СП 269.1325800.2016 Транспортные сооружения в сейсмических районах. Правила уточнения исходной сейсмичности и сейсмического микрорайонирования

Приложение И
(справочное)

Сейсмическое микрорайонирование участка железнодорожного вокзала

Железнодорожный вокзал в г.Сочи (Краснодарский край) построен в 1952 г. Комплекс разновысоких зданий вокзала занимает площадку размерами 145х52 м в плане. Высота двух зданий (административного корпуса и здания билетных касс) около 10 м, центрального корпуса - 20 м, башни - более 45 м.

Вокзал сооружен на спланированном участке склона. Фундаменты под кирпичными стенами устроены в виде бетонных лент шириной по подошве от 1,2 до 4,0 м. Глубина заложения фундаментов от естественной поверхности грунта колеблется от 1,2 до 7,2 м.

Под подошвой фундаментов залегает глина от тугопластичной до полутвердой консистенции с включением до 20% дресвы и щебня аргиллита и песчаника. Суммарная мощность слоев глины под зданием административного корпуса составляет от 10 до 20 м. Под фундаментами других зданий мощность покровных отложений уменьшается до 10-15 м и менее.

На участке вокзала коренная порода представлена аргиллитом. Верхний слой аргиллита толщиной около 3 м разрушен до состояния глыб, дресвы и щебня с глинистым заполнителем. Плотность грунта - 2,08 т/м, модуль деформации - 15-24 МПа, условное сопротивление при сжатии - 20-25 тс/м.

Ниже залегает слой аргиллита низкой прочности с плотностью 2,10 т/м, модулем деформации 30 МПа, условным сопротивлением при сжатии 30-35 тс/м. Мощность этого слоя приблизительно 2 м.

Еще ниже располагается трещиноватый аргиллит с плотностью в кровле 2,35 т/м, модулем деформации 35-40 МПа, условным сопротивлением при сжатии, равным 40-50 тс/м.

За период с 1952 г. по 1990 г. в стенах зданий появились многочисленные трещины преимущественно вертикального направления. Ширина раскрытия трещин в отдельных местах достигала 10 мм. Трещины появились из-за неодинакового давления на грунт разновысоких частей зданий и переменной мощности сжимаемой толщи глинистых грунтов. К 1994 г. разность осадок стены вокзала со стороны перрона достигла 169 мм.

При проектировании вокзала предполагалось, что сила максимального возможного землетрясения в г.Сочи не превышает 7 баллов. В связи с этим в проекте были предусмотрены только минимальные антисейсмические мероприятия в виде поясов из железобетона в кирпичных стенах центрального и административного корпусов, а также в здании билетных касс.

В связи с разрушительными землетрясениями на Кавказе в Армении (1988 г.) и Грузии (1991 г.) сейсмическая опасность для г.Сочи повышена до 9 баллов применительно к наиболее крупным объектам на железных и автомобильных дорогах, включая выдающиеся памятники архитектуры, к которым относится железнодорожный вокзал в г.Сочи.

Неудовлетворительное состояние кирпичной кладки стен, слабое армирование железобетонных конструкций не соответствовали требованиям безопасной эксплуатации вокзала в районе высокой сейсмичности. В связи с этим были выполнены специальные исследования, включая сейсмическое микрорайонирование места расположения вокзала, и разработаны рекомендации по антисейсмическому усилению несущих и декоративных конструкций.

Сейсмические свойства грунтов под зданием вокзала на глубину до 20 м определены при выполнении геофизических работ на пяти профилях общей длиной 344 м. Мощности слоев и скорости продольных и поперечных сейсмических волн выявлялись с шагом в горизонтальном направлении 10 м.

Сейсмичность площадок зданий вокзала определялась с осреднением сейсмических свойств расчетной толщи по территории зданий, разделенных антисейсмическими (деформационными) швами. Характеристики расчетной толщи устанавливались в зависимости от сейсмических свойств толщи мощностью 10 м, расположенной ниже отметок заложения фундаментов. Мощность слоев грунта в пределах расчетной толщи определялась по данным инженерно-геологических разрезов, соответствующих центральным осям зданий.

В изученном массиве поперечные волны распространялись со следующими скоростями: в полутвердых и тугопластичных глинах - от 270 до 300 м/с, в аргиллите разной степени выветрелости - от 720 до 850 м/с.

Грунты с менее благоприятными сейсмическими свойствами расположены под зданием административного корпуса. Среднее значение скорости V=270 м/с, плотность глины =1,92 т/м, мощность расчетной толщи - 10 м, сейсмическая жесткость грунта =518 т/(м·с), поправка к исходной сейсмичности на грунтовые условия балла. С учетом нелинейности деформаций грунта при землетрясениях силой 9 баллов V=0,7·270=189 м/с, =0,4 балла.

По данным сейсморазведки, на участке работ по капитальному ремонту вокзала выделены четыре микрозоны. Поправки на грунтовые условия в микрозонах изменялись в интервале значений от 0,3 до 0,4 балла.