ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ, ВЛИЯЮЩИХ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Одно из важных требований в строительстве зданий и сооружений это сохранение качественной эксплуатации на весь жизненный цикл объекта. Долговечность – это свойство зданий и сооружений, а также несущих и ограждающих конструкций выполнять заданные функции в период эксплуатации [1].

На стадии проектирования для защиты конструкций от разрушений и коррозионных повреждений применяют два вида защиты.

К первичной защите относят выбор материала конструкций, для того, чтобы обеспечить наибольшую надёжность при эксплуатации, а к вторичной защите относят нанесения защитного покрытия, которое исключает или уменьшает коррозионные разрушения.

Выбор материала и защитное покрытие положительно влияет на повышение долговечности конструкции, но правильный выбор формы конструкции с точки зрения коррозионной стойкости, может значительно продлить срок службы конструкции. Размеры и форма конструкции должны обеспечить хороший водоотвод, отсутствие мест накопления застоев жидкостей, отсутствие трещин, через которые могут проникать жидкости.

Значительное влияние на коррозионные процессы также оказывает положение конструкции в пространстве, например, на различных участках поверхности конструкции может преобладать значительная степень увлажнения или высыхания, которая будет отрицательно влиять на работу конструкции. Поэтому при положении конструкций необходимо учитывать рельеф местности, грунтовых условий, расположение смежных объектов влияющих на параметры агрессивных сред.

Наиболее остро попеременные нагрузки воспринимает конструкция в стыках, в местах сопряжения конструкций, обрыва арматуры, в проёмах и других опасных местах. Для того чтобы избавиться от данного отрицательного фактора, необходимо располагать места ожидаемых концентраций напряжения в менее загруженные зоны конструкции, плавно изменять поперечное сечение конструкции для того, чтобы сгладить перепады напряжений, устанавливать демпферные устройства для равномерного распределения внутренних усилий. А для предотвращения раннего образования трещин усиливают поперечное сечение, путём устаревания косвенных сеток армирования [2].

На стадии эксплуатации на долговечность конструкции помимо старения конструкции, влияют случайные факторы, которые можно только спрогнозировать.

Одним из видов случайных факторов, влияющих на эксплуатацию можно отнести инженерно-геологических явлений.

Геологические процессы бывают природные, антропогенные, а также иметь комбинированный характер. Примером комбинированного характера можно отнести устройство геотермальных скважин, которые могут обеспечить горячее водоснабжение и отопление на многие годы, в результате которых увеличилось количество землетрясений на территории США за последние двадцать лет.

Эндогенные геологические процессы, обусловленные силами внутренней динамики Земли, к таким процессам можно отнести тектонические движения земной коры, тектонические нарушения и землетрясения. Тектонические нарушения отрицательно влияют на строительство и эксплуатацию, в результате таких нарушений возникают неодинаковые свойства грунтов, раздробленность и трещиноватость грунтов, что затрудняет процесс строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

Землетрясение ежедневно происходят на Земле, иногда они незаметны, а иногда приводят к катастрофам. Оценка силы землетрясения выражается в баллах от 0 до 12. В районах с бальностью от 7 до 9 баллов строительство ведётся с учётом специальных мероприятий, которые регламентируются с помощью СП 14.13330.2011 «Строительство в сейсмических районах». В районах с бальностью выше 9 баллов строительство не рекомендуется.

Землетрясения с бальностью выше 9-ти баллов могут привести к стихийным бедствиям. В 1995 году в нашей стране был полностью разрушен посёлок городского типа Нефтегорск, находящийся на территории Сахалинской области, но, тем не менее, основная беда этой территории в том, что построенные в 60-тые годы панельные дома были не подготовлены к таким стихийным бедствиям.

Различные ежедневные «микроземлетрясения» не опасны, но они могут иметь накопительный характер и впоследствии привести к таким явлениям, как обвалы и оползни.

Обвалами - это обрушения крупных масс грунтов с крутых склонов, которые сопровождаются опрокидыванием массива и его дроблением.

