Сейсмические воздействия и фундаменты

Сейсмоявления или землетрясения — это колебательные движения земной коры, вызванные ее движением в ответ на воздействие процессов изменения внутренних сил Земли. Проявлением силы инерции в результате землетрясения являются колебания сооружений и зданий. И непосредственно колебания, и движения инерции носят название сейсмическое воздействие.

К следствиям сейсмического воздействия относят перемещения, деформации отдельных элементов конструкций, полное или частичное разрушение строений. При сейсмоактивности в 7–9 баллов требуется учитывать сейсмические воздействия, по 10-ти балльной — разрешение на строительство оформляется в исключительных случаях, требуется специальное обоснование. Установление балла сейсмичности по зданиям осуществляется по району строительства (с дополнительным учетом микрорайона), выполняется на стройплощадке на основе специфики инженерно-геологических условий.

Особенности расчетов

Фундаментные конструкции и их основания рассчитываются, исходя из основного и особого сочетания нагрузок. Последнее в обязательным порядке включает в себя сейсмическую нагрузку. Она получается как результат динамического расчета всего строения на колебания и прикладывается в точках размещения масс элементов конструкции.

В ходе динамического расчета учитываются:

Получив сейсмические нагрузки и основываясь на принципе Даламбера, осуществляется сейсморасчет конструкций объекта в предположении совместного воздействия статической и сейсмической нагрузок.

Учет грунтов, уровней и выбор типов фундаментов

Проектирование и строительство в сейсморайонах глубины заложения фундаментов в грунтах первой и второй категории определяют таким же, как и в несейсмических районах, но не менее 1 метра. Грунт третьей категории нуждается в предварительном искусственном улучшении.

Фундамент всего объекта и его отдельных отсеков следует закладывать на одном уровне. Это позволит избежать изменения частоты собственных колебаний. В постройках повышенной этажности требуется увеличить глубину заложения, обустраивая дополнительные подземные этажи.

В ходе прохождения сейсмических волн поверхность грунта будет испытывать сжатие и растяжение в разных направлениях. Это может приводить к подвижке фундаментов друг относительно друга. Чтобы исключить эти процессы следует возвести плитные сплошные фундаменты или непрерывные, из перекрестных лент, устраиваемые в монолитных или сборных конструкциях. Чтобы усилить сборный фундамент по верху подушек устанавливают арматурные сетки и перевязывают блоки в пересечениях и углах. При сейсмичности 9 баллов армируется все сопряжение подвальных стен. Фундамент каркасных строений может быть установлен на отдельные фундаменты, соединяемые друг с другом вставками из железобетона.

Для свайных фундаментов требуется жесткая заделка свай в непрерывный ростверк. Они будут воспринимать на себя возникающие в процессе землетрясения горизонтальные усилия. Опору следует делать на плотные грунты нижними концами свай. Понижающие коэффициенты условий работы позволят учесть воздействие на работу сварных фундаментов сейсмических явлений.

Наиболее неблагоприятное основание — водонасыщенные пески. В условиях сейсмовоздействия они разжижаются, вызывают провальную осадку строений. Такие грунты могут использоваться только после предварительного уплотнения — песчаными сваями, вибрированием и т. д.

Грамотное проектирование, устройство фундамента — гарантия устойчивости объекта при сейсмическом воздействии, если и надземная его часть построена в соответствии с учетом этих условий.