CC BY
220
фильтра // Химия и технология воды. — 1990. — Т. 12, № 5. — 393-398.
5. Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов. — Л. : Недра, 1983. — 263 с.
НОСКОВА Светлана Александровна, аспирантка кафедры сельскохозяйственного водоснабжения Ом-
ского государственного аграрного университета.
E-mail: Fen_nix@mail.ru СИЗИКОВ Анатолий Михайлович, кандидат химических наук, доцент, заведующий кафедрой «Инженерная экология и химия» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии.
E-mail: amsizikov@mail.ru Дата поступления статьи в редакцию: 29.09.2009 г.
© Носкова С.А., Сизиков А.М.
УДК 6285174 А. А. СЕДЫХ
ООО «Проектная фирма "Стройгазпроект"»
ЗАЩИТА ЗДАНИЙ ОТ ВИБРАЦИИ
Статья посвящена проблеме вредного воздействия вибрации от трамвая на здания. Предложены варианты снижения вибрации и дана их краткая качественная оценка.
Ключевые слова: вибрация, здания, трамвай, защита.
Для многих старинных городов со сложившейся застройкой характерно наличие одного довольно опасного техногенного явления, на которое, как ни странно, мы не торопимся обратить внимание. Как правило, эту «роблему по целому ряду причин городские власти в лучшем случае относят к числу «неприоритетных», которые разрешатся сами собой в ближайшем будущем, например, в результате утверждения нового генплана.
Речь здесь пойдет о вредном воздействии вибрации от трамвая на здания.
Что проблема существует, отчетливо видно, а как ее решить, — по возможности экологически чисто и с минимальными затратами, — предлагается автором.
Краткий обзор литературы о вибрации в строительстве показывает, что: согласно п.1.1 и п.2.5 [1], скорость обычного трамвая на прямых участках должна быть менее 24 км/ч , а расстояние от оси пути до жилых и общественных зданий на прямых участках должно составлять не менее 20 м.
В действительности эти важные требования СНиП не выполняются. Вагоны трамвая в российских городах на прямых участках зачастую следуют со скоростью более 8 м/с (29 — 30 км/ч), а как следует из табл.1, здания «имеют тенденцию» располагаться вблизи трамвайных путей, на расстоянии 6—10 м.
Согласно п. 1.10, п. 1.11, «Устройство трамвайных путей должно предусматривать мероприятия по ограничению вибрации... следует выделить работы, выполняемые после обкатки. устройство бесстыкового пути».
По п. 2.46 «Трамвайный путь .должен быть бесстыковым .рельсы надлежит сваривать в плети. Длина рельсовой плети не лимитируется.» [1].
«Фундаменты машин. должны быть отделены от фундаментов здания. а также от пола», п. 1.5 [2].
Согласно [3], звуки, издаваемые «шумной улицей, гудком автомобиля», соответствуют уровню шума в 90 дб. Согласно [4] (п. 6.3, табл. 3, примеч. 3), «норми-
руемые уровни звука в жилых квартирах приняты для ночного времени 25 децибел». Таким образом, ограждающие и несущие конструкции рассматриваемых помещений должны соответствовать защите от уровня шума приблизительно в 65 дб.
Если из текста убрать выражения «децибелы» и «гудки автомобиля», то это будет означать, что пластиковые окна — не панацея от всех звуко-шумовых бед, и поэтому пора привыкнуть к мысли, что скрежет проносящегося где-то рядом в ночи трамвая и дребезжащие кастрюли на кухне — это неприятная, но зато объективная реальность, которая ещё долго будет присутствовать в наших снах.
«Виброизоляцией называется способ уменьшения колебаний. механической системы, основанный на значительном ослаблении ее связей с другими систе-мами...Наиболее распространёнными устройствами для гашения колебаний. в строительстве...являются динамические и ударные гасители...демпферы и ограничители. Действие ограничителей колебаний основано на изменении упругих свойств системы, в результате чего уменьшаются амплитуды колебаний и изменяется частота . колебаний системы» [5].
