Сейсмозащитные устройства: актуальные проблемы сейсмобезопасности

Отмечается, что, к сожалению, действующие нормативы вообще не предусматривают возможности устройств внешней сейсмоизоляции и для устройства сейсмоизоляции предписывают неоправданные ограничения по ее размещению (выше фундамента). Показано [13, 14], что использование пространственных фундаментных платформ на скользящем слое не нарушает целостности строительной системы и создает достаточно ясный барьер, ограничивающий передачу больших сейсмических воздействий на здание, что подтверждено компьютерным моделированием и лабораторными испытаниями. Отмечается надежность и простота данного внешнего устройства, а также снятие нормативных ограничений на несимметричность, протяженность здания и расположение масс и пр. Проведение натурных испытаний будет способствовать успешному применению внешней сейсмоизоляции в строительстве.

2.3. Сейсмостойкие фундаменты и здания замкнутого типа на вечномерзлых и слабых грунтах

Сочетание условий сейсмичности и сложных грунтовых условий характерно для многих районов Якутии, Сибири, Горного Алтая и других регионов. В работах [15–19] для слабых грунтов рекомендуется использовать плитные фундаменты. Их достоинством является возможность при сравнительно небольших толщине и глубине заложения надежно передавать значительные нагрузки на слабые грунты, выравнивая практически неизбежные при отдельных фундаментах неравномерные осадки. Сплошная плита обеспечивает и защиту от неопределенностей и неоднородности основания (естественную, неточно выявляемую обычными геологическими изысканиями, или искусственную, возникающую при протечках коммуникации, локальном промораживании или подмыве грунтовыми водами и т. д.).

Интерес к плитным фундаментам поддерживается также тем, что приведенная «в деле» стоимость 1 м³ фундаментной плиты в 2–3 раза меньше, чем у свайного фундамента [13].

Мы разделяем мнение авторов [15–20] об указанных достоинствах и эффективности плитных фундаментов, однако считаем необходимым указать на возможности их совершенствования и эффективного применения в более широких областях [21–13] в виде пространственных фундаментных платформ (рис. 1).

Рис. 1. Пространственные фундаментные платформы для строительства на слабых и вечномерзлых грунтах: а – сборная железобетонная платформа (патент на полезную модель № 38789); б – сборная сталежелезобетонная фундаментная платформа (патент на изобретение № 2206665); в – монолитная фундаментная платформа с утеплителем (патент на полезную модель № 45410)

Данные утверждения основываются на следующих положениях:

• используемые в [21–25] тонкие железобетонные сплошные плиты толщиной 35–40 см имеют относительно небольшую изгибную жесткость и поэтому в определенной мере чувствительны к неравномерным осадкам (деформациям) основания, а пространственные фундаментные платформы при том же расходе бетона обладают повышенной изгибной жесткостью (в 50–70 раз!). Это делает фундаментные платформы значительно менее чувствительными к локальным неоднородностям грунта и неравномерным осадкам. Фундаментные платформы обладают большой распределительной способностью передачи нагрузки на слабые основания и в значительно меньшей мере зависят от неточностей, экспериментально определяемых характеристик грунтов, которые особенно велики для слабых грунтов. Пространственные фундаментные платформы органично включают в себя проветриваемое подполье, а также структурно хорошо согласуются с предлагаемыми полносборными зданиями (рис. 2) и специальными сооружениями [24,25];

• благодаря большой распределительной способности и жесткости фундаментных платформ их можно располагать на поверхности грунта, сняв лишь растительный слой, существенно снижая объем земляных работ и создавая условия для производства строительных работ практически в любое время года. Сохраняются естественные свойства грунта. При устройстве фундаментных платформ, выступающих по периметру за пределы здания, можно использовать их теплозащитные свойства для снижения теплопотерь здания через фундамент и тем самым сохранить основание от промерзания, что особенно важно для пучинистых грунтов;

• межфундаментное пространство в фундаментных платформах образует вентилируемое подполье и позволяет использовать фундаментные платформы на вечномерзлых грунтах, сохраняя их несущие свойства, а также размещать в этом пространстве технологическое оборудование и коммуникации.

Пространственные фундаментные платформы могут осуществляться в сборном, монолитном или сборно-монолитных вариантах.

Все эти качества позволяют определить их как «экологически чистые конструкции», не вызывающие повреждения окружающей природы.