9.08.2017

Сейсмическое микрорайонирование с использованием инженерно-геологических данных

В редакцию независимого электронного журнала «ГеоИнфо» поступило письмо генерального директора ООО «Изыскатель» (Петропавловск-Камчатский) Александра Тараканова, в котором он просит разъяснить несоответствия между отдельными положениями РСН 60-86 «Сейсмическое микрорайонирование. Нормы производства работ» и СП 14.13330.2014 актуализированной редакции СНиП II-7-81*«Строительство в сейсмических районах». В частности, автор письма обращает внимание, что с принятием новой редакции появился элемент рассогласования в методике оценки сейсмичности малых строительных площадок.

Мы попросили ответить на заданные вопросы главного научного сотрудника Института физики Земли им. О.Ю.Шмидта Российской академии наук, доктора физико-математических наук Александра Алёшина.

Мы публикуем пришедшее в наш адрес письмо с вопросами, а также полученные ответы, в которых А.Алёшин обосновывает необходимость разработки специального документа, который регламентировал бы оценку сейсмичности для строительства объектов нормального и пониженного уровня ответственности.

 

Аналитическая служба

 

Здравствуйте!

Выделение участков с различной сейсмичностью проводится на основании сейсмического микрорайонирования (СМР). Проведение данных работ регламентируют РСН 60-86 «Сейсмическое микрорайонирование. Нормы производства работ». Согласно п.1.5, состав и объем работ устанавливаются в зависимости от класса объекта сейсмического микрорайонирования в соответствии с обязательным приложением 2.

 

Приложение 2

Обязательное

КЛАССИФИКАЦИЯ

объектов сейсмического микрорайонирования

 

Индекс класса объекта

Характеристика объекта

Состав работ

Итоговый документ, утверждающая организация

Примечание

А

Города с населением более 500 тыс.чел., крупнейшие промышленные комплексы и промышленные предприятия, особо ответственные здания и сооружения

Полный комплекс работ, предусмотренный настоящими нормами

Карта сейсмического микрорайонирования. Госстрой РСФСР

Карта рассматривается в МСССС при Президиуме АН СССР и рекомендуется к утверждению Госстрою РСФСР

Б

Города с населением от 500 до 30 тыс. чел., крупные промышленные предприятия, ответственные здания и сооружения, не относящиеся к классу А

Полный комплекс работ, предусмотренный настоящими нормами

Карта сейсмического микрорайонирования. Госстрой РСФСР

 

В

Города, поселки и сельс­кие населенные пункты с населением менее 30 тыс. чел., средние промышленные предприятия и объекты сельскохозяйственного назначения, разрушение которых представляет опасность для людей и животных

Сокращенный комплекс работ, не предусматривающий сейсмические наблюдения

То же

 

 

Карта по сейсмическому микрорайонированию подлежит утверждению.

Согласно п.1.9 РСН 60-86, для территорий, относящихся к классу В, допускается оценка сейсмичности строительных площадок методом инженерно-геологических аналогий с использованием материалов изысканий (состав грунтов) и данных таблицы 1 СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах». Таблица 1 классифицирует грунты на разные категории по сейсмическим свойствам, и в зависимости от преобладания той или иной категории грунтов в 10 метровой толще, определяется сейсмичность относительно фоновой. Это согласуется с п.3.12 РСН 60-86, который констатирует, что инструментальную оценку приращений балльности по методу сейсмических жесткостей следует проводить в верхней 10 м толще, либо другой обоснованной толщине слоя, но не более 20 м.

В соответствии с п.1.10 РСН 60-86, для площадок конкретных зданий (сооружений), расположенных в пределах территорий, имеющих утвержденные карты СМР, следует проводить дополнительные работы в случае, если выявлены различия инженерно-геологических условий, по сравнению с картой, способные повлиять на сейсмичность.

Таким образом, положения РСН 60-86 в части сейсмического микрорайонирования предельно ясны и логичны:

- для крупных территорий проводится СМР с утверждением карты;

- для отдельных площадок вне утвержденной карты СМР сейсмичность оценивается по 10-метровой толще грунтов с использованием таблицы 1 СНиП II-7-81;

- для отдельных площадок в пределах утвержденной карты СМР сейсмичность принимается по карте. Если при изысканиях выявляются условия, способные повлиять на сейсмичность относительно карты (большая мощность «слабых» грунтов и т.п.), следует выполнять дополнительные работы по уточнению сейсмичности.

