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

Konstantinova  Tamara

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

Работа  выполнена  при  поддержке  Министерства  образования  и  науки,  в  рамках  государственного  задания  (проект  «Снижение  экологических  рисков  в  энергетике  и  оценка  ресурсов  водорода  на  территории  Камчатского  края»,  регистрационный  №  5.3799.2011)  и  Программы  стратегического  развития  Камчатского  государственного  университета  имени  Витуса  Беринга  на  2012—2016  годы. 

АННОТАЦИЯ

21  апреля  2006  г.  произошло  сильнейшее  землетрясение  на  Камчатке,  названное  Олюторским.  В  поселках  Корф,  Тиличики  и  Хаилино  были  повреждены  жилые  дома,  детские  сады  и  школы,  объекты  коммунального,  социального  и  общественного  назначения,  вышла  из  строя  взлетно-посадочная  полоса. 

ABSTRACT

April  21,  2006  was  the  strongest  earthquake  in  Kamchatka,  named  Olutorskiy.  In  the  villages  of  Korf,  Tilichiki  and  Khailino  were  damaged  homes,  kindergartens  and  schools,  public  facilities,  social  and  public  facilities,  broke  down  the  runway.

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

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

Часть  2.  Результаты  обследования  последствий  Олюторского  землетрясения  в  поселке  Корф

21  апреля  2006  г.  произошло  сильное  землетрясение  в  Коряки,  которому  дано  название  Олюторское.  Это  сейсмическое  событие  относится  к  одному  из  сильнейших  на  Камчатке.  На  следующий  день  сотрудники  Института  вулканологии  и  сейсмологии  ДВО  РАН  Т.Г.  Константинова  и  Т.К.  Пинегина  были  направлены  для  проведения  оперативного  макросейсмического  обследования  в  эпицентральной  зоне  и  в  пострадавших  от  землетрясения  поселках  Корф,  Тиличики  и  Хаилино,  в  которых  проживало  около  4000  человек.  Был  проведен  опрос  населения,  собраны  данные  о  характере  разрушений  зданий  различного  типа  и  получен  большой  фотоматериал.  Проведены  измерения  размеров  трещин  в  грунте,  описаны  грязевые  вулканы,  выбросы  грязи  по  трещинам,  осадки  грунта.  В  поселках  были  повреждены  жилые  дома,  непригодны  к  эксплуатации  детские  сады  и  школы,  вышла  из  строя  взлетно-посадочная  полоса,  объекты  коммунального,  социального  и  общественного  назначения.  При  этом  землетрясении  человеческих  жертв  не  было.

В  данной  статье  приведены  примеры  разжижения  рыхлых  грунтов  при  Олюторском  землетрясении  в  поселке  Корф.  Использованы  фотографии,  выполненные  Константиновой  Т.Г.  и  Пинегиной  Т.К.

Главный  разлом  Олюторского  землетрясения  находился  недалеко  от  поселка  Хаилино.  Максимальный  взброс  наблюдался  в  северо-восточной  части  разлома,  около  30  км  к  северу  от  поселка  Хаилино,  и  составил  2,8  м  [1,  с.  172].

Инженерно-геологические  изыскания  на  площадках  строительства  в  этих  поселках  выполняли  ОАО  Камчатский  трест  инженерно-строительных  изысканий  (КамчатТИСИЗ),  Камчатское  отделение  Государственного  института  по  проектированию  предприятий  рыбной  промышленности  (Гипрорыбпром)  и  Новосибирский  филиал  Главного  управления  капитального  строительства  «РОСПРОЕКТ». 

Согласно  таблице  1  СНиП  II-7-81*  «Строительство  в  сейсмических  районах»,  пески  рыхлые  независимо  от  влажности  и  крупности  отнесены  к  III  категории  по  сейсмическим  свойствам.  В  примечаниях  к  таблице  указано,  что  при  отсутствии  данных  о  консистенции  или  влажности  глинистые  и  песчаные  грунты  при  положении  уровня  грунтовых  вод  выше  5  м  относятся  к  III  категории  по  сейсмическим  свойствам  [2,  с.  3].  Для  грунтов  III  категории  сейсмичность  площадок  увеличивается  на  1  балл,  что  не  сделано  при  составлении  карт  инженерно-геологических  условий  поселков.

При  землетрясении  2006  г.  в  поселках  Хаилино  и  Тиличики,  разжижжение  грунтов  носило  локальный  характер.  В  поселке  Корф  произошло  повсеместное  разжижжение  грунтов. 

Поселок  Корф

Поселок  Корф  основан  в  1927  году  как  рыболовная  база  на  западном  побережье  Берингова  моря  на  песчаной  косе.  В  Корфе  имелись  морской  причал  и  аэропорт.  Через  него  ввозилась  значительная  часть  продовольствия,  горючего  и  прочих  товаров,  поставляемых  в  северный  район  Камчатки. 

