გრუნტებში დარტყმის შედეგად გამოწვეული განივი ტალღების გავრცელების სიჩქარის შემცირების საშუალებები
16.06.2018
მალხაზ ბედიაშვილი, ევროკავშირის ექსპერტი მშენებლობის დარგში, საქართველოს საინჟინრო აკადემიის აკადემიკოსი, ტექნიკური მეცნიერების აკადემიური დოქტორი, საქართველოს დამსახურებული მშენებელი
დედამიწის დიდი ნაწილი განიცდის სეისმური ტალღების ზემოქმედებას. მათ წარმოქმნას და მათგან დაცვას სწავლობს და სწავლობდა კაცობრიობა მისი წარმოქმნის მანძილზე.
მიწისძვრა წარმოიქმნება ძირითადად დედამიწის ქერქში მიმდინარე პროცესებთან-დეფორმაციებთან და რღვევებთან.
აქ ამ საკითხს დეტალურად არ გავაანალიზებთ ჩვენს მიერ განსახილველ საგანთან კავშირში, აღვნიშნავთ მხოლოდ, რომ განიხილება 3 ტიპის სეისმური ტალღები: გრძივი სეისმური ტალღები, განივი სეისმური ტალღები და ზედაპირული სეისმური ტალღები.
ეს უკანასკნელი წარმოიქმნება მყარ დრეკად თავისუფალ სივრცეზე, ანალოგიურად სითხის ზედაპირზე ქარის ზემოქმედებისაგან გამოწვეული გრავიტაციული ტალღებისა, განსხვავება ის არის, რომ სეისმური ტალღები წარმოიქმნება დრეკადი ძალების ზემოქმედებით.
სეისმური ტალღების ზედაპირული გავრცელების სისწრაფე დამოკიდებულია გრუნტის დრეკად თვისებებთან და ამიტომ სხვადასხვა ხასიათის გრუნტებს გააჩნიათ სხვადასხვა მნიშვნელობები.
ასე მაგალითად, კლდოვან გრუნტებში ზედაპირული ტალღების გავრცელების სისწრაფე იცვლება 1,5-დან 5,6 კმ/წამში, ქვიშნარებში 0,7-დან 1,6 კმ/წამში, ხოლო თიხოვან გრუნტებში 0,7-დან 1,5კმ/წამში, ნაყარ და ნიადაგის გრუნტებში 0,2-დან 0,5 კმ/წამში.
ე.ი. თუ მყარ გრუნტებში, ძირითად ქანებზე მშენებლობის დროს მყარ გრუნტებს რაღაც მონაკვეთზე შევცვლით მაგალითად ნაყარი გრუნტით, ან დროებით გრუნტის დამუშავების პერიოდში (მაგალითად ქვაბულის ამოღების დროს) საერთოდ შევწყვეტთ გრუნტის ნაწილებს შორის კავშირს (მოვაწყობთ გარკვეულ მანძილზე სპეციალურ თხრილს), შევძლებთ მნიშვნელოვნად შევამციროთ ჰორიზონტალური ტალღების გავრცელებას.
იგივე აღინიშნება საქართველოში მოქმედ სამშენებლო ნორმებსა და წესებში პნ (01.01-09), სადაც ცხრილში 1 განმარტებულია გრუნტების სეისმური თვისებების მიხედვით ჩამოყალიბებულ კატეგორიებში განივი ტალღების გავრცელების საშუალო სიჩქარე Vს>800 მ/წამში.
გამოფიტულ კლდოვან გრუნტებში, ასევე მსხვილნატეხოვან გრუნტებში, წვრილმარცვლო-ვან ქვიშებში Vს>300-დან 800 მ/წამში.
ხოლო ძალიან სუსტ, ნაყარ, თანამედროვე ორგანულ გრუნტებში განივი ტალღების გავრცელების საშუალო სიჩქარე Vს>100 მ/წამში.