С утверждением СП 14.13330.2014, актуализированной редакции СНиП II-7-81*, появился элемент рассогласования в методике оценки сейсмичности малых строительных площадок.

Теперь для отдельных площадок по п.1.9 РСН 60-86 при оценке сейсмичности вместо таблицы 1 СНиП II-7-81* необходимо использовать таблицу 1 СП 14.13330.2014, так как она является обязательной к применению в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 26 декабря 2014 г. №1521. Но в указанной таблице СП оценивается уже 30-ти метровая толща, в сравнении с 10-метровой по СНиП II-7-81*. Кроме того, СП 14.13330.2014 также предусматривает установление расчетной сейсмичности по результатам СМР, а при отсутствии данных СМР по таблице 1 допускается определять сейсмичность лишь предварительно.

Но что же делать с окончательным определением сейсмичности отдельных площадок вне утвержденных карт СМР? Следуя указаниям СП, нужно проводить СМР. Проведение СМР регламентируется РСН 60-86 (другого норматива нет). В РСН 60-86 сказано, что СМР для отдельных площадок не проводится, а оценка дается по таблице 1 СНиП II-7-81*. Вместо таблицы СНиП II-7-81* необходимо использовать таблицу 1 СП 14.13330.2014, т.к. по Постановлению Правительства она обязательна к применению. А в этой таблице оценивается 30-ти метровая толща, но сейсмичность определяется предварительно.

Если все же допустить окончательное определение расчетной сейсмичности по таблице 1 СП 14.13330.2014, получается, что для небольшой простой площадки следует бурить 30-ти метровую скважину. А если вместо этого применить инструментальные методы сейсморазведки, в соответствии с тем же РСН 60-86, при инструментальных работах будет оцениваться 10 метровая толща.

В связи с вышеизложенным просим дать рекомендации и консультации по следующим моментам:

1. В связи с выходом СП 14.13330.2014 отменяется ли таблица 1 СНиП II-7-81*?

2. Означают ли рекомендации таблицы 1 СП 14.13330.2014 необходимость бурения скважин до 30-ти метров, либо достаточно выполнить сейсморазведочные или другие геофизические исследования до глубины 30 метров без бурения?

3. Справедлива ли ссылка РСН 60-86 для объектов класса В определять сейсмичность по таблице 1, если в п.4.4 СП 14.13330.2014 указано, что допускается ее определять предварительно?

4. В таблице 1 СП 14.13330.2014 даны 4 вида определений: по литологии и свойствам грунтов, по сейсмической жесткости, по скорости поперечных волн и отношению скоростей продольных и поперечных волн. При использовании данной таблицы все ли эти параметры необходимы для анализа, т.е. следует ли проводить все эти работы, либо достаточно одного из них, например, исследование литологии и свойств грунтов?

5. Если названную таблицу использовать предварительно, то каким образом определять окончательную сейсмичность малых площадок, на которые отсутствует карта СМР?

6. По сути, СП 14.13330.2014 предусматривает проведение на любых площадках сейсмического микрорайонирования при отсутствии карт СМР. Но вряд ли это возможно и рационально на небольших площадках. В этих случаях, по-видимому, требуется определение расчетной сейсмичности инструментальными методами без проведения полного комплекса работ по СМР. Так ли это?

7. Допускается ли применение метода аналогий в определении сейсмичности без применения инструментальных методов при простых условиях и достаточно надежного аналога?

8. Можно ли определять сейсмичность небольших площадок вообще без применения инструментальных методов, с использованием только инженерно-геологических данных?

 

А.Тараканов

Генеральный директор ООО «Изыскатель»

 

 

С детства нам знакомы строчки Корнея Чуковского: «Ох, нелегкая это работа из болота тащить бегемота». Сам я не пробовал выполнить эту работу, но, думаю, это действительно так. Но вот разработать и написать строительные правила сейсмического микрорайонирования (СМР), по себе знаю, нелегко. Наверное, не легче, чем тащить бегемота из болота…

Эти мысли мне пришли на память, когда я сел писать статью о СМР «малых» площадок в ответ на письмо с Камчатки от А.Тараканова.

Сколько усилий было потрачено мной, и не только мной, в борьбе с пресловутой таблицей 1 СНиПа. И статьи в журналах, и выступления на конференциях… Наконец, казалось, цель достигнута, виктория полная, таблица 1 с позором изгнана из норматива СП 283.1325800.2016. Но вот получаешь письмо, из которого следует, что работать трудно без этой «старой, доброй» таблицы 1, причем в первоначальном, восходящем к С.Медведеву, варианте.