На  момент  землетрясения  в  поселке  имелось  около  90  жилых  домов,  в  которых  проживали  1352  человека.  С  23  апреля  до  2  мая  2006  г.  обследовано  59  административных  и  жилых  зданий,  из  них  18  зданий  каменной  постройки,  24  двухэтажные  дома,  возведенные  из  бруса  и  15  одноэтажных  домов,  преимущественно  брусчатых,  2  двухэтажные  здания,  у  которых  первый  этаж  каменной  постройки,  второй  —  из  бруса.  Здания  каменной  постройки  одно-,  двух-  и  реже  трехэтажные,  в  основном  блочные,  построены  без  антисейсмических  усилений. 

При  землетрясении  на  Корфской  косе  повсеместно  появлялись  трещины  в  грунте  (рис.  1—2). 

Рисунок  1.

Рисунок  2.

Вдоль  трещин  обнаружено  много  вулканчиков,  из  которых  изливался  песок  преимущественно  серого,  темно-серого  и  рыжего  цвета,  от  пылеватого  до  крупного,  мелкая  галька,  щебень  и  уголь  (рис.  3—4).  Высота  вулканчиков  достигала  нескольких  десятков  сантиметров,  реже  1  метра. 

Рисунок  3.

Рисунок  4.

Многие  улицы  и  огороды  были  залиты  песком  и  илом  толщиной  до  10—50  см  (рис.  5—6). 

Рисунок  5.

Рисунок  6.

Свидетельство  очевидца:  «Я  выбежал  из  дома.  Качало  так  сильно,  что  выбежать  удалось  с  трудом,  многие  не  могли  стоять  на  ногах  и  падали  в  снег.  На  земле  образовались  трещины,  они  заполнились  водой.  Мокрый  песок  появился  во  дворе,  теплице  и  под  домом.  Грязевые  потоки  залили  большую  территорию  рядом  с  домом.  Характер  излияния  воды  и  грязи  был  неравномерный,  как  бы  пульсирующий».

Свидетельство  другого  человека:  «Идти  было  трудно.  На  улице  фонтаны  до  0,5—1,0  м.  Они  появились  после  первого  и  второго  толчка  не  только  на  улице,  но  даже  в  комнате.  Дом  проседает». 

Разжижение  грунта  в  районе  косы  и  на  прилегающей  акватории,  связано  с  наличием  на  небольших  глубинах  обводненных  преимущественно  пылеватых  и  мелкозернистых  песков.  Эти  осадки  и  составили  значительную  часть  грязевых  выбросов  из  трещин.

Взлетная  полоса  аэропорта  покрылась  разнонаправленными  трещинами  от  тонких  до  весьма  широких,  произошло  много  выбросов  песка  и  ила,  излившийся  грунт  местами  просел.  Бетонные  плиты  деформированы,  местами  произошли  провалы  асфальта. 

В  местах  наибольших  грязевых  выбросов  стала  происходить  массовая  осадка  грунтов  (рис.  7—8).

Рисунок  7.

Рисунок  8.

Двухэтажное  крупноблочное  здание  школы  построено  из  шлакоблоков  на  ленточном  фундаменте.  В  школе  шли  занятия,  все  услышали  сильный  нарастающий  гул,  вскоре  стало  сильно  раскачивать.  В  здании  произошли  значительные  конструктивные  повреждения.  На  стене  между  классами  трещина,  появившаяся  при  землетрясении  1991  г.  шириной  до  0,5  см,  увеличилась  до  1,0  см.  В  стыках  стен,  стен  и  потолка  образовались  глубокие  трещины  (рис.  9).  Перегородки  между  классами  покрылись  сетью  сквозных  трещин.  В  спортзале  образовалась  густая  сеть  трещин  в  перегородках  и  несущих  конструкциях  (рис.  10).  В  бетонном  полу  образовались  широкие  косые  трещины. 

Рисунок  9.

Рисунок  10.

Учителя  школы  свидетельствовали:  «Каменная  лестница,  ведущая  со  второго  этажа  на  первый,  ходила  ходуном,  напоминая  подвесной  мост.  Все  дети  быстро  были  выведены  из  школы».  Свидетельство  преподавателя  школы  Катранжи  Г.Н.:  «Вначале  услышал  гул  как  от  вездехода,  потом  резкий  толчок  снизу.  Выбежал  на  улицу  и  увидел,  как  пошли  волнообразные  колебания  по  вертикали  и  по  горизонтали.  Сбивало  с  ног.  На  моих  глазах  появилась  первая  трещина  от  угла  школы,  я  ее  перепрыгнул.  Вскоре  появились  фонтаны  высотой  до  50  см.  Излияние  продолжалось  около  15  минут.  Оно  продолжалось  и  после,  но  поступала  уже  грязь  с  более  крупным  материалом.  Характер  излияния  ровный,  я  даже  подумал,  что  прорвало  трубу».

Есть  основание  полагать,  что  значительные  конструктивные  повреждения  здания  школы  связаны  с  неблагоприятными  инженерно-геологическими  условиями  этой  площадки,  к  которым  относятся  высокое  стояние  уровня  грунтовых  вод  (0,9  м  от  поверхности  земли)  и  преобладание  в  разрезе  обводненных  песков  (по  разрезу  скважины,  расположенной  рядом  со  школой). 

