Здания и типовые сооружения на территории населенных пунктов разделяются на две группы:
- без антисейсмических мероприятий;
- с антисейсмическими мероприятиями.
Степень разрушений зданий и сооружений зависит от материала стен, перекрытий, покрытий и антисейсмических мероприятий.
Как показывают многолетние наблюдения, землетрясения интенсивностью до 6 баллов приводят, в основном, к слабым разрушениям зданий и сооружений, и только землетрясения с интенсивностью 7 баллов и более могут привести к средним и сильным разрушениям.
Характеристика разрушений зданий приводится ниже.
Слабые (легкие) повреждения материала и неконструктивных элементов здания: тонкие трещины в штукатурке; откалывание небольших кусков штукатурки; тонкие трещины в сопряжениях перекрытий со стенами и стенового заполнения с элементами каркаса, между панелями, в разделке печей и дверных коробок; тонкие трещины в перегородках, карнизах, фронтонах, трубах. Видимые повреждения конструктивных элементов отсутствуют. Для ликвидации повреждений достаточно текущего ремонта зданий.
Средние (умеренные) повреждения. Значительные повреждения материала и неконструктивных элементов здания, падение пластов штукатурки, сквозные трещины в перегородках, глубокие трещины в карнизах и фронтонах, выпадение кирпичей из труб, падение отдельных черепиц. Слабое повреждение несущих конструкций: тонкие трещины в несущих стенах, незначительные деформации и небольшие отколы бетона или раствора в узлах каркаса и в стыках панелей. Для ликвидации повреждений необходим капитальный ремонт зданий.
Сильные (тяжелые) повреждения. Разрушения неконструктивных элементов здания: обвалы частей перегородок, карнизов, фронтонов, дымовых труб. Значительные повреждения несущих конструкций: сквозные трещины в несущих стенах, значительные деформации каркаса, заметные сдвиги панелей, выкрашивание бетона в узлах каркаса. Возможен восстановительный ремонт здания.
Землетрясения - сложное, многоликое явление и бедствие, локализованное в зонах крупных разломов, предсказать которые очень непросто, т.к. они зависят от многих факторов, изменяющихся в пространстве и во времени. Высокоточных приборов, которые бы достоверно предсказывали землетрясения, пока нет. Ученые лишь анализируют физические явления, поведение животных и растений, другие приметы природы, по которым они, как и простые люди, могут предвидеть землетрясения и принимать соответствующие меры.
Долгое время Кавказ, характеризуемый средней сейсмической активностью, относили к регионам с умеренным сейсмическим потенциалом (магнитуда М<6.5) и соответственно ограниченной интенсивностью. Это позволяло решать важнейшую народнохозяйственную задачу массового строительства дешевого жилья и различных ответственных объектов (АЭС, ГЭС, дамбы, плотины, заводы и фабрики с опасным производством и т.д.) без больших затрат.
Однако, совокупность последствий (полное разрушение нескольких сел, состоящих большей частью из деревянных домов, многочисленные оползни, изменение дебита источников, трещины в грунтах и т.д.) Спитакского 1988 г. (М = 6.9), Рачинского (Рача-Джавского) 1991 г. на севере Грузии (М=7.0-7.2) землетрясений свидетельствовала о высокой сейсмической опасности территории Кавказа (интенсивность составляла 9-11 баллов).
Высокая сейсмичность территории республики - следствие высокой неотектонической активности, обилия зон развивающихся глубинных разломов. Казбекский район - один из четырех наиболее высокосейсмичных районов Кавказа. За период с 1911 по 1957 гг. здесь зарегистрировано 104 подземных толчка, в т.ч. три 6-7- балльных. Землетрясения силой 5-6 баллов отмечались в 1963, 1976, 1980 и 1981 гг. Один из эпицентров расположен в районе Зарамаго-Нарской котловины (р. Ардон), где 5-7-балльные землетрясения имели место в 1900, 1905, 1917, 1923, 1927 годах.
Таким образом, для южной горной части Алагирского района обычны 8-9-балльные землетрясения, предгорно-равнинной части - 7-8-балльные и северо-равнинной - 4-5-балльные. При этом наиболее сейсмоопасными являются зоны или участки пересечения Северо-Кавказского (трансконтинентального) меридионального глубокого разлома с Ардонским, Терским и др. разломами.
Согласно исследованиям сейсмичности Кавказа утверждается, что очаги землетрясений здесь близповерхностные - до 50 км, а чем ближе к поверхности очаг землетрясений, тем оно разрушительнее, т.к. выше напряжение горных пород и энергия будущего землетрясения. Об этом свидетельствуют Спитакское (1988), Джавское (1989) и др. землетрясения. Эти же примеры говорят, что Кавказские горы не так спокойны, как было принято считать до недавних пор.
В современную эпоху скорость поднятий Центрального Кавказа оценивается по данным геофизиков - 8-12 мм/год. Эти поднятия явились предпосылками абсолютных и относительных высот, они также определили глубину и густоту расчленения, крутизну склонов, горизонтальное и вертикальное расчленение территории, явились условиями активизации экзогенных геологических процессов.
С целью уточнения сейсмической опасности территорий были разработаны и дополнены карты сейсмического районирования ОСР-97.
Повышение сейсмической опасности ведет к значительному удорожанию стоимости строительства: при повышении сейсмичности до 7 баллов удорожание составляет 3-5%, до 8 баллов – 6-10%, до 9 баллов – 12-20%, до 10 баллов – 50-80%.
В целях максимального повышение сейсмической безопасности населения, снижения социального, экономического, экологического риска в сейсмически опасных районах Российской Федерации Постановлением Правительства Российской Федерации от 25 сентября 2001 г. № 690 была утверждена федеральная целевая программа «Сейсмобезопасность территории России» (2002-2010 годы).
Программа предусматривала осуществление комплекса мероприятий, направленных на предотвращение гибели людей и снижение материального ущерба от землетрясений. Реализация программных мероприятий в полном объеме должна была позволить, по предварительным оценкам, на 40-50 процентов уменьшить потери населения от землетрясений, а в некоторых случаях полностью избежать потерь, в том числе от вторичных эффектов землетрясений.
По федеральной целевой программе Республика Северная Осетия-Алания и Алагирский район отнесены к высокосейсмичным районам (индекс сейсмического риска - 3,5).
Программой предусматривалось усилить более 400 объектов, в первую очередь в городах Владикавказ, Алагир, Ардон, Дигора, Беслан.
Особенностью региона является горный характер местности при высокой плотности и высоком уровне урбанизации населения (64,7 %).
Высокий уровень сейсмического риска территории района определяется в значительной степени высокой сейсмической уязвимостью, то есть недостаточной сейсмостойкостью части построенных гражданских, промышленных, гидротехнических и других сооружений, а также неготовностью к землетрясениям большинства населенных пунктов.
В список населенных пунктов республики в соответствии с новым сейсмическим районированием с вероятностью возможного превышения в течение 50 лет указанных на картах значений сейсмической интенсивности включены ряд городов республики.
Табл. 2.1.2.
Список населенных пунктов Республики Северная Осетия-Алания, расположенных в сейсмических районах, с указанием расчетной сейсмической интенсивности в баллах шкалы MSK-64 для средних грунтовых условий и трех степеней сейсмической опасности - А (10%), В (5%), С (1%) в течение 50 лет (СНиП II-7-81*)*
Название | А | В | С |
Алагир | 8 | 9 | 10 |
Беслан | 8 | 9 | 9 |
Владикавказ | 8 | 9 | 9 |
Моздок | 8 | 8 | 9 |
Рис. 2.1.1.
Карта сейсмического районирования республики
В республике, по приближенным оценкам, практически 100 % зданий и других сооружений отнесены к несейсмостойким (категория А, Б, С), то есть сейсмически уязвимым, а урбанизация населения увеличивает сейсмический риск.
Последствиями землетрясения могут быть проявление опасных экзогенных процессов. Так, камнепады на участках Зинцар – Бурон – Зарамаг и Нар – северный портал Рокского тоннеля перекроют движение автотранспорта на Транскавказской магистрали.
Обвал - это отрыв и падение больших масс горных пород на крутых и обрывистых склонах гор, речных долин, происходящие главным образом за счет ослабления связности горных пород под влиянием процессов выветривания, деятельности поверхностных и подземных вод.
Механизм развития обвально-осыпных процессов существенно зависит от соотношения между морфологией склонов и залеганием пород наклонов основных тектонических и экзогенных трещин, разрывов, складок.
Обвально-осыпными процессами охвачены практически все крупные обнажения в дорожных врезах склонов. На этих участках отмечаются частые многочисленные обрушения на автодороги деревьев, крупных глыб, щебня и целых блоков склоновых образований. Особенно подвержена камнепадам часть трассы ТрансКАМа от развилки на с. Зарамаг до моста через р. Цмиакомдон и от Заккинского моста (выше с. Нар) до северного портала Рокского автодорожного тоннеля. К настоящему времени каменным материалом заполнены имеющиеся немногочисленные бетонные стенки - камнеуловители и водопропускные лотки.