CC BY
13УДК 550.343.9
Камчыбеков М.П.1, Мураталиев Н. 2, Егембердиева К.А. 1,
Камчыбеков Ы.П. 1, Кынатова З.Р. 1
1Институт сейсмологии НАН КР, г. Бишкек, Кыргызстан 2Кыргызский государственный университет строительства, транспорта и
архитектуры, г. Бишкек, Кыргызстан
УТОЧНЕНИЕ СЕЙСМИЧНОСТИ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ ПОД ВЫСОТНОЕ ЖИЛОЕ ЗДАНИЕ
Аннотация. Развитие возведения высотных жилых зданий требует отдельного подхода в зависимости от инженерно-геологических условий при сейсмическом микрорайонировании данной площадки. В подземной части высотных зданий часто бывают расположены не только инженерные сектора, но и большие помещения, которые будут служить в качестве офисов бизнеса и технических центров. В связи с этим, фундамент здания уходит на большую глубину. При сейсмическом микрорайонировании может быть определено влияние грунтовых условий на уровне упирания фундамента здания.
Ключевые слова: сейсмическое микрорайонирование, инженерно-грунтовые условия, строительная площадка, высотное жилое здание.
К0П КАБАТТУУ ТУРАК ИМАРАТЫНЫН АСТЫНДАГЫ КУРУЛУШ АЯНТЧАСЫНЫН СЕЙСМИКАЛУУЛУГУН ТАКТОО
Кыскача мазмуну. Курулуш аянтчанын инженердик-геологиялык шартына жараша сейсмикалык кичирайондоштурууга коп кабаттуу турак имараттарын курулуш eнYГYYCY жекече мамилени талап кылат. Коп кабаттуу имараттын жер астындагы болYMYндо инженердик секторлор гана эмес, ал жерде чоц болмолор бизнес жана техникалык борбор катары кызмат кылат. Ошондуктан курулуш пайдубалы коп теревдетилет. Курулуш пайдубалынын отурган жериндеги жер кыртыш шарттарынын негизинде сейсмикалык кичирайондоштуруу аныкталышы мYмкYн.
Негизги сездер: сейсмикалык кичирайондоштуруу, инженердик-геологикалык шарттар, коп кабаттуу турак имарат.
SEISMIC ACCURACY ON LOCAL SITE GEOLOGY FOR HIGH RISE RESIDENTIAL BUILDINGS
Abstract. The development of high-rise residential buildings requires a separate approach depending on the engineering and geological conditions of the site for seismic microzoning. In the underground part of high-rise buildings are located not only the engineering sectors, but also large premises that will serve as a business and technical centers. In this connection the building's foundation would be deepen. The influence of soil conditions in seismic microzoning can be determined at the level of abutment of the building foundation.
Keywords: seismic microzoning, engineering and soil conditions, construction site, high-rise residential building.
Строительство высотных домов требует при проведении сейсмического микрорайонирования отдельного подхода в зависимости от инженерно-геологических условий данной площадки. В высотном строительстве здание возвышается не только вверх, но и фундаментом уходит вниз. Так как высотные здания обычно являются
многофункциональным объектом, то есть подземная часть этих зданий будет служить не только инженерным сектором, где находятся инженерные, водно-канализационные, тепловые и газовые сети, но и будет служить в качестве офисов бизнеса и технических центров. Таким образом, фундаменты многоэтажных зданий уходят вниз и могут опираться на твёрдые грунты в зависимости от инженерно-геологических условий конкретной местности. Перечисленные выше особенности требуют абсолютно нового подхода и новой трактовки при сейсмическом микрорайонировании площадки строительства. Влияние грунтовых условий в сейсмическом микрорайонировании может быть определено для грунтов на уровне упирания фундамента здания.