Один  из  нескольких  двухэтажных  домов  из  бруса  построен  на  заболоченном  месте.  Болото  засыпано.  Дом  достаточно  приподнят  на  насыпном  грунте.  При  землетрясении  две  трещины  в  грунте,  сошедшиеся  в  торце  дома,  повредили  фундамент  (рис.  11).  Дом  сдвинулся  с  фундамента  (рис.  12).  Балконы  первого  этажа  сорваны  с  железобетонных  стояков  и  сдвинуты.  Центральная  часть  дома  просела.  Полы  вспучены.  Порвана  канализационная  система.  Торцы  дома  выгнулись  наружу.  В  подвале  появилась  вода. 

Рисунок  11.

Рисунок  12.

К  торцу  одноэтажного  дома  из  бруса  1992  года  постройки,  подошла  трещина,  образовавшаяся  в  грунте,  в  результате  этого  фундамент  разбит  серией  вертикальных  трещин  (рис.  13).  Вторая  трещина  подошла  к  средней  части  здания.  В  фундаменте  образовались  широкие  вертикальные  трещины  и  ряд  более  тонких.  Растянулась  обшивка  стены  дома  (рис.  14).  В  комнатах  появились  трещины  в  штукатурке  по  всему  периметру.  Тяжелые  предметы  падали,  разбились  стекла.  Упали  печные  трубы,  перекосились  двери.  Перегородка  немного  отошла  от  стены.  Трещины  в  грунте  сухие,  выбросов  песка  не  было.

По  окончании  морозного  периода  во  многих  местах  Корфской  косы  остались  зияющие  трещины.  Пониженная  часть  территории  косы  опустилась  на  0,5  м,  оказалась  затоплена  водами  бухты  и  территория  поселка  стала  более  уязвимой  для  морских  стихий

Рисунок  13.

Рисунок  14.

Заключение

В  поселке  Корф  землетрясение  вызвало  всеобщую  панику.  Люди,  испуганные  сильными  колебаниями,  с  трудом  выбегали  на  улицы,  многие  из  них  падали.  Еще  большее  потрясение  испытали  они,  когда  на  их  глазах  в  грунтах  стали  образовываться  трещины,  то  расширялись,  то  сужались  и  из  них  стали  изливаться  грязевые  фонтаны.  Жители  боялись  находиться  в  домах,  жили  в  гаражах  и  теплицах. 

В  грунтах  встречена  сеть  разнонаправленных  трещин,  но  преобладающими  явились  продольные  трещины  с  преимущественным  направлением  вдоль  косы.  Они  образовались  в  рыхлых  грунтах  и  не  связаны  с  тектоникой.  Из  многих  трещин  и  грязевых  вулканчиков  на  поверхность  изливался  песок  от  пылеватого  до  крупнозернистого  и  ил.  Это  связано  с  выдавливанием  с  небольших  глубин  обводненных  преимущественно  пылеватых  и  мелкозернистых  песков.  Они  составили  значительную  часть  грязевых  выбросов  из  трещин  и  «вулканчиков».  После  происходили  осадки  грунта. 

Характерным  проявлением  Олюторского  землетрясения  в  поселке  Корф  явилось:

·     резкое  повышение  уровня  грунтовых  вод  и  постепенный  ее  спад;

·     образование  трещин  в  грунте,  которые  подходили  ко  многим  зданиям  и  проходили  под  ними;

·     раскол  фундаментов  зданий  в  местах  подхода  трещин;

·     сквозные  трещины  в  каменных  строениях;

·     растяжение  зданий  из  бруса;

·     отделение  стен  от  пола  и  потолка;

·     образование  зазора  между  зданиями  и  мерзлым  грунтом  до  10—15  сантиметров; 

·     осадки  грунта  и  наклон  нескольких  зданий  в  сторону  бухты.

Сезонная  мерзлота  на  многих  участках  в  поселке  Корф  в  это  время  года  доходила  до  2,0—2,6  метра.  Не  исключено,  что  наличие  достаточно  мощного  слоя  мерзлых  грунтов  уменьшили  сейсмический  эффект  при  землетрясении.

Очаг  Олюторского  землетрясения  находился  на  суше.  Если  бы  оно  произошло  в  море  и  при  этом  случилось  бы  цунами,  то  жители  поселка  были  бы  обречены  на  смерть.

Список  литературы:

1.Пинегина  Т.К.,  Константинова  Т.Г.  Макросейсмическое  обследование  последствий  Олюторского  землетрясения  21  апреля  2006  года.  Вестник  КРАУНЦ.  Серия:  Науки  о  Земле.  2006.  С.  169—173.

2.СНиП-II-7-81*.  Строительные  нормы  и  правила  Часть  II.  Нормы  проектирования.  Строительство  в  сейсмических  районах.  М.  Госстрой  СССР.  2000.  С.  44.  1.