Оползнями называется смещение грунтов по склону под действием силы тяжести и при участии поверхностных и подземных вод.

Эти явление могут привести к разрушению зданий и сооружений, железных и автомобильных дорог и значительно усложнить работу сооружений.

При проектировании зданий и сооружений уровень грунтовых вод является одним из важных факторов выбора фундамента и его заложения. Деятельность подземных вод также может отрицательно влиять на здания и сооружения, в результате которых может возникать карст, подтопление и набухание грунтов, суффозия, плывуны и другие отрицательные факторы.

Карстом называется выщелачивание растворимых горных пород подземными водами с образованием пустот.

Возникновение карста может привести к провалам и деформациям сооружений и зданий, а также к возможным утечкам из водохранилищ через закарстованные породы. В прошлом веке в Испании была построена плотина высотой 72 м на закарстованных известняках. После окончания строительства оказалось, что водохранилище заполнить нельзя, так как вода стала уходить по закарстованным породам.

Россия является одной из ведущих стран по добыче полезных ископаемых. Но добыча нефти, газа и других полезных ископаемых могут приводить к смещению поверхности земли ниже уровня моря, заболачиванию, подтоплению, деформациям зданий и сооружений, землетрясениям и оседанию земной поверхности [3].

Прогнозированием инженерно-геологических явлений занимаются во всех странах, но абсолютной точности в этом направление достичь невозможно. Основные методики прогнозирования основываются на экспертном мнении и на вероятностном методе. В нашей стране правила прогнозирования для различных организаций регламентируется ГОСТ Р 22.1.06-99 «Мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений и процессов» [6].

Поэтому для решения проблемы влияния инженерно-геологических процессов одним из решений является создание современной нормативно-технической базы, где по каждому району были бы собраны характеристики, которые могут влиять на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений. К основным параметрам данной нормативной базе можно отнести:

- характеристики, относящие к сейсмическому режиму, вулканофизической и сейсмической активности данной местности;

- характеристики, относящиеся к таким явлениям, как оползень, обвал (площадь поражённой территории, объём сместившейся массы, режим быстроменяющихся факторов, оценка сейсмогенного, геодинамического и техногенного воздействия и т.д.);

- параметры, характеризующие карстовые породы и лессовые грунты (площадь поражённой территории, общее оседание территории, интегральные величины трещиноватость, увлажнённости, контрастности и т.д.);

- основные характеристики грунтов, подземных и поверхностных вод (плотность, сцепления, удельный вес, влажность и т.д.);

- климатические условия данной местности;

- различные сведения о производственном и непроизводственном фонде региона, об опыте строительства и эксплуатации прошлых лет;

- характеристики основного рода деятельности региона.

Создание единой базы сможет более точно построить модель прогнозирования долговечности железобетонных конструкций, а также выбрать наиболее эффективные методы ремонта и наблюдения за эксплуатируемым объектом в процессе его жизни.

Список литературы:

1. СНиП 1-2-80 «Строительная терминология», Стройиздат, Москва, 1980 - 29 с.
2. Пухонто В.И.  Долговечность железобетонных конструкций инженерных сооружений, Москва АСВ, 2004. - 424 с.
3. Маслов Н.Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов, Высш. школа, 1982.- 511 с.
4. Каталог минералов RU [электронный ресурс] – Режим доступа – URL: http://www.catalogmineralov.ru/deposit/russia/ (дата обращения 4.03.2018)
5. Катастрофы конца XX века [электронный ресурс] – Режим доступа – URL: https://www.booksite.ru/localtxt/kat/ast/rofy/ (дата обращения 4.03.2018)
6. ГОСТ Р 22.1.06-99 «Мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений и процессов», Москва, 1999 - 10 с.
7. Заречных И.Ю., Невзоров А.Л. Механика грунтов в схемах и таблицах: Учебное пособие, Москва, 2007 - 136 с.