მაშასადამე, როგორც პირველ ისე მეორე შემთხვევაში შესაძლებელია განივი ტალღების გავრცელების სიჩქარე ხელოვნურად შევამციროთ.
ქვემოთ მოვიყვანთ აღნიშნულ ღონისძიებების პრაქტიკაში გამოცდის შესახებ ქ. თბილისში, ერთი მშენებლობის პირობებში
წინამდებარე სტატია ეძღვნება დღეს თბილისში და საქართველოს სხვა მსხვილ ქალაქებში გავრცელებულ პრობლემას: არსებული დაბალსართულიანი, ძველი და ზოგიც საუკუნოვანი ობიექტის გვერდით, თანამედროვე მრავალსართულიანი შენობების განთავსებას.
ქალაქის გეგმარება მოითხოვს ახალი ობიექტების ძველთან მჭიდროდ განლაგებას (მიწის სიძვირე, ქალაქის ცენტრალური უბნებით დამკვეთის დაინტერესება, არქიტექტურული იერსახის მორგება თანამედროვე მოთხოვნათა შესაბამისად და ა.შ).
ჩვენს მიერ მოყვანილ მაგალითში ახალი, 11 სართულიანი შენობის წითელი ხაზები განთავსდა 70 სმ-ში ძველი შენობისაგან, რომელიც გასული საუკუნის დასაწყისში აშენდა, რასაკვირველია ანტისეისმური ღონისძიებების გარეშე და კიდევ უარესი – მასზე ამ ორი ათეული წლის წინ დააშენეს 2 სართული.
მდგომარეობას ართულებდა ის გარემოება, რომ სამშენებლო ნაკვეთის საინჟინრო-გეოლოგიურმა კვლევამ ტერიტორიის აგებულებაში გამოავლინა ზედა ეოცენის ასაკის ქვიშა-ქვების ალეგროლიტებთან და არგილიტებთან განსხვავებული შრეების მორიგეობით წარმოდგენილი ძირითადი ქანები, სუსტად გამოფიტული, რომელთა სიმკვრივე 2,47 გ/სმ3-ს შეადგენდა.
სამშენებლო ნორმებით და წესებით, “სეისმომედეგი მშენებლობა” ასეთი გრუნტები მიეკუთვნება ძირითად ქანებს – I კატეგორიის სეისმური თვისებების მქონეს, რომელთა გამოყენებისას საჭიროა ტექნიკის ჩარევა, რათა დარტყმის საშუალებით დამუშავდეს ქვაბული.
მშენებლის მიერ მექანიზმების – ე.წ. “კოდალა’-ს, გამოყენებულმა გრუნტზე დარტყმებმა, გამოიწვია მოსახლეობის სასტიკი პროტესტი, ვინაიდან რხევითი ტალღები უშუალოდ გადაეცემოდა არსებულ 3 სართულიან შენობას.
ამიტომ ქალაქის მერიის ზედამხედველობის სამსახური იძულებული იყო გაეჩერებინა მშენებლობა.
“კოდალა”-ს დარტყმით მოქმედებისას, არსებულ 3 სართულიანი შენობის მდგომარეობა, ძლიერი რხევების გამო, საშიში გახდა.
დაახლოვებით ორი კვირის “წვალების” შემდეგ დამკვეთმა მოგვმართა თხოვნით მოგვენახა გზები მშენებლობის გაგრძელების თაობაზე.
ადგილზე მდგომარეობის შესწავლის შემდეგ მივედით იმ დასკვნამდე, რომ საჭირო იყო მოგვენახა ქვაბულის დამუშავების დროს, დარტყმით გამოწვეული განივი ტალღების შეწყვეტის ან შესუსტების საშუალება.
მშენებლობის პრაქტიკაში არის შპუნტების მოწყობის გამოცდილება (ლითონის ან რკინაბეტონის).