«Колебания фундамента. могут оказать вредное воздействие на людей. способны также нарушать структуру некоторых грунтов (например, вызвать ти-ксотропные превращения в глинистых грунтах)» [6].
«При длительном действии вибрации, осадки фундаментов (если основание сложено мелкозернистыми, особенно пылеватыми водонасыщенными песками, илами, мягкопластичными, близкими к текучему состоянию глинами и суглинками.) могут происходить и независимо от уплотнения грунта основания, что объясняется тиксотропными свойствами таких грунтов. Во время вибрации связи между частицами в грунте разрушаются, и он приходит в состояние, напоминающее по своему характеру тяжёлую вязкую жидкость; фундамент начинает в таком грунте тонуть» [7].
«ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (84), 2009 ЭКОЛОГИЯ
ЭКОЛОГИЯ «ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (84), 2009
Таблица 1
Город Улица, № домов Кол. этаж. Назначение здания Ь, м Длина фасада Ф, м
1 2 3 4 5 6
Челябинск Пушкина, 18 3 Салон красоты 9
« Цвиллинга, 15 2 Камерный театр 9 40
« Свердлова проспект, 58 5 Библиотека для незрячих 17 70
Одесса Сергея Варламова, 28 6 ТРК и санаторий для участн. ВОВ 8
Кемерово Кузнецкий пр, 73 2 Линейный ОВД на транспорте 6 35
« Невьянская, 1б 3 Стоматологическая поликлиника 14
Нижний Новгород Ильинская, 53-77 3-5 Арх.-стр.университет и др.здания 6 500
« Октябрьской Революции, 74 5 Роддом, медцентр 15 70
« Пискунова, 11 5 К/театр, общежитие, ресторан 5 50
Барнаул Анатолия, 122 2 Детский центр раннего развития 8
Нижний Новгород Комсомольск. площадь, 6/1 9 «Будьте здоровы» и «Ритуал» 6-7
Казань Волкова, 80 2 Медучреждение (стационар) 8
Самара Гаражная, 19 5 Хозяйственный корпус 3
« Венцека, 48 2 Стоматологическая клиника 11
Казань Бутлерова, 14, 41 2 Офтальм. больница 9-12
« « 49 5 Медицинский университет 14
Одесса Фонтанская дорога, 58 1 Санаторий 4-20
Самара Фрунзе, 14 7 Институт ТБ и охраны труда 10
« « 26, 30 2-3 Поликлиника и больница 10 110
Самара Фрунзе, 57 2 Детсад, ясли 10 40
Одесса Новощепной Ряд, 25 2 Зоопарк 6
Самара Дачная, 27а 2 Медучреждение 15
Омск Лермонтова, 46 2 Магазин (трещина на гл.фасаде) 12 25
« « 56 2 Медучреждение 8 50
« « 60 5 Областная больница (трещ.на 3 эт) 9-10 120
Уфа Красина, 62 7 Глазная клиника 10
Новокузнецк Ленина, 23 5 Жил.дом, стоматологич. клиника 4 150
« Трамвайная, 6 2 Торговый дом, сауна 5 150
Омск Серова, 14 3 Жил.дом, стоматол. клиника 12 45
« « 20 3 Общежитие 14 80
Екатеринбург Куйбышева, 42 2 Бани 10
« Техническая, 79, 81 4 Ж.дом, детск. худож. шк. и библ. 5
Томск Елизаровых, 17 5 Спортивно-развлекат. центр 8-14 80
« 1905 Года переулок, 11 2 Роддом 9
« Розы Люксембург, 4 2 Стоматологич. клиника 9
« « 4в 5 Ночной клуб 9
« « 13 2 вуз 10
« « 39 3 Поликлиника 7
« Комсомольский пр-т, 62 3 Поликлиника 10-12 200
« Олега Кошевого, 72 4 Детская горбольница 14
Иркутск Ленина, 13 2 ТЮЗ 13
« Степана Разина, 21 5 Жилой дом, детский центр 10
Новокузнецк Шахтеров пр-т, 12а, 19а 3 Торговые центры 5 320
Новосибирск Дзержинского пр-т, 79 8 Детск.библ, психологич. центр 14 160
Челябинск Кирова, 8 1 Театр кукол 14 30
Екатеринбург Соликамская, 2 3 Общежитие 4-8
Омск Серова, 28 - 32 2 Жилые дома с адм. помещен. 4-6 120
Одесса Степовая, 15 3 Детская стоматолог. поликлиника 12
