Введение

Проблема обрушения зданий и сооружений известна человечеству с древнейших времён (вероятно, с момента возникновения строительства). Она нашла отражение даже в народных сказках: каждому с детства хорошо известны истории о разрушенных домиках поросят и о теремке. Удивительно, но сущность этой проблемы мало изменилась с тех давних времён: «Затрещал теремок, упал набок и весь развалился. Еле-еле успели из него выскочить мышка-норушка, лягушка-квакушка, зайчик-побегайчик, лисичка-сестричка, волчок-серый бочок…». Меняются, в основном, масштабы происшествий. В настоящее время, проблема обрушения зданий и сооружений является одной из основных. В результате процесса урбанизации происходит увеличение объёмов строительства, что, в свою очередь, приводит к росту техногенных нагрузок на строительные объекты. Нередко приходится слышать в средствах массовой информации такие фразы как «под завалами погибли…» или «в результате обрушения…». Свежи в памяти такие трагедии как обрушение торговых центров в Нью-Йорке 11 сентября 2001 г., многочисленные обрушения зданий на территории Российской Федерации, произошедшие за последнее десятилетие (как в результате терактов, так и вследствие взрывов газа), обрушение крыши бассейна «Дельфин» в Пермском крае 4 декабря 2005 г. Приведённые примеры указывают на то, что обрушение зданий и сооружений может происходить как в результате ошибки инженера (как в случае с бассейном), так и являться вторичным фактором других чрезвычайных ситуаций (взрывов, пожаров, землетрясений и других). Более того, стоит отметить, что обрушение здания также может повлечь за собой другие чрезвычайные ситуации (пожары, взрывы). Несмотря на то, что число подобных аварий постепенно сокращается, эта проблема до сих пор остаётся актуальной. Следовательно, на неё необходимо обращать внимание, чтобы по-возможности избегать чрезвычайных ситуаций такого рода, а в случае их возникновения иметь чёткое представление о поведении в случае наступления обрушения.

Характеристика обрушений как чрезвычайной ситуации

Обрушение здания – это чрезвычайная ситуация, возникающая по причине ошибок, допущенных при проектировании здания, отступлении от проекта при ведении строительных работ, нарушении правил монтажа, при вводе в эксплуатацию здания или отдельных его частей с крупными недоделками, при нарушении правил эксплуатации здания, а также вследствие природной или техногенной чрезвычайной ситуации.

Обрушения можно классифицировать по нескольким признакам. По виду чрезвычайной ситуации обрушения зданий и сооружений относятся к чрезвычайным ситуациям техногенного характера и, в свою очередь, подразделяются на:

· обрушение элементов транспортных коммуникаций;

· обрушение производственных зданий и сооружений;

· обрушение зданий и сооружений жилого, социально-бытового и культурного назначения.

По масштабу обрушения можно разделить на полные и частичные. По ведомственному признаку обрушение зданий и сооружений относится к чрезвычайным ситуациям в сфере строительства.

Основными причинами обрушения зданий и сооружений являются некачественное выполнение строительно-монтажных работ (потеря несущей способности узловыми монтажными соединениями из-за допущенных дефектов и отступлений от проектных решений, низкая прочность конструкционных систем и отдельных конструкций, необеспечение требований распределения нагрузки в местах опирания несущих конструкций на каменную кладку, просадка фундаментов), нарушение правил и сроков эксплуатации здания без капитального ремонта, превышение расчетных нагрузок на конструкции при строительстве, реконструкции и выполнении ремонтных работ, а также природные факторы и внешнее воздействие. Невесело констатировать, что значительное число чрезвычайных ситуаций такого рода (порядка 40%) происходит из-за некачественного строительства (низкого качества строительных материалов, нарушения технологии строительства, низкой квалификации рабочих, ошибок в проектировании).

Что касается внешних факторов, негативно влияющих на состояние зданий и сооружений, то среди них можно выделить термическое и барическое воздействие. Опасность термического воздействия на конструкции связана со значительным снижением их строительной прочности при превышении определённой температуры. Степень устойчивости сооружения к тепловому воздействию зависит от предела огнестойкости конструкции. Прочность материала может быть охарактеризована критической температурой подогрева, которая составляет 150 °С для полимерных материалов, 200 °С – для стекла, 250 °С – для алюминия и 500 °С – для стали.

При оценке барического воздействия на здания различают четыре степени разрушения:

· слабые разрушения (в растянутой зоне бетона и кирпичной кладки появляются трещины, повреждение крыш, окон, дверных проёмов; ущерб – 10-15% от стоимости здания);

· средние разрушения (разрушаются второстепенные элементы здания (перегородки, окна, двери), начинается разрушение сжатой зоны бетона и кирпичной кладки в основных несущих элементах, появляются трещины в стенах; ущерб – 30-40%);

· сильные разрушения (сквозные трещины в бетоне несущих элементов, отдельные разломы в кирпичной кладке, значительные остаточные прогибы междуэтажных перекрытий, но конструкции не обрушиваются; ущерб – 50%, ремонт не целесообразен);

· полные разрушения (обрушения и разрушение всех элементов; здания восстановлению не подлежат).

Из вышеперечисленных фактов следует, что качество и надежность зданий и сооружений во многих случаях напрямую зависит от эффективности осуществления комплекса технических, экономических и организационных мер по контролю над созданием строительной продукции, ведением строительных работ, а также эксплуатацией зданий и сооружений.

Меры предотвращения обрушений

Во многих случаях обрушение зданий и сооружений возможно предотвратить посредством проведения особых предупредительных мер. Важной характеристикой любого объекта, которая закладывается на стадии проектирования здания, является его устойчивость – способность предупреждать возникновение аварий и катастроф, противостоять воздействию их поражающих факторов в целях предотвращения или ограничения угрозы жизни, здоровью персонала, проживающего вблизи населения, снижении материального ущерба, а также обеспечивать восстановление нарушенного функционирования объекта в короткие сроки. Постройка зданий и сооружений осуществляется в соответствии со Строительными нормами и правилами Российской Федерации, а также Инженерно-техническими мероприятиями гражданской обороны.

Одной из основных мер по предотвращению обрушений является повышение физической стойкости зданий и сооружений. Оно осуществляется по следующим направлениям:

· снижение статического и динамического воздействия на отдельные конструктивные элементы и здание (сооружение) в целом; для этого используются воздушные и податливые прослойки (экраны) в грунте внутри и на поверхности строительных конструкций, применяются разгружающие консоли и поверхности, повышается местная и общая податливость строительных конструкций за счет устройства шарнирно-податливых узлов опираний и соединений, уменьшается площадь контакта нагружающей среды со строительными конструкциями, устанавливаются легкосбрасываемые конструкции, уменьшается собственный вес строительных конструкций.

Обрушение здания (сооружения) – распространенная ЧС техногенного характера. К данному типу ЧС относят обрушения элементов зданий и сооружений различного назначения, элементов транспортных магистралей, мостов, тоннелей. Наиболее распространенными причинами обрушений становятся: неправильная эксплуатация возведенного объекта, грубые ошибки при планировке и строительстве объектов инфраструктуры (Трансваальпарк, 2004 г., Москва), неверный расчет максимальной нагрузки на объект и конструкции гипермаркета (Санкт-Петербург, 2011 г.), халатность при проведении строительных и расчетных работ, недопустимые перепланировки и излишняя нагрузка на сооружение (г. Рига, 2013 г.).

Услышав взрыв или обнаружив, что здание теряет устойчивость, необходимо:

• как можно быстрее покинуть здание, взяв документы, деньги и предметы первой необходимости;
• не пользоваться лифтом, использовать лестницу;
• пресекать панику и давку в дверях при эвакуации;
• останавливать тех, кто собирается прыгать с балконов и через застекленные окна;
• при невозможности покинуть здание занять самое безопасное место (проемы капитальных внутренних стен; углы, образованные внутренними капитальными стенами; под балками каркаса);
• если возможно, то спрятаться под стол, чтобы уберечься от падающих предметов и осколков;
• если с вами дети, укрыть их собой;
• открыть двери в квартиру, чтобы обеспечить себе выход в случае необходимости;
• держаться подальше от окон, электроприборов, немедленно отключить воду, электричество и газ;
• не выходить на балкон;
• не пользоваться спичками.

Оказавшись в завале, необходимо:

• дышать глубоко, не поддаваться панике, постараться не падать духом;
• при возможности оказать себе первую помощь;
• постараться определить, где вы находитесь, нет ли рядом других людей;
• осмотреться, поискать возможные выходы;
• поискать в карманах или поблизости предметы, которые могут помочь подать световые и звуковые сигналы (фонарик, зеркальце, металлические предметы);
• помнить, что человек способен обойтись без воды и пищи в течение долгого времени, если не будет бесполезно расходовать свою энергию;
• постараться выжить любой ценой – помощь придет обязательно.

Гидродинамические аварии

Гидродинамическая авария – это чрезвычайное событие, связанное с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения (дамбы, плотины) или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопления обширных территорий. К основным потенциально опасным гидротехническим сооружениям относятся плотины, водозаборные и водосборные сооружения (шлюзы).

Разрушение (прорыв) гидротехнических сооружений происходит в результате действия сил природы (землетрясений, ураганов, размывов плотин) или воздействия человека (нанесения ударов ядерным или обычным оружием по гидротехническим сооружениям, крупным естественным плотинам, диверсионных актов), а также из-за конструктивных дефектов или ошибок проектирования.

Последствиями гидродинамических аварий являются:

• повреждение и разрушение гидроузлов и кратковременное или долговременное прекращение выполнения ими своих функций;
• поражение людей и разрушение сооружений волной прорыва, образующейся в результате разрушения гидротехнического сооружения, имеющей высоту от 2 до 12 м и скорость движения от 3 до 25 км/ч (для горных районов – до 100 км/ч);
• катастрофическое затопление обширных территорий слоем воды от 0,5 до 10 м.

Наглядным примером крупнейшей гидродинамической аварии является авария на Саяно-Шушинской ГЭС, произошедшая 17 августа 2009 г. Результаты расследования показали, что непосредственной причиной аварии стало разрушение шпилек крепления крышки турбины гидрогенератора, вызванное дополнительными динамическими нагрузками переменного характера. В результате аварии погибло 75 человек, был нанесен серьезный ущерб экологии региона, понесены существенные материальные потери.

До наступления гидродинамической аварии рекомендуется:

• если вы проживаете на прилегающей к гидроузлу территории, уточнить, попадает ли она в зону воздействия волны прорыва возможного катастрофического затопления;
• узнать, расположены ли вблизи места вашего проживания возвышенности и каковы кратчайшие пути движения к ним;
• изучить самим и ознакомить членов своей семьи с правилами поведения при воздействии волны прорыва и затопления местности, с порядком общей и частной эвакуации. Заранее уточнить место сбора эвакуируемых, составить перечень документов и имущества, вывозимых при эвакуации;
• запомнить места нахождения лодок, плотов, других плавсредств и подручных материалов для их изготовления.

В условиях наводнения при гидродинамической аварии необходимо:

• при внезапном затоплении срочно занять ближайшее возвышенное место, забраться на крупное дерево или верхний этаж устойчивого здания;
• в случае нахождения в воде, при приближении волны прорыва нырнуть в глубину у основания волны;
• оказавшись в воде, вплавь или с помощью подручных средств выбраться на сухое место, лучше всего на дорогу или дамбу, по которым можно добраться до незатопленной территории;
• при подтоплении вашего дома отключить его электроснабжение, подать сигнал о нахождении в доме (квартире) людей путем вывешивания днем флага из яркой материи, ночыо – фонаря;
• для получения информации пользоваться радиоприемником с автономным питанием;
• организовать учет продуктов питания и питьевой воды, их защиту от воздействия прибывающей воды и экономное расходование.

Действия населения при угрозе и возникновении опасных чрезвычайных ситуаций техногенного характера

Общие правила поведения в условиях чрезвычайных ситуаций техногенного характера подробным образом представлены в учебнике Б. С. Мастрюкова "Опасные ситуации техногенного характера и защита от них" .

При угрозе возникновения ЧС оповещение населения осуществляется путем подачи сигнала "Внимание всем!", передаваемого с помощью элекросистемных установок, установленных на крышах зданий в каждом районе города.

Услышав сигнал "Внимание всем!", необходимо:

• включить канал городского телевидения;
• внимательно прослушать информационное сообщение о случившимся и порядке действий в сложившийся ситуации (информация о случившемся многократно повторяется, по мере развития событий уточняется).

Население, проживающее вблизи потенциально опасных предприятий, оповещается дежурным персоналом предприятия по локальным сетям оповещения этих предприятий.

Общие правила поведения в условиях чрезвычайных ситуаций

Правило 1. Не паникуйте и не поддавайтесь панике. Призывайте окружающих к спокойствию. Паника в любой ЧС вызывает неосознанные действия, приводящие к тяжелым последствиям, затрудняет действия спасателей, пожарных, медицинских работников и других специалистов.

Правило 2. По возможности немедленно позвоните по телефону экстренной помощи. При сообщении сохраняйте спокойствие и выдержку. Говорите кратко и понятно: что случилось, место, где произошло ЧП; если вам ничего не угрожает, постарайтесь оставаться на месте до прибытия полиции, спасателей, скорой.

Правило 3. Если вы пострадали, получили травмы или оказались вблизи пострадавшего, окажите первую медицинскую помощь. Своевременное оказание первой медицинской помощи позволит предотвратить или снизить тяжелые последствия.

Правило 4. Включите радио, телевизор, прослушайте информацию, передаