РАЗЖИЖЕНИЯ  ГРУНТОВ  ПРИ  СИЛЬНЫХ  ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯХ

Константинова  Тамара  Георгиевна

старший  научный  сотрудник  камчатского  филиала  Геофизической  службы  РАН,  Петропавловск-Камчатский.

E-mail: 

LIQUEFACTION  OF  SOILS  DURING  STRONG  EARTHQUAKES

Tamara  Konstantinova

A  senior  fellow  of  the  Kamchatka  branch  of  the  Geophysical  Service  RAS,  Petropavlovsk-Kamchatsky

АННОТАЦИЯ

При  Олюторском  землетрясении  21  апреля  2006  г.  в  поселке  Тиличики  были  повреждены  жилые  дома,  детский  сад  и  школа,  объекты  коммунального,  социального  и  общественного  назначения. 

ABSTRACT

Olutorskiy  earthquake  April  21,  2006  in  the  village  of  Tilichiki  damaged  houses,  a  kindergarten  and  a  school,  public  facilities  of  social  and  public  purpose.

Ключевые  слова:  Олюторское  землетрясение,  разжижение  грунтов,  трещины,  повреждения  зданий.

Key  words:  Olutorskiy  earthquake,  liquefaction  of  soils,  cracked,  damaged  buildings.

Часть  3.  Результаты  обследования  последствий  Олюторского  землетрясения  в  поселке  Тиличики

Поселок  Тиличики  расположен  в  северо-восточной  части  полуострова  Камчатка.  Он  вытянут  вдоль  бухты  Скрытая  на  2,5  км,  ширина  его  180—200  м.  Застроен  преимущественно  двухэтажными  и  одноэтажными  жилыми  и  административными  домами  из  бруса.  Здания  каменной  постройки  представлены  строениями  от  одного  до  пяти  этажей. 

Поселок  построен  на  морской  террасе.  По  генезису  выделено  2  типа  отложений  четвертичного  возраста:  техногенные  (tQ_iv)  и  морские  (mQ_iv).  На  небольших  участках  встречены  насыпные  грунты:  галька,  гравий,  песок,  мощностью  от  0,1  до  0,5  м,  иногда  и  более.  Ниже  по  разрезу  —  песок  с  гравием,  реже  супесь.  Эти  отложения  преимущественно  залегают  до  глубин  2—2,5  м,  иногда  они  отсутствуют.  Глубже  повсеместно  залегают  гравийные  и  галечниковые  грунты  с  песчаным  заполнителем.  В  юго-западной  части  поселка  на  глубинах  3,5—5,6  м  вскрыты  пылеватые  пески.

Гидрогеологические  условия  поселка  неблагоприятные  из-за  близкого  залегания  от  поверхности  уровня  грунтовых  вод.  Грунтовые  воды  в  пределах  застроенной  территории  вскрыты  на  глубинах  от  0  до  3,8  м  от  поверхности  земли.  Максимальный  подъем  может  повышать  установленный  на  момент  проходки  горных  выработок  на  0,5  м.

В  поселке  Тиличики,  удаленном  от  эпицентра  Олюторского  землетрясения  на  95  км,  на  21  апреля  2006  года  проживал  1991  житель.  Жилой  фонд  составлял  около  150  домов.  Специалистами  Института  вулканологии  и  сейсмологии  обследованы  27  зданий  каменной  постройки,  25  двухэтажных  домов  из  бруса  и  12  одноэтажных  деревянных  домов. 

Повреждения  каменных  строений 

На  юго-западной  окраине  поселка  на  улице  Заречная,  №  36  в  1985  году  было  построено  первое  четырехэтажное  жилое  здание  из  крупных  блоков  с  двумя  подъездами.  В  результате  Олюторского  землетрясения  внешние  стены  дома  покрылись  сетью  вертикальных  трещин.

Во  2  подъезде  на  4  этаже  в  квартире  все  падало.  Оконтурены  стены,  потолки,  швы  потолочных  блочных  плит  частично  раскрыты.  В  других  квартирах  и  в  первом  подъезде  жильцов  нет,  боятся  заходить  в  дом. 

К  1988  году  на  этой  же  территории  возведены  три  пятиэтажных  дома  из  крупных  блоков  с  двумя  подъездами.  Направление  всех  четырех  зданий  от  сопки  к  бухте.  В  доме  на  ул.  Заречная,  №  38  раскрыты  швы,  трещина  в  фундаменте  образовалась  до  землетрясения.

На  1  этаже  1  подъезда  (ближе  к  сопке)  блоки  оголены,  шириной  до  1—2  см.  Штукатурка  толщиной  до  3  см  обрушилась  с  ¾  стены.  Между  квартирами  образовались  сквозные  трещины.  На  3  этаже  трещинами  оконтурены  блоки  до  0,5—1,0  см.  Из  щелей  между  потолочными  плитами  вывалились  большие  куски  замазки  (цемент  хорошего  качества).  Двери  перекосило.  Оконные  рамы  отошли  от  стены  на  1  см.  На  4  этаже  сдвинулась  потолочная  плита.  Образовались  трещины  шириной  до  0,5  см  по  бетонном  полу  на  лестничной  клетке.

