Сооружение земляного полотна в сложных условиях (стр. 8 )

Выполнение требований сейсмичности достигается комплексом проектных, строительных и эксплуатационных мероприятий. При этом, кроме непосредственного действия на сооружение сейсмических волн, необходимо учитывать такие последствия землетрясений, как наводнения, оползни, обрушения, сели, цунами, пожары и т. д.

4.2. Определение сейсмичности района строительства
и сооружения

Более 20 % территории России – районы с различной сейсмичностью. В настоящее время составлены карты сейсмического районирования, в которых выделены районы с сейсмичностью 6,7,8 и 9 баллов. Районы с более активной сейсмичностью особо не обозначены. Они занимают небольшие участки с неблагоприятными грунтовыми условиями внутри 9-балльных зон. Сейсмическое районирование по нормам (СНиП II-7-81) дает общую прогнозируемую балльность обширного района.

Однако проявление силы землетрясения (балльность), даже в пределах небольшой территории, в зависимости от геологических условий конкретного участка может отличаться от принятого для района на 1…2 балла. Поэтому балльность конкретной строительной площадки, указанная в карте сейсмичности, корректируется исходя из характеристики строительной площадки. Для уточнения сейсмичности площадки необходимо на основе подробных исследований проводить микрорайонирование, которое обычно ведется в масштабе 1:5000…1:10000, в отдельных случаях – 1:25000.

Микрорайонирование основывается на следующем: 1) сейсмостатических данных – сведениях о положении очагов, распределении эпицентров и т. п.; 2) инструментальных сейсмических наблюдениях – графиках повторяемости землетрясений, картах активности, сотрясаемости и т. д.; 3) инженерно-геологических данных, определяющих состав грунтов, особенности их залегания, положение грунтовых вод, характер развития физико-геологических явлений и остаточных деформаций грунтов, возникающих при землетрясениях; 4) инструментальных определениях приращения сейсмической интенсивности.

Допускается (СНиП II-7-81) определять сейсмичность площадки строительства согласно табл. 4.1.

Определив расчетную сейсмичность площадки строительства, можно переходить к определению требуемой сейсмостойкости здания (сооружения). Это понятие требует некоторых пояснений. В принципе, можно рассчитать и запроектировать конструкции сооружений на любые нагрузки, в том числе и сейсмические. Однако, совершенно ясно, что массовое строительство такого типа сооружений и зданий было бы экономически неоправданно, а в ряде случаев технически затруднительно. Поэтому при проектировании объектов следует исходить из того, что сооружение должно иметь лишь требуемую сейсмостойкость.

Требуемая сейсмостойкость сооружения определяется исходя из ус­ловия, что при землетрясении, принятом по интенсивности за расчетное, обеспечивается, во-первых, сохранность несущих конструкций, выход из строя которых угрожает обрушением сооружения или его ответственных частей (при этом возможны повреждения второстепенных несущих эле­ментов, не угрожающих безопасности людей или сохранности ценного оборудования) и, во-вторых, возможность нормальной эксплуатации со­оружения. Таким образом, для различных по сейсмичности районов и различных типов сооружений сейсмостойкость будет различной.

Как показала практика, обеспечение сейсмостойкости зданий и сооружений в соответствии с требованиями СНиП II-7-81 влечет за собой удорожание стоимости объектов примерно на 4 % на каждый балл сейсмичности (соответственно 4; 8; 12 % для 7;8;9 баллов). Отсюда понятно, как важно для экономии средств правильно определять действительную степень сейсмичности участка строительства, а также зависящую от нее расчетную сейсмостойкость сооружения.

Таблица 4.1

Оценка сейсмичности площадки строительства

в зависимости от грунтов

Категория грунта по сейсмическим свойствам	Грунты	Сейсмичность площадки строительства при сейсмич­нос­ти района, балл
7	8	9
I	Скальные всех видов невыветрелые и слабовыветрелые; крупнообломочные плотные маловлажные из магматических пород, содержащие до 30 % песчано-глинистого заполнителя; выветрелые и сильновыветрелые скальные и нескальные твердомерзлые (ВМГ) при температуре –2 °С и ниже при строительстве по принципу I	6	7	8
II	Скальные выветрелые и сильновыветрелые, кроме отнесенных к категории I; крупнообломочные грунты, за исключением отнесенных к категории I; пески гравелистые, крупные и средней крупности, плотные и средней плотности, маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; глинистые грунты твердые и полутвердые; ВМГ нескальные пластично мерзлые, а также твердомерзлые при температуре выше –2 °С при строительстве по принципу I	7	8	9
III	Пески рыхлые независимо от влажности и крупности; пески гравелистые, крупные и средней плотности, водонасыщенные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности влажные и водонасыщенные; глинистые грунты мягкопластичные; ВМГ нескальные при строительстве по принципу II	8	9	9

Кроме сейсмичности района (площадки строительства), при решении вопроса о расчетной сейсмостойкости сооружений должны также учитываться повторяемость землетрясений расчетной силы, срок службы сооружения, его материальное значение или культурная ценность.

Уровень расчетной сейсмостойкости зданий и сооружений различного назначения, но без учета дополнительных отраслевых или ведомственных требований устанавливается по нормативной расчетной сейсмичности (СНиП II-7-81). В табл. 4.2 приведены ведомственные (МПС) нормы расчетной сейсмичности транспортных зданий.

Таблица 4.2

Нормативы расчетной сейсмичности для транспортных зданий

№ п/п	Характеристика зданий по назначению и ответственности	Сейсмичность площадки строительства, балл
7	8	9
1	Здания управлений дорог, вокзалы, локомотивные и вагонные депо, административные здания ж. д., бытовые здания различных служб, здания компрессорных, посты ЭЦ, посты связи местного значения и другие здания этого типа, за исключением указанных в п. 2,3,4 настоящей таблицы. Здания гаражей, пункты текущего осмотра, ремонта и технического обслуживания вагонов и локомотивов, эксп­луа­тационно-ремонтные базы механизированных дистанций пути и другие здания этого типа, за исключением указанных в п. 5 настоящей таблицы	7	8	9
2	Ответственные для железнодорожного транспорта зда­ния, в которых размещаются службы и средства автома­ти­зи­рованного управления движением, включая системы АСУЖТ, СЦБ и их аварийное энергетическое обеспечение	7	8	9
3	Особо ответственные для железнодорожного транспорта здания, в которых размещаются службы и средства авто­матизированного управления работой крупных узлов транспортной сети и сети железных дорог в целом	8	9	9
4	Здания тяговых подстанций, вокзалов для числа пас­са­жиров 100 и более, дома отдыха локомотивных и поездных бригад, служебно-бытовые помещения для локомотивных бригад, проектируемые с несущими конструкциями из каменной кладки	7	8	9
5	Производственные одноэтажные здания, в том числе крупные автоматизированные склады и пакгаузы с числом единовременно работающих не более 50 и не содер­жа­щие особо ценного оборудования с учетом п. 1 настоящей таблицы	7	7	8

Сейсмостойкость зданий и сооружений может быть достигнута комплексом согласованных проектных, строительных и эксплуатационных мероприятий: выбором благоприятного с точки зрения сейсмических условий размещения объекта, его планировки, взаиморазмещения зданий и сооружений, соответствующими объемно-планировочными решениями зданий и сооружений, применением соответствующих материальных и конструктивных решений; расчетом конструкций сооружений на сейсмические нагрузки; высоким качеством выполнения работ по возведению зданий и сооружений; тщательным уходом и наблюдением за состоянием конструкций в процессе эксплуатации зданий и сооружений.

4.3. Сейсмостойкость сооружений железных дорог

Проектирование железных дорог в районах с сейсмичностью 7, 8 и 9 бал­лов должно осуществляться с учетом сейсмических воздействий [8]. В зоне разрушительного землетрясения дороги должны обеспечивать не только обычные хозяйственные нужды, но и проведение спасательных, аварийных и восстановительных работ, а в необходимых случаях и эвакуацию населения. Для выполнения этих задач при строительстве земляного полотна и искусственных сооружений в сейсмически опасных районах нормами проектирования предусматривается проведение антисейсмических мероприятий.

К основным требованиям при проектировании железных дорог относится выбор ее трассы с учетом данных сейсмического районирования. В высокосейсмических районах следует обходить особо опасные в инженерно-геологическом отношении участки, в частности зоны возможных обвалов, оползней, лавин, селей. К числу требований норм, направленных на повышение сейсмостойкости, относятся рекомендации о необходимости осушения основания насыпей при строительстве их на насыщенных водой грунтах I категории просадочности. При устройстве насыпи с использованием разных грунтов отсыпку следует производить с постепенным переходом от тяжелых грунтов в основании к грунтам более легким в верхней части насыпи.

При расчетной сейсмичности 9 баллов и высоте насыпи (глубине выемки) более 4 м откосы земляного полотна на нескальных грунтах следует принимать на 1:0,25 положе откосов, проектируемых для несейсмических районов. При использовании скальных и крупнообломочных грунтов допускается проектировать по нормам для несейсмических районов. При прохождении дороги по косогорам устройство полувыемок и полунасыпей не допускается.