Или другой пример. Кто только не писал, не выступал, что мощности грунтов 10 метров недостаточно для целей СМР. Вот и американцы в своих СНиПах повысили мощность до 30 м, а следом за ними и Чили, и Турция, и уж, что совсем рядом, дружественный Казахстан! Повысили, и что!? Опять пошли вздохи и сомнения. Ведь увеличение мощности за счет углубления повышает сейсмическую жесткость, уменьшает сейсмическую интенсивность. А тут еще необходимость бурить до 30 м!

И так во всем (читай: «и такая дребедень целый день, целый день») …Словно Крыловский Тришкин кафтан: удлинишь рукава, придется обрезать фалды и полы. Как тут не согласиться с моралью сей басни: «...иные господа, запутавши дела, их подправляют. Посмотришь, в Тришкином кафтане щеголяют».

И хоть наш случай несколько иной: приходится исправлять то, что было сделано другими, в другие времена и при других обстоятельствах, но результат все равно такой же – недоуменные вопросы, как надо поступать в том или ином случае, остаются, и требования старых нормативов входят в неизбежное противоречие с утверждениями новых норм. Многие непривычные новации нормативов могли бы быть растолкованы пояснениями соответствующих методических рекомендаций, как это бывало в советские годы. Да что уж вспоминать, многое теперь утрачено, хотелось бы верить не навсегда…

Обратимся к вопросам письма. Начнем рассматривать их в том порядке, как они приведены в письме.

 

1. В связи с выходом СП 14.13330.2014, отменяется ли таблица 1 СНиП II-7-81*?

А.А.: Нет, не отменяется. Содержание ее в различных нормативных документах в описательной части полностью сохраняется. Отличия в виде добавки инструментальных параметров по существу не влияют не выполнение требований этой таблицы. Автор письма справедливо указывает на противоречия, содержащиеся в тексте норматива СП 13330.2014.

При этом нужно вспомнить, как составлялись упомянутый норматив и, в частности, таблица 1. Ответственные составители из ЦНИИСКа оставили таблицу 1 в неизменном виде, как она была приведена в более ранних редакциях. Ученые из ИФЗ и ИГЭ предложили добавить в таблицу инструментальные характеристики, аналогично тому, как это приведено в американских документах. Далее в процессе обсуждения стороны пришли к окончательному виду таблицы. При этом как-то незаметно в текст вкралось словечко «предварительно», которое является результатом компромисса между упомянутыми подходами. Приведенное показывает, насколько важным является каждое слово в составляемых документах.

Следует сказать, что в американских документах даже для объектов пониженной ответственности предполагается проведение СМР либо с сейсморазведкой, либо с использованием дополнительных инструментальных инженерно-геологических данных (SPT–показатели, сдвиговая прочность недренированного грунта). Очевидно, что и отечественные документы нуждаются в подобных усовершенствованиях. К тому же в некоторых работах [Алешин, 2017; СП 283.1325800.2016] приведены материалы относительно возможности определения скорости поперечных волн с помощью корреляционных соотношений.

 

2. Означают ли рекомендации таблицы 1 СП 14.13330.2014 необходимость бурения скважин до 30 м, либо достаточно выполнить сейсморазведочные или другие геофизические исследования до глубины 30 м без бурения?

А.А.: Это вопрос, скорее всего, экономический. Но, в любом случае, необходимость проведения инженерных изысканий на площадке строительства существует. И здесь, по-видимому, без бурения не обойтись (см. СП 47.13330.2012).

 

3. Справедлива ли ссылка РСН 60-86 для объектов класса В определять сейсмичность по таблице 1, если в п. 4.4 СП 14.13330.2014 указано, что допускается ее определять предварительно?

А.А.: Сопоставление документов РСН-60-86 и СП 14.13330.2012 с целью приоритетности выполнения их требований не имеет смысла, поскольку эти документы относятся к разному времени. Если говорить по существу, то ясна необходимость разработки нормативного документа, в котором были бы определены ответы на подобные вопросы. Сейчас удовлетворительного документа, регламентирующего определение сейсмичности для объектов пониженной ответственности, нет.