На  лестничной  клетке  2  подъезда  образовались  сквозные  трещины  до  0,5—1,0  см.  В  квартирах  жильцов  нет. 

Дома  №  40  и  42  объединены  торцовыми  стенами.  Дом  №  40  расположен  у  подножия  сопки,  продолжением  его,  по  направлению  к  бухте,  является  дом  №  42.  В  результате  землетрясения  в  первом  подъезде,  направленном  в  сторону  бухты,  произошли  значительные  конструктивные  нарушения.  Появилась  сеть  трещин  от  тонких  до  сквозных  зияющих.  Разошлись  многие  блоки.  Сдвинулись  перегородки.  Вертикальная  трещина  прослеживается  от  фундамента  до  крыши  (рис.  1).  Здание  в  аварийном  состоянии. 

На  площадке,  застроенной  зданиями  №  40  и  42,  с  поверхности  повсеместно  вскрыт  галечниковый  грунт  с  песчаным,  супесчаным  и  суглинистым  заполнителем,  ниже  на  глубинах  3,5—5,6  м  скважинами  пройдены  пылеватые  пески.  Грунты  практически  с  поверхности  обводнены.  Нет  сомнения,  что  водонасыщенные  пылеватые  пески  увеличили  повреждения  зданий,  сейсмостойкость  которых  не  превышала  6  баллов.

Крупноблочные  дома  в  поселке  Тиличики  строились  по  серии  1,306  С,  рассчитанной  на  6  баллов,  без  учета  сейсмических  нагрузок.  Здания  испытали  предельно  возможные  для  них  нагрузки  и  находятся  в  аварийном  состоянии. 

В  мелкоблочной  кладке  из  бетонных  камней  были  запроектированы  общеобразовательная  школа,  школа-интернат,  детский  сад.  Фундаментами  служили  ленточные  монолитные  и  сборные  бетонные  конструкции. 

В  главном  корпусе  трехэтажной  общеобразовательной  школы  частично  разрушена  стена  здания.  Образовались  большие  завалы  обрушенных  конструкций  (рис.  2).  Повреждены  остальные  стены,  блоки  оконтурены  сквозными  трещинами  со  сдвигом  их. 

Рисунок  1.

Рисунок  2.

Школа-интернат  состоит  из  двух  двухэтажных  зданий.  В  торцовой  стене  здания,  построенного  частично  из  крупных  блоков,  деформирован  каркас,  блоки  выдвинулись  из  стены  на  значительную  величину  (рис.  3).  В  здании  из  мелких  блоков  также  произошли  значительные  повреждения  несущих  конструкций,  глубокие  сквозные  трещины  прошли  по  всей  стене,  вывалилась  часть  мелких  блоков  (рис.  4).        

Рисунок  3.

Рисунок  4.

Торец  двухэтажного  здания  детского  сада  с  наружной  стороны  нарушен  глубокими  сквозными  трещинами  (рис.  5).  В  центральной  части  здания  с  крыши  обвалились  бетонные  парапеты  (рис.  6). 

Рисунок  5.

Рисунок  6.

На  первом  этаже  стены  покрыты  вертикальными  и  горизонтальными,  реже  диагональными  трещинами.  Продольная  стена  на  стыке  с  потолком  отделена  от  поперечной  на  10—12  см.  Часть  пола  перекосилась  и  стала  выпуклой,  как  бы  вздулась.  Поперечная  стена,  к  которой  примыкает  лестница  на  2  этаж,  в  сквозных  трещинах  шириной  более  10  см  (рис.  7).  На  лестничной  площадке  2  этажа  раскололся  бетон,  трещины  на  всех  ступеньках  вдоль  стены  (рис.  8). 

Рисунок  7.

Рисунок  8.

На  втором  этаже  перегородки  в  сквозных  трещинах.  Блоки  разошлись  на  10—15  см  и  более. 

Эти  здания  получили  от  тяжелых  повреждений  до  разрушений,  они  признаны  аварийными. 

Двухэтажное  блочное  здание  ФСБ.  Довольно  компактное  и  симметричное  в  плане,  здание  имело  с  фасадной  стороны  1,5  метровое  нависание  второго  этажа  над  первым.  В  стенах  и  перекрытиях  серьезные  повреждения  от  кручения  и  сжатия  нижней  стены  консолью  второго  этажа.  Кроме  этого,  к  зданию  подошли  трещины  в  грунте,  ширина  одной  из  них  10  см.  Разорван  фундамент.  Здание  в  вертикальных,  горизонтальных  и  диагональных,  преимущественно  сквозных,  трещинах. 