« Преображенская, 74/78 5 Детский сад 14
« « 76 - 88 2-5 Жилые дома 14
Бийск Ильи Мухачева, 100 3-4 Производственный корпус 9-14 200
Одесса Дворянская, 35 4 Музыкальный вуз 14
Новосибирск Мичурина, 15 5 Адм. здание, лазерная хирургия 15
Одесса Успенская, 3 2 Госпиталь инвалидов ВОВ 14
« Старопортафранковская, 38 2 Медучреждение 4
« « 67 3 Жилой дом, медучреждение 10
Красноярск Газеты Красн.Рабоч. пр-т, 75 5 Жил. дом, стомат. поликлиника 16 100
Одесса Тираспольская, 14 2 Школа 11
« « 98 3 Ж.дом, медцентр 11
Кемерово Шахтёров пр-т, 73 5 Детские поликл. и больница 15 70
Город Улица, № домов Кол. этаж. Назначение здания Ь, м Длина фасада Ф, м
1 2 3 4 5 6
« Коммунистическая, 90 5 Жилой дом 6
Барнаул Ползунова, 35 4 Филармония 14
« « 44а 3 Торговый центр 15
Иркутск Шмидта, 20 5 Детская поликлиника 10-13
Екатеринбург Московская, 2 5 Больница 18 90
« Донбасская, 32, 34 5 Жилые дома 11
Уфа Рихарда Зорге, 5 8 Банк 11
Таблица составлена на основании данных «ДубльГИС» за май 2009 г., поэтому значения величин Ь (расстояние от середины трамвайного пути до здания) и Ф следует уточнить. Таблица содержит информацию по нескольким городам, имеющим трамвайные парки
Рис. 1. Фрагмент плана защищаемого от вибрации здания с прямым участком трамвайного пути, расположенным на расстоянии Ь от здания
Рис. 2. Сечение 1-1, на котором приведена конструкция виброзащитного пояса. Нпр - нормативная глубина промерзания на участке строительства
«Наблюдения за сооружениями, генерирующими динамические воздействия, показали, что основания таких сооружений претерпевают часто значительные осадки, которые возникают вследствие вибрации. Например, динамическое воздействие на пески в ряде случаев увеличивает осадку на 20 — 25% ... Процесс виброуплотнения занимает довольно длительное время. Наиболее легко поддаются уплотнению пески мелкие и пылеватые рыхлые.. .Резко снижает виброустойчивость песков их обводнение. Вибронеустойчи-выми являются также текучие супеси.» [8].
Таким образом, на основании изложенного можно сделать следующие выводы:
1. В связи с тем, что трамвайные пути зачастую расположены с нарушением СНиП, — то есть в недопустимой близости от зданий, — конструкции
последних подвергаются воздействию значительных вибрационных нагрузок.
2. Судить о техническом состоянии фундаментов и наличии возможных нарушений целостности узлов зданий можно лишь после их всестороннего обследования. Отсутствие же каких-либо следов этих нарушений не дает оснований для особого оптимизма на будущее, так как при ненадлежащем качестве выполнения работ результаты воздействия вибрации обязательно проявят себя, и это всего лишь вопрос времени.
3. Одним из наиболее разумных и простых способов уменьшения вибрации следует считать «административный вариант», то есть ограничение скорости движения трамвая на интересующих нас участках, в том числе с выполнением бесстыкового пути. Одна-
«ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (84), 2009 ЭКОЛОГИЯ
ЭКОЛОГИЯ «ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (84), 2009
ко жизнь показывает, что осуществить этот простой вариант на практике обычно не представляется возможным по ряду причин, в том числе из-за отсутствия средств у транспортников.