მშენებლობის პრაქტიკაში არის ასეთ შემთხვევაში შპუნტების მოწყობის გამოცდილება (ლითონის ან რკინაბეტონის). ნაბურღ-ინექციური ხიმინჯების ორ რიგად, ჭადრაკულად, განთავსების შემთხვევაში, მათი მდგრადობა ჰორიზონტალური დატვირთვის დროს გაიანგარიშება ფორმულით
სადაც - ΣH გარე საანგარიშო ძალების ჯამია, რომელიც მოქმედებს როსტვერკის ძირის დონეზე, ტ-ში, n - ხიმინჯების რაოდენობა, Pგრ - ხიმინჯის წინაღობა ჰორიზონტალურ ზემოქმედებაზე ტ-ში, ΣHდ - დახრილ ხიმინჯებში მოქმედი გრძივი ძალა, ტ-ში ; m - მუშაობის პირობის კოეფიციენტი, რომელიც უდრის 0,9.
გაანგარიშებამ აჩვენა, რომ ასეთი შპუნტური ფარდის მოწყობა მოითხოვს დიდ დროს და თანხებს. თანაც რხევები მაინც ვლინდება.
ამიტომ დამკვეთს და მშენებლებს შევთავაზეთ წითელი ხაზების ფარგლებში (რომელიც 70 სმ-ზე იყო განლაგებული არსებული შენობიდან), არსებული სახლის ტორსის გასწვრივ მოგვეწყო თხრილი ზომებით 100სმ(სიგანე)X150სმ-ზე (არსებული სახლის საძირკვლის ქვევით მინიმუმ 50 სმ-ით), რომელიც შეწყვეტდა “კოდალა”-ს მუშაობით გამოწვეულ განივი ტალღების გავრცელებას.
წინადადება შეთანხმებული იყო სტუ ფუძე საძირკვლების კათედრის პროფესორ გუგა ჭოხონელიძესთან, რომელიც წინადადებამ ძალიან დააინტერესა. მან აღნიშნა, რომ მისთვის უცნობია საქართველოში ამ მეთოდის გამოყენების შემთხვევა.
შესაძლო დეფორმაციების კონტროლისათვის შენობაზე დაყენებულ იქნა თაბაშირის “მანიშნები”.
თხრილის ამოღება ხელის შრომით განხორციელდა.
ქვაბულის ამოღება კლდოვან, სეისმური თვალსაზრისით I კატეგორიის გრუნტებში გაგრძელდა მძიმე ტექნიკის და ტრანსპორტის მეშვეობით, მაგრამ მოსახლეობას რხევები აღარ უგრძვნია.
დღეს კი ქვაბული ამოღებულია და მშენებლობის ხელისშემშლელი პირობები აღარ არსებობს.
ჩვენი აზრით, ასეთი “თხრილის მეთოდი” შეიძლება სხვა კატეგორიის გრუნტებშიც გამოვიყენოთ, ინვენტარული თხრილის სამაგრებით, გრუნტის ჩამოშლის თავიდან აცილების მიზნით. (სამაგრების კონსტრქუცია დამუშავებულია ლიტერატურაში).
და კიდევ. მიზანშეწონილად მიგვაჩნია, ასეთი მეთოდი, სეისმური განივი ტალღების თავიდან აცილების მიზნით, შესაძლებელია გამოყენებული იყოს მცირე სართულიან ნაგებობებისათვის.
შენობის გარშემო, გარკვეულ მცირე მანძილზე 2-3 მ-ზე, მოეწყოს ანალოგიური თხრილი, რომელიც შემდგომ შეივსოს ქვიშით ან ბალასტით, განივი სეისმური რხევების ჩახშობის მიზნით.
მიზანშეწონილია ამ წინადადებით მივმართოთ სტუ-ს, საინჟინრო აკადემიას და ეროვნულ აკადემიის ხელმძღვანელობას, რათა მოინახოს საშუალება ნატურით ექსპერიმენტის ჩატარების შესახებ.