Оценка уровня сейсмического воздействия промышленных взрывов на окружающую застройку

находящихся на открытой поверхности, учитывая применение защитных укрытий устанавливается 100 м.

С целью подтверждения правильности принятых параметров проектов массовых взрывов и мероприятий по обеспечению безопасности при взрывных работах, проводится экспертиза промышленной безопасности проектной документации.

Е.О. Шеметова, Е.А. Ваганова-Вилькинс? Е.О. Филипова

ОЦЕНКА УРОВНЯ СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ЗАСТРОЙКУ

При производстве взрывных работ в стесненных условиях наибольшую опасность для охраняемых объектов представляет сейсмическое действие взрыва. Рассматривают две зоны такого действия - дальнюю и ближнюю. Для дальней зоны рассчитанные по узаконенным формулам массы зарядов оказываются весьма завышенными, а для ближней зоны (до 50 м от места взрыва) - сильно заниженными. Для устранения такого несоответствия обычно в сложных стесненных условиях производства взрывных работ проводятся исследования по сейсмическому воздействию взрывов.

В качестве характерных примеров можно привести для строительных объектов стройплощадку многоэтажной застройки жилого комплекса по ул. Давыдова и карьера ОАО «ВБЩЗ» в г. Владивостоке. В обоих этих случаях Научно-проектным центром по сейсмологическому строительству (ООО НИЦ «Сейсмозащита») была произведена оценка уровня сейсмологического воздействия на окружающую застройку от промышленных взрывов. Работа выполнялась ООО НШД «Сейсмозащита» в два этапа. На первом проводилась теоретическая оценка сейсмических воздействий на окружающую застройку. На втором этапе выполнялись инструментальные измерения колебания грунтов от промышленных взрывов вблизи жилых домов. .¡-

Проектные решения по проведению БВР были приняты в основу теоретических расчетов.

Так, как частота собственных колебаний скальных грунтов составляет 30-70 Гц, то при проведении КЗВ с интервалом 30 мс в скальном грунте будут происходить заметные резонансные явления. Этот фактор будет положительно влиять на дробление скальных пород и одновременно частота волны будет отстранена от среднего периода собственных колебаний охранных объектов.

Однако, высокочастотная цилиндрическая волна на своем пути распространения к охранным объектам трансформируется (в разных геологических породах) в сферическую и вызывает проявление повышенной сейсмичности грунтов основания и резонансные явления в конструкциях охранных объектов. Поэтому требуется выполнять дополнительные поверочные расчеты.

Специалистами НПЦ «Сейсмозащита» прогнозируется резонанс на частоте 39-40 Гц.

Вывод: проведение БВР по данным проектам без инструментального контроля сейсмических воздействий от промышленного взрыва на здания и сооружения недопустимо, гак как велика вероятность превышения допустимого уровня. у

Общепринятым критерием сейсмической опасности для любых объектов является векторная скорость колебания грунтов основания (см/с). Эта скорость ближе всего соответствует характеру повреждения охранных объектов. Параметр - скорость колебаний - в меньшей степени зависит от геологического строения пород основания, кроме того, скорость является характеристикой энергии взрыва и имеет прямое отношение к условиям повреждения с учетом категории технического состояния охранного объекта.

В основу методики сейсмических исследований реакции охранных объектов в расчетах принята известная формула академика М.А. Садовского вида: ,, , .. ; , ,.,, ,

: у=к(3уд/т)п, . ^^

где V - допустимая безопасная скорость колебания пород; К=200 - безразмерный коэффициент; С) - масса заряда при КЗВ; т - расстояние от эпицентра взрыва (в м.) до охранного

объекта; п - показатель степени затухания сейсмовзрывной волны (амплитуды колебания), измеряется от 1,0 до 2,0, принимаем п=1,5.

Скорость колебаний частиц пород (V), служащих основанием объектов в практике принимают: - 'Л у: — : > > ? -..

* для исправных жилых зданий - 3,05 см/с (1 = 6 баллов); н^арш^х:

• для несейсмостойких зданий при длительности их эксплуатации более 8-10 лет:

- в работоспособном техническом состоянии - 1,53 см/с (5 баллов);

- в ограниченно работоспособном состоянии - 0,76 см/с (4 балла).

Методика инструментального измерения эффектов взрывов на охранные объекты основана на измерении скорости колебаний грунтов основания от сейсмовзрывного воздействия непосредственно у здания (сооружения) с помощью виброизмерительных приборов.