4. Другой вариант-«инженерно-технический». Предполагает выполнение проекта с последующим осуществлением мероприятий по уменьшению вибрации. Безусловно, в первую очередь следует обратить внимание на детские учреждения и объекты с массовым скоплением людей, в том числе «высотки».
Проект экспериментальный. В основе разработки — положения Элементарной теории удара (раздел Центральный удар двух тел) [9]. Согласно формуле (2.95а) [9] скорость первого тела после удара:
= + М2(1+ад - ^ = 0 1 1 (М+м2)
(одно из условий отсутствия вибрации)
М1— масса первого тела, М2— масса второго тела, У1 = 0— скорость первого тела до удара, У2 — скорость второго тела до удара, и2 — скорость второго тела после удара, К=1 — коэффициент восстановления при абсолютно упругом ударе (тело после удара полностью восстанавливает свою скорость и форму.
При К = 0 имеем неупругий удар).
ТТ 2М2У2 п
Тогда: и. =----2 2 = 0
1 (М + М2)
То есть У2 ф 0 , М2 ^ 0
Таким образом, для решения задачи массив грунта размером Ь, находящийся между зданием и осью трамвайного пути, следует разбить на две части в пропорции 1/3 — 1/4 виброзащитным поясом, где большая часть будет принадлежать фрагменту массива со стороны здания ( «масса первого тела» ). Что касается «массы второго тела», то стремление этой массы к нулю (это условие задано нами при постановке задачи) придётся ограничить указанными пропорциями чисто из конструктивных соображений, так как при чрезмерном уменьшении «массы второго тела» могут возникнуть проблемы как при согласовании проекта, так и при производстве земляных работ.
Следует заметить, что соблюдение указанных пропорций не обязательно при выполнении «сплошного» виброзащитного пояса.
На рис. 1 показан фрагмент плана защищаемого от вибрации здания с прямым участком трамвайного пути, расположенным на расстоянии Ь от здания, а на рис. 2 приведена конструкция виброзащитного пояса.
Реализация проекта заключается в основном в освоении земляных работ, выполняемых с применением землеройных машин. С учетом индивидуальных особенностей защищаемого от вибрации объекта, — в том числе нормативной глубины промерзания на площадке строительства, — эти земляные работы составят не более 20 — 60 куб м на 100 пог. м защищаемого фасада. При этом защищаемый строительный объем здания может достичь нескольких десятков тысяч кубометров.
Для выполнения проекта необходимо наличие топоосновы участка строительства, материалов геологических изысканий, отчёта по обследованию и поэтажных планов здания.
Библиографический список
1. СНиП 2.05.09-90 Трамвайные и троллейбусные линии.
2. СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками.
3. Н.И.Карякин, К.Н.Быстров, П.С.Киреев. Краткий справочник по физике. — М. : Высшая школа, 1962. — С. 559.
4. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Санитарные нормы «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки».
5. Динамический расчет зданий и сооружений. Справочник проектировщика. / М.Ф.Барштейн [и др.] // под ред. Б.Г.Коренева, И.М.Рабиновича. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Стройиздат, 1984. — С. 303.
6. Основания и фундаменты. Краткий курс : учебник для строит. вузов / Н.А.Цытович[и др.] // под ред. Н.А.Цытовича. — М. : Высшая школа, 1970. — С. 384.
7. Основания, фундаменты и инженерная геология / С.В.Нерпин [и др] // под общей редакцией д-ра техн. наук проф. С.В.Нерпина. М. : Изд-во «Речной транспорт», 1963. — С. 360.
8. Каган А.А. Расчетные характеристики грунтов. — М. : Стройиздат, 1985. —С. 248.
9. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений., расчетно-теоретический. / А.А.Уманский [и др.] // под общ. ред. д-ра техн. наук проф. А.А.Уманского. — 2-е изд., перераб. и доп. : в 2 кн. — М. : Изд-во «Литература по строительству», 1972. — С. 600.
СЕДЫХ Алексей Алексеевич, главный конструктор ООО «Проектная фирма "Стройгазпроект"».
644073, Омск, а/я 852.
Дата поступления статьи в редакцию: 30.09.2009 г.
© Седых А.А.
