2.1 Сейсмические свойства грунтов 2.2 Выбор эталонных грунтов |
При проектировании зданий и сооружений для строительства в сейсмических районах учитываются интенсивность сейсмического воздействия в баллах и повторяемость сейсмического воздействия. Интенсивность и повторяемость принимается на основе комплекта карт общего сейсмического районирования территории РФ (ОСР-97), утвержденных Российской академией наук и введенных в действие с 1 января 2000 г. Указанная на картах сейсмичность относится к участкам со средними по сейсмическим свойствам грунтами. Согласно СНиП II-7-81* породы по своим сейсмическим свойствам классифицированы достаточно строго, и к средним грунтам относятся породы II категории (таблица 7). Таблица 7 - Классификация пород по сейсмическим свойствам [].
Примечания: 1. Отнесение площадки к I категории по сейсмическим свойствам допускается при мощности слоя соответствующего I категории, более 30 м от черной отметки в случае насыпи или планировочной отметки в случае выемки. В случае неоднородного состава грунта площадки строительства относится к более неблагоприятной категории по сейсмическим свойствам, если в пределах 10-метрового слоя грунта (считая от планировочной отметки) слой, относящийся к этой категории, имеет суммарную толщину более 5 м. 2. При прогнозировании подъема уровня грунтовых вод и обводнения грунтов (в том числе просадочных) в процессе эксплуатации здания и сооружения категории грунта следует определять в зависимости от свойств грунта (влажности, консистенции) в замоченном состоянии. 3. При строительстве на вечномерзлых нескальных грунтах по принципу II, если зона оттаивания распространяется до подстилающего талого грунта, грунты основания следует рассматривать как невечномерзлые (по фактическому состоянию их после оттаивания). 4. Для особо ответственных зданий и сооружений, строящихся в районах сейсмичностью 6 баллов на площадках строительства с грунтами III категории по сейсмическим свойствам, расчетную сейсмичность следует принимать равной 7 баллам. 5. При определении сейсмичности площадок строительства транспортных и гидротехнических сооружений следует учитывать дополнительные требования, изложенные в разделах. 6. При отсутствии данных о консистенции или влажности глинистые и песчаные грунты при положении уровня грунтовых вод выше 5 м относятся к III категории по сейсмическим свойствам. Категории, выделяемые в настоящей классификации, разделяют горные все породы на три основные группы, первая из которых объединяет грунты с самыми лучшими сейсмическими свойствами, позволяющими при строительстве уменьшить базовую сейсмичность на один балл. Наиболее слабые в сейсмическом отношении грунты отнесены к III категории, для них сейсмичность, наоборот, повышается. Промежуточное положение занимают наиболее распространенные средние грунты (II категория), для которых сейсмичность соответствует сейсмичности района, отмеченной на картах ОСР-97. В варианте аналогичной таблицы в первой редакции «Международных строительных норм СНГ» [], находящихся пока на этапе разработки, данная классификация несколько расширена. Согласно ей добавлена еще одна – IV – категория грунтов (пески рыхлые водонасыщенные, склонные к разжижению; насыпные и почвенные грунты; плывуны, биогенные грунты и илы), для которых сейсмичность площадки оценивается по результатам специальных исследований. Также в новой классификации расширен диапазон сейсмичности площадки строительства – от 6 до 10 баллов. ^ Все существующие методы инструментального сейсмического микрорайонирования имеют общее начало: при районировании какой-либо области необходимо из анализа инженерно-геологических данных изучаемой площади выделить так называемый эталонный или средний тип грунта, к которому относится исходная интенсивность по карте общего сейсмического районирования (ОСР-97). Массивы скальных и полускальных пород традиционно считаются наиболее надежными основаниями при строительстве инженерных сооружений, в том числе в сейсмически активных районах. Сейсмические характеристики скальных пород, выходящих на дневную поверхность или залегающих в непосредственной близости от нее, могут приниматься за эталон при сейсмическом микрорайонировании участков строительства. В то же время детальные исследования показывают, что скальные массивы, даже однородные по составу, изменяют свойства в зависимости от степени нарушенности в столь широких пределах, что требованиям эталонности могут отвечать только участки, незначительно подверженные процессам выветривания. Таким образом, проблема выбора эталонного грунта достаточно серьезна и требует проведения специальных исследований. Согласно действующим нормативным документам [] в качестве эталонных грунтов рекомендуется выбирать средние грунты, к которым условно относится величина исходного балла, определенная по карте общего сейсмического районирования (ОСР-97). Такими грунтами чаще всего являются наиболее характерные для верхней части разреза необводненные супесчано-суглинистые грунты с включением дресвяно-щебнистого или гравийно-галечникового материала, либо крупно- и среднезернистые песчаные грунты средней плотности, либо близкие по составу грунты, относящиеся ко II категории по сейсмическим свойствам в соответствии с таблицей 8 и имеющие следующие параметры: Vp= 500 - 700 м/c; Vs= 250 - 350 м/с; = 1,7 – 1,8 г/см3. При выборе средних грунтов необходимо учитывать материалы макросейсмического обследования последствий сильных землетрясений. Их анализ поможет выявить области, имеющие одинаковые сейсмические свойства, а также участки с относительно лучшими сейсмическими свойствами, грунты которых могут претендовать на статус эталонных. Однако при наличии на участке сейсмического микрорайонирования выходов скальных грунтов, относящихся к I категории по сейсмическим свойствам и имеющих параметры: Vp = 2000 - 2800 м/с; Vs = 1000 - 1400 м/с; = 2,1 – 2,3 г/см3, В качестве эталонных следует принимать эти грунты, уменьшая на один балл величину исходной сейсмичности, согласно СНиП II-7-81 (таблица 8) []. Выбирая эталонный грунт, важно иметь представление о его средних физических свойствах. В какой-то мере этому могут способствовать данные таблицы, предоставляющей информацию о скоростях волн в различных грунтах [] Таблица также дополнена сведениями о диапазонах плотности пород [, , ], которые могут быть использованы в методе сейсмических жесткостей. При оценке плотности рыхлых водонасыщенных грунтов вг (например, песков ниже УГВ) может быть полезна и ее взаимосвязь с пористостью (Кп) [], благодаря которой вг может меняться в широких пределах относительно плотности сухих грунтов (г): ![]() где в – плотность воды. Таблица 8 - Скорость упругих волн в различных грунтах [, , ].
![]()
|