В конце прошлого века и начале нынешнего сейсмическое микрорайонирование проводилось для поверхностного слоя земли, потому что при планировании архитектуры зданий основной упор делался на типовое строительство 5-9 этажных домов. Это было хорошим решением при планировании в сейсмостойком строительстве. У таких зданий обычно фундаменты были неглубокого заложения и опирались на верхние слои грунта. Инженерные коммуникации находились в фундаментной части здания. Для невысотного здания достаточно было определить сейсмические характеристики верхнего слоя грунта. Но в то же время, начиная с 80-х годов прошлого века, стали строить высотные здания в местах, где грунты были твёрдыми и однослойными. Был ещё опыт в сейсмическом микрорайонировании площадки строительства дымовых труб для ТЭЦ, где грунты были многослойными и фундаменты этих сооружений опирались на твёрдые грунты, и тогда проводились уточнения индивидуального сейсмического микрорайонирования площадки для таких сооружений. Учитывая прошлый опыт строительства, такой метод можно применять и для современных высотных домов, расположенных в многослойных грунтах строительной площадки. Вследствие чего задача по уточнению строительной площадки в строительстве в данное время является актуальной.
В неё входит уточнение сейсмической интенсивности строительной площадки при строительстве высотных зданий, которые расположены в многослойных грунтах.
Основные положения методов определения для вычисления приращения балльности в зависимости от грунтовых условий были предложены С.В. Медведевым [1]. Вопросы микрорайонирования территорий городов и строительных площадок, а также анализ научных работ также освещены в работах А.Т.Турдукулова, М.П. Камчыбекова [5-9], В.Б. Заалишвили [3] и др.
Запись колебаний грунта от землетрясения проводилась шестиканальной сейсмической станцией. В качестве датчиков использовались электродинамические вибрографы типа СМ-3. В рабочем положении период собственных колебаний маятников приборов устанавливался равным 2 с. Перед началом полевых работ приборы идентифицировались. В процессе работы идентичность аппаратуры неоднократно проверялась. Регулировка чувствительности приборов проводилась при помощи специальной компьютерной программы. Аппаратура регистрирует скорость колебаний частицы грунта с постоянным увеличением в диапазоне измеряемых частот от 0.5 до 100 Гц. В соответствии с принятой методикой для измерений с регистрацией процессов использован аппаратурный комплекс, обеспечивающий неискажённое воспроизведение исследуемых исходных процессов. Сейсмометрическая регистрация осуществлена компьютеризированными комплексами трёхосевым направлением.
В статье рассмотрен объект исследования, которым является строительная площадка проектируемого 12-этажного жилого здания с торговыми помещениями на первом и втором этаже в г. Ош. Для измерения колебаний грунтов от землетрясения было организовано два сейсмопункта наблюдения (рисунок 1).
Рисунок 1. Расположение сейсмопунктов и их номера, а также инженерно-геологические условия грунта:
а - суглинок светло-коричневый, высокопористый, твёрдой консистенции; б - галечниковый грунт с песчаным заполнителем до 17%, мало влажный, с содержанием валунов до 17 - 33%. Обломочный материал невыветрелый хорошей окатанности, представлен, в основном, извержёнными и метаморфическими породами.
Сейсмометрические данные землетрясения 24 января 2020 г.: время по Гринвичу- 07 ч. 09 м. 09 с., координаты - ф = 39°20'24.00" ^ Х=71°32'24.00'^, Mpv=6.2, K=13.6, глубина от земной поверхности - 17 км, интенсивность в эпицентре - 7 баллов. Эпицентр землетрясения расположен на расстоянии -169 км от исследуемой строительной площадки.
На рисунках 2 и 3 приведены записи скорости колебаний землетрясения на сейсмопунктах, амплитудные спектры по двум сейсмопунктам регистрации для удобства их сравнения по амплитудам колебаний и преобладающим частотам.
мм с
100
секунда
Рисунок 2. Запись скорости колебаний от землетрясения на поверхности и в яме глубиной 6.5 м метров от поверхности земли. x1i, x2i - горизонтальное направление С - Ю; уЬ, у21 - горизонтальное направление В - З; z1i, z2i -вертикальное направление Z.
Рисунок 3. Амплитудные спектры Фурье велосиграмм записи землетрясения на поверхности и в яме глубиной 6.5 метров. svx1i, svx2i (С - Ю); svy1i, svy2i (В - З); svz1i, svz2i (Z).
Для расчёта использована методика, приведённая в работе [1], состоящая в следующем: 1- из отобранных для обработки записей сейсмических событий, полученных синхронно в фиксированном и перемещаемых пунктах, выбираются для дальнейших расчётов участки записи колебаний продольных, поперечных и поверхностных волнах, а также запись всего события от затухания амплитуд колебаний до уровня, несколько превышающего уровень фоновых колебаний; 2 - вычисляются спектры Фурье вертикальных и горизонтальных компонент колебаний по последовательностям отрезков отсчётов (в зависимости от длительности колебаний).