Из  зданий  промышленного  предназначения  в  поселке  Тиличики  наибольшие  повреждения  получила  дизельная  электростанция.  Машинный  зал  представляет  одноэтажное  здание  размерами  12х42  м  с  пролетом  12  м,  высотой  9,0  м.  Слабые  обводненные  пылеватые  пески  при  землетрясении  пришли  в  состояние  разжижения.  В  несущих  стенах  появились  трещины  со  смещением,  в  стыке  стен  и  потолка,  между  блоками.  Фундаменты  здания  просели  более  чем  на  30  см,  произошел  и  перекос  бетонных  полов  в  машинном  помещении.  Торцевые  стены  оторвались  от  продольных  из-за  отсутствия  между  колоннами  вертикальных  связей.  Большие  повреждения  получил  щитовой  зал.  Здание  ДЭС  в  аварийном  состоянии.

Итак,  в  поселке  Тиличики  наибольшие  повреждения  с  частичным  обрушением  получило  трехэтажное  здание  средней  школы.  Двухэтажные  здания  школьного  интерната  на  грани  обрушения.  Дизельная  электростанция  в  аварийном  состоянии.  Здания  детского  сада  получило  тяжелые  конструктивные  повреждения  и  также  находится  в  аварийном  состоянии. 

Повреждения  двухэтажных  деревянных  домов

К  торцу  двухэтажного  дома  из  бруса  на  ул.  50  лет  Комсомолу  Камчатки  подошла  трещина,  образовавшаяся  в  грунте,  шириной  в  5  см.  Фундамент  разорван  (рис.  9).  Под  окном  вдоль  фундамента  произошел  выброс  песка  (рис.  10).  Жильцов  в  квартире  нет.

Рисунок  9.

Рисунок  10.

Ул.  Центральная,  №  16.  При  землетрясении  в  грунте  образовалась  трещина  шириной  до  5  см,  она  подошла  к  дому  и  прошла  под  ним.  Разрушен  фундамент.  В  комнате  на  1  этаже  с  торцевой  стены  обвалилась  штукатурка  до  дранки  размером  в  ¾  стены.  Между  полом  и  стеной  зияет  щель  шириной  7—8  см.  В  перегородке  между  комнатой  и  кухней  появилась  сквозная  трещина  шириной  от  2  до  4  см.  В  ванной  комнате  много  обрушенной  штукатуркой.  Перекосились  двери,  оконные  коробки,  пол,  оторвались  отдельные  половицы.  Пол  у  окна  приподнят.  Нижняя  часть  наружной  стены  сдвинулась  на  2  см.  Потолок  в  трещинах.  Южная  торцевая  стена  деформировалась  и  искривилась.  По  периметру  всей  квартиры  глубокие  сквозные  трещины  между  потолком  и  стенами,  образовались  щели  до  2—3  см.  На  2  этаже  между  полом  и  стеной  появилась  щель  в  2—3  см.  Между  стеной  и  потолком  образовалась  щель,  в  которую  проходит  палка.  Виден  чердак  (рис.  11).  Образовалась  сквозная  трещина  между  комнатами.  Во  всех  квартирах  косяки  отошли  от  стен.  В  подъезде  в  фундаменте  трещины  до  1  см.  Дымоходные  трубы  упали  с  крыши. 

Повреждения  одноэтажных  деревянных  домов 

В  доме  из  бруса  на  улице  Печатный  переулок,  №  3  оконтурены  трещинами  соединения  пола  и  стены,  пол  немного  перекошен.  Образовалась  лубокая  трещина  с  соседней  квартирой,  видимо  сквозная.  Щель  между  полом  и  стеной  до  0,5—0,7  см.  Упал  титан.  В  соседней  квартире  сквозные  трещины.  Пол  наклонился  к  стене  в  сторону  бухты.

В  доме  на  улице  Зеленая,  №  17,  построенном  из  бруса  в  1961  году,  тяжелые  предметы  падали,  одни  на  запад,  другие  на  восток.  Холодильник  съехал  к  центру.  Батареи  упали,  штыри  (на  которых  они  висели)  вырвались.  Трещины  в  стыках  стен  и  потолка,  на  кирпичной  печи.  В  подвале  треснула  обшивочная  доска.  На  доме  две  трубы,  обе  упали.

В  доме  на  улице  Центральная,  №  3  образовались  трещины  на  потолке,  на  кирпичной  печи.  Тяжелые  предметы  падали.  На  доме  две  трубы,  одна  из  них  провалилась  на  чердак  (рис.  12).

Рисунок  11.

Рисунок  12.

Обсуждение  результатов

В  поселке  Тиличики  при  Олюторском  землетрясении  образовались  трещины  в  грунте,  они  подходили  к  домам,  нарушали  фундаменты.  В  результате  этого  образовывались  широкие  щели  между  стенами  и  полом,  стенами  и  потолком  и  нарушали  целостность  домов. 

Более  всего  пострадали  каменные  строения,  менее  —  одноэтажные  деревянные  дома.  Значительного  подъема  грунтовых  вод  не  наблюдалось.  В  нескольких  домах  происходило  вспучивание  полов,  что  свидетельствует  об  излиянии  под  этими  домами  разжиженных  песков. 

Землетрясение  вызвало  всеобщую  панику.  Люди  с  трудом  выбегали  на  улицы,  многие  падали.  Жители  поселка  боялись  прихода  волн  цунами  и  бежали  на  сопку.