 

4. В таблице 1 СП 14.13330.2014 даны 4 вида определений: по литологии и свойствам грунтов, по сейсмической жесткости, по скорости поперечных волн и отношению скоростей продольных и поперечных волн. При использовании этой таблицы, все ли эти параметры необходимы для анализа, т.е. следует ли проводить все эти работы, либо достаточно одного из них, например, исследование литологии и свойств грунтов?

А.А.: Для решения вопроса относительно определения категории грунтов достаточно выполнения хотя бы одного из перечисленных параметров, например, как написано в письме «по литологии и свойствам грунтов».

 

5. Если названную таблицу использовать предварительно, то каким образом определять окончательную сейсмичность малых площадок, на которые отсутствует карта СМР?

А.А.: Этот вопрос повторяет п.3 и ответ будет тот же: сейчас удовлетворительного документа, регламентирующего определение сейсмичности для объектов пониженной ответственности, нет и существует настоятельная необходимость его разработки. Можно дополнительно кратко сказать, что определять окончательную сейсмичность «малых» площадок по данным инженерно-геологических изысканий вполне возможно.

Уточним, что в данном случае имеет значение не столько размеры («малость») площадок, сколько пониженная ответственность сооружений.

 

6. По сути, СП 14.13330.2014 предусматривает на любых площадках проводить сейсмическое микрорайонирование, при отсутствии карт СМР. Но вряд ли это возможно и рационально на небольших площадках. В этих случаях, по-видимому, требуется определение расчетной сейсмичности инструментальными методами без проведения полного комплекса работ по СМР. Так ли это?

А.А.: Краткий ответ на этот вопрос: да, так. Более подробно соответствующие процедуры СМР можно расписать в предлагаемом выше нормативном документе.

 

7. Допускается ли применение метода аналогий в определении сейсмичности без применения инструментальных методов при простых условиях и достаточно надежного аналога?

А.А.: И здесь кратко можно ответить: да, допускается. Только нужно заметить, что говорить в данном контексте об «аналогах» неверно и неточно. Правильнее говорить об определении сейсмичности по данным инженерно-геологических изысканий. Понятие «аналогичные» грунты, имея ввиду соответствие требованиям таблицы 1, определяет сейсмичность с точностью 1 балл, что неудовлетворительно из-за низкой точности. Если использовать дополнительные инженерно-геологические характеристики (модуль деформации, сцепление, прочность на сжатие и т.п.), тогда точность определения поправки в виде приращения сейсмической интенсивности можно значительно повысить.

 

8. Можно ли определять сейсмичность небольших площадок вообще без применения инструментальных методов, с использованием только инженерно-геологических данных?

А.А.: И на этот вопрос можно ответить удовлетворительно, повторяя вышесказанное.

Заключая ответы на вопросы, поднятые в письме А.Тараканова, еще раз подчеркнем основной тезис статьи. Назрела необходимость разработки нормативного документа, в котором были бы определены ответы на вопросы, связанные с изысканиями под сооружения нормального и пониженного уровня ответственности. В настоящее время современного (и потому удовлетворительного) документа, регламентирующего определение сейсмичности подобных объектов, нет. Использование в этом документе дополнительных инженерно-геологических характеристик (модуль деформации, сцепление, прочность на сжатие и т.п.), значительно повысит точность определения поправки в виде приращения сейсмической интенсивности и других параметров сейсмических воздействий.

 

А.Алёшин

Главный научный сотрудник ИФЗ РАН

 

 

Список литературы
1. Алешин А.С. Основы континуальной теории сейсмического микрорайонирования. М.: Научный мир, 2017, 300 с.
2. СП 283.1325800.2016.Объекты строительные повышенной ответственности. Правила сейсмического микрорайонирования. М.: 2016

Уважаемые читатели! Если у Вас после прочтения какой-либо статьи появилось желание высказаться по затронутой проблеме, Вы можете подготовить свою статью или развернутый комментарий и выслать его на электронный адрес info@geoinfo.ru. Наиболее интересные комментарии будут отбираться редакцией и публиковаться под указанной Вами в письме статьей. Если же Ваш материал превысит по объему 3-4 страницы, то мы с удовольствием опубликуем его как отдельную статью. Обращаем Ваше внимание, что все комментарии и статьи должны сопровождаться данными автора: имя и фамилия, должность и место работы, контактный e-mail.

© ООО «ГеоИнфо» 2016

Яндекс.Метрика

Пользовательское соглашение - оферта