Приращения сейсмической интенсивности Л1 в каждом исследуемом пункте вычисляются относительно фиксированного пункта по формуле, применяемой для расчёта Л1 по наблюдениям сейсмических колебаний при землетрясениях и взрывах [ 4]:
М = 21ё
А тахг А тах„
где Ашахг и Атахо - соответственно максимальные амплитуды микроколебания для исследуемого и эталонного грунтов.
В качестве эталонного грунта выбран грунт, который условно относится к величине исходного балла. В данном случае по карте сейсмического микрорайонирования г. Ош рассматриваемая строительная площадка относится к 9 балльной зоне MSK-64 [2, 10]. Таким образом, за эталонные грунты были приняты суглинок светло-коричневый, высокопористый, твёрдой консистенции.
В таблице 1 ниже приведены значения приращения сейсмической интенсивности, определённые для территории исследования.
Таблица 1. Значения приращения сейсмической интенсивности в западном пункте наблюдения, относительно опорной сейсмической станции.
Параметры Сейсмопункт №1 Сейсмопункт №2 AI(f) = 2 lg(A1/A) Среднее значение, балл
С-Ю В-З Z С-Ю В-З Z С-Ю В-З Z
Максимальная амплитуда, мм/с 62.9 63.5 37.5 19.75 21.4 9.6 -1.0 -0.9 -1.2 -1.0
Преобладающая частота, Гц 4.7-6.0 4.76.0 5.76.4 5.7-6.4 4.6 5.76.4
По результатам проведённого эксперимента получено, что интенсивность проектируемой площадки строительства на глубине от поверхности земли 6.5 метров и ниже составляет 8.0 баллов по шкале сейсмической интенсивности MSK-65. Отсюда следует, что для строительства здания верхний слой грунта можно снять.
Литература
1. Медведев С.В. Инженерная сейсмология. - М.: Госстройиздат, 1962. - 283 с.
2. Медведев.С.В., Шпонхойер В., Карник В. Шкала сейсмической интенсивности MSK-64. // Сейсмическое районирование СССР: под.ред. С.В.Медведева. - М.: Наука, 1968. - С. 158-162.
3. Заалишвили В.Б. Международное сотрудничество. Оценка сейсмической опасности. Современные принципы сейсмического микрорайонирования. // Вестник Владикавказского научного центра, Том 2, №4, 2002, с.19-35.
4. Рекомендации по сейсмическому микрорайонированию при инженерных изысканиях для строительства. РСМ-85. - Москва, 1985. 73 с.
5. Турдукулов А.Т., Камчыбеков М.П., Егембердиева К.А., Камчыбеков Ы.П. Теоретические основы сейсмического микрорайонирования на примере проведённых работ в Кыргызстане // Вестник Института сейсмологии НАН КР, №2, 2013, с. 106-112.
6. Камчыбеков М.П., Егембердиева К.А., Камчыбеков Ы. Сейсмомикро-районирование отдельных участков Верхне-Нарынского каскада ГЭС // Вестник Института сейсмологии НАН КР, №5, 2015, с. 35-45.
7. Камчыбеков М.П., Егембердиева К.А., Камчыбеков Ы. Сейсмомикро-районирование отдельных участков Верхне-Нарынского каскада ГЭС. / Вестник Института сейсмологии НАН КР, №5, 2016, с. 35-45.
8. Камчыбеков М.П., Егембердиева К.А., Камчыбеков Ы.П. Сейсморегистрация промышленного взрыва на карьере «Бозымчак», Кыргызстан. // Вестник Института сейсмологии НАН КР, №1(7), 2016, с. 40-48.
9. Камчыбеков М.П., Егембердиева К.А., Камчыбеков Ы.П., Кынатова З.Р. Влияние грунтовых условий на сейсмический эффект на участке линии прохождения магистрального газопровода в западной части территории Чуйской впадины Кыргызстана. // Вестник Института сейсмологии НАН КР, №1(9), 2016, с. 38-43.
10. Комплексное сейсмическое микрорайонирование территории г. Ош. Бишкек (Турдукулов А.Т. и др.): Фонды Института сейсмологии НАН КР, 1994.
Рецензент: д. ф-м. наук А.М. Муралиев
