié)構(gòu)，未設(shè)置基礎(chǔ)，地基土主要為人工填土、含角礫粉質(zhì)粘土及碎塊石組成，可采用注漿法進行補強，使整個地基土形成一個整體，以增強地基強度，減少變形。

該種方案優(yōu)點是能很好的將地基土膠結(jié)形成一個整體，減少地基不均勻沉降；缺點是施工機械震動較大，對周邊構(gòu)筑物的整體安全有一定的影響作用。

3.2 托換加固

根據(jù)現(xiàn)有變形建筑的特點，結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)形式、地基持力層的性質(zhì)及荷載情況等分析，可采用整體托換加固方案。

設(shè)計時應注意：變形建筑砌體結(jié)構(gòu)，應在承重墻與基礎(chǔ)間設(shè)置連續(xù)托換梁；應對上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力進行復核，施工難度較大。

3.3 原址重建

根據(jù)現(xiàn)有建筑物的特性、變形現(xiàn)狀特征、變性原因、場地工程地質(zhì)條件等，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)評估結(jié)構(gòu)及監(jiān)測成果等分析論證后，若加固措難以保證現(xiàn)有建筑物的整體安全以及長久性時，可考慮采重建方案。

原址重建需得到文物保護單位及相關(guān)主管部門的評估和同意，應選擇有相關(guān)資質(zhì)的單位進行原址重建設(shè)計和施工，爭取盡最大可能還原原始建筑狀況，讓呂龍寺的文化得以永久傳承和發(fā)揚。

3.4 加固方案優(yōu)選[6-7]

通過變形建筑物的特征、施工條件及可行性等分析：若采取加固治理方案，設(shè)計前應先對現(xiàn)有變形建筑大殿由業(yè)主聘請具有專門資質(zhì)的單位對上部結(jié)構(gòu)進行評估，對整個區(qū)域由業(yè)主聘請具有專門資質(zhì)的監(jiān)測單位進行變形監(jiān)測。根據(jù)評估、變形監(jiān)測結(jié)果再結(jié)合我方提出的地基加固方案選擇最優(yōu)治理措施。設(shè)計施工時應嚴格按照《既有建筑地基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。如因變形建筑加固治理難度較大，經(jīng)有關(guān)部門同意后，方可考慮原址重建。

4 結(jié)論與討論

4.1 對西藏震后古寺廟進行系統(tǒng)排查，對古寺廟結(jié)構(gòu)受力體系合理性、抗震性能和抗倒塌能力進行系統(tǒng)篩查，對結(jié)構(gòu)不合理的進行調(diào)整和優(yōu)化。

4.2 為古寺廟建（構(gòu)）筑物增加阻尼器、隔震墊等，提高其抗震性能，建立古寺廟監(jiān)測防控體系，定期對古寺廟進行維保和修繕。

4.3 推進西藏古寺廟的數(shù)字化和信息庫建設(shè)，實現(xiàn)整體三維立體數(shù)字模型可視化管理，更有利于古寺廟保護、展示和留存。

4.4 本文通過對歷史損傷的累積、抗震不利地段的影響、地基土不均勻沉降和結(jié)構(gòu)缺陷，以呂龍寺為例對西藏古寺廟破壞機制進行分析研究并提出治理方案，對其他震后古建筑治理加固也有一定的借鑒作用。