Работы выполнялись по следующим этапам:

1. Визуальный осмотр охранных объектов, попадающих в опасную зону, определение опасных направлений, выбор контрольного охранного объекта и места измерения вибрации грунтов.

2. Инструментальные замеры уровня сейсмического воздействия взрыва на основание контрольного охранного объекта.

3. Камеральные работы.

Визуальное обследование включало:

- осмотр охранных объектов, указанных в проектах, попадающих в опасную зону, определение их технического состояния, пригодности и работоспособности основных несущих конструкций;

- выявление наличия трещин, деформаций, дефектов и нарушений эксплуатационных условий, влияющих на прочностные характеристики конструкций и на их отдельные элементы, узлы, и с учетом нормативных требований определение максимально допустимой скорости колебаний грунтов основания;

- осмотр территорий, попадающих в опасную зону и сверка имеющихся (расположенных на данных территориях) объектов с перечнем охранных объектов, указанных в проектах;

- согласование с Заказчиками контролируемых охранных объектов и мест измерения вибрации грунтов.

Инструментальные замеры включали:

- замеры максимальной скорости колебаний грунтов оснований в непосредственной близости у жилых домов, находящихся у границы опасной зоны БВР с помощью виброанализатора «ВИБРАН -3.0» (заводской № 21, зарегистрирован в Реестре Системы сертификации Средств измерений РФ, Сертификат о калибровке средств измерения Госстандарт РФ-ГП «ВНИИФТРЙ» № 12 от 12.03.2007 г.). Контрольные (дублирующие) замеры произведены с помощью виброметра ВИП-УХЛ 4.2 (заводской номер 5264). - -: .о-.^ЦМ

Техническая характеристика прибора ВИП-УХЛ 4.2:

1) предназначен для измерения виброскорости и виброперемещений машин и механизмов, зданий и сооружений, конструкции, узлов и деталей, мостовых сооружений и др. Основное назначение прибора - прямое измерение колебательных процессов различных объектов.

2) рабочий диапазон частот 10-100 Гц; > ;<" 7 -

3 ) диапазон измерений виброскорости ОД -100 мм/с;

4) диапазон измерений виброперемещений 2-1000 мкм, ' , ^ ;. ^

Техническая характеристика виброанализатора «ВИБРАН-3.0»:

1) предназначен для многоканальной вибродиагностики конструкции, фундаментов, оснований, мостовых сооружений и др. Основное назначение прибора - запись и анализ колебательных процессов различных объектов по четырем каналам по 200 линиям спектра.

2) полный динамический диапазон частот, Гц - 0,5 .. .1000;

3) диапазон измерений виброскорости, мм/с - 0,1 ...500; дискретность индикации, мм/с -0,001;

4) длительность записи процесса, с:

- в диапазоне 0,5 ...100 Гц 2...20; ' ? ^ -

- в диапазоне 5 ... 1000 Гц 0,2...2; -

5) оконные функции: прямоугольные, Блэкмана, Ханна;

6) тип спектра: усреднение, максимум;

- отклонения от вертикали, выпучивания и прогибы несущих конструкций с целью оценки их качественного состояния и соответствия нормативным требованиям замерялись с помощью ручного лазерного дальномера DISTO АЗ серийный номер 2062550695;

- инструментальное определение от места взрыва до места установки датчиков виброизмерительной аппаратуры выполнено с помощью ручного лазерного дальномера DISTO АЗ серийный номер 2062550695 и Ситуационного плана от 14.05.2007г.по «Обзорной схеме района работ», М 1:2000, выданной Управлением архитектуры и градостроительства администрации г. Владивостока;

- определение толщины защитного слоя бетона и расположения стержневой арматуры и ее диаметра в железобетонных конструкциях магнитным методом по ГОСТ 22904 с помощью микропроцессорного измерителя параметров армирования ИПА-МГ4 (заводской №243 вып. 07.2002г., зарегистрирован в Реестре Системы сертификации Средств измерений РФ № 97008005).

В ходе работ производилась фотофиксация.

Камеральные работы включали: 7

- обобщение результатов осмотра жилых домов;

- составление расчетных схем, выполнение проверочных расчетов;

- составление итоговых документов (заключений) об уровне сейсмического воздействия промышленных взрывов на здания, формулирование выводов и рекомендаций.

Расчетная сейсмичность для застройки г. Владивостока по нормативным документам равна: f i v ^ -

- по карте СНиП II-81 - 6 баллов (до 2000года); V

- по картам ОСР-97 (А, В, С) института ИФЗ РАН:

- 6 баллов (с 2000г. для массового строительства, карта А);

- 6 баллов (с 2000г. для объектов повышенной ответственности, карта В);

- 7 баллов (с 2000г. для объектов особо ответственных, карта С).

Согласно СП 13-102-2003 установлены следующие, виды оценки технического состояния:

Нормативный уровень технического состояния — категория технического состояния, при котором количественное и качественное значение параметров всех критериев оценки технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений соответствуют требованиям нормативных документов (СНиП, ТСН, ГОСТ, ТУ и т.д.).

Исправное состояние - категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся отсутствием дефектов и повреждений, влияющих на снижение несущей способности и эксплуатационной пригодности.

Работоспособное состояние - категория технического состояния, при которой некоторые из численно оцениваемых контролируемых параметров не отвечают требованием проекта, норм и стандартов, но имеющие нарушения требований, например, по деформативности, а в железобетоне и по трещиностойкости, в данных конкретных условиях эксплуатации не приводят к нарушению работоспособности, и несущая способность конструкции, с учетом влияния имеющихся дефектов и повреждений, обеспечивается.

Допустимые значения скоростей колебаний в зависимости от технического состояния объектов приведены в табл. 1. ( .

...... ...... Ч ЧЧ .-'i:',:'; Л ; . -'• •  ••

•V''.-;, ..¡.; Ч'." 1 \¡ Ч'^ - * :•  л -  к- , •. ;, '

Trirj 17J/JM J

Соответствие состоянию объекта максимальному сейсмевоздействию

По шкале сейсмической интенсивности MSK-64, ГОСТ 6249-52* ПоНПЦ «Сейсмозащита» Категория технического состояния по СП 13-102-2003

баллы Скорость, см/с Скорость, см/с

7 4,1-8 6,05 нормативный уровень в сейсмост. исполн. на 7 баллов

6 2,1-4 3,05 нормативный уровень в несейсмостойком исполнении

5 1-2 1,53 исправное

Вывод: существующая застройка г. Владивостока является не сейсмостойкой. Предельные значения сейсмического воздействия для массовой застройки в нормативном состоянии не должны превышать V=1,53 - 3,05 см/с (5-6 баллов).

C.B. Регушевский, В.А. Сорокин

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЖИЛЫХ

ДОМОВ В ^ВЛАДИВОСТОКЕ

Необходимость включения геофизических методов в комплекс изысканий при строительстве инженерных сооружений на территории г.Владивостока объясняется рядом факторов, таких как расчлененный рельеф, высокая степень перепланировки, сложность геологического строения -присутствие литологических образований разного генезиса и тектонических нарушений, наличие грунтовых вод,. Все эти факторы делают затруднительным прослеживание инженерно-геологических границ посредством бурения изыскательских скважин. Поэтому, авторами данной статьи, параллельно с традиционными изысканиями, была выполнена профильная геофизическая съемка на площадке проектирования комплекса жилых домов.

В ходе съемки решались следующие задачи:

1 .Определение мощности рыхлых четвертичных отложений, выявление и оконтуривание в плане возможных локальных переуглублений поверхности коренных пород.

2.Выявление и прослеживание в плане и по глубине зон тектонических нарушений и участков повышенной трещиноватости коренных пород.

3.Выделение уровня грунтовых вод.

4.Выполнение предварительной оценки упругих, деформационных и прочностных характеристик массива коренных пород в условиях естественного залегания.

Площадка съемки расположена на склоне южной экспозиции с кругизной 4-6 градусов и перепадом абсолютных отметок 40 - 53 м. (рис.1.) По результатам бурения, верхнюю часть разреза слагают рыхлые элювиальные, делювиальные и техногенные образования, мощностью от 2 до 8 м. Коренные породы представлены песчаниками владивостокской свиты средней и низкой прочности. Ранее, площадка была перепланирована для строительства промышленного предприятия, действующего и на момент съемки. Данное обстоятельство вносило значительные коррективы в процесс проведения полевых наблюдений - работать приходилось в вечернее время и выходные дни. Тем не менее, был выполнен значительный объем полевых исследований, позволивший решить поставленные задачи.

В состав геофизической съемки входила сейсморазведка по методике КМПВ на продольных волнах (ориентация Z-Z) и на поперечных волнах (ориентация Х-Х). (Рис. 1.) Съемка была выполнена посредством 24 - канальной сейсмостанции СИНУС-24М-02 при расстоянии между сейсмоприемниками 2 м. Возбуждение волн производилось кувалдой с направлением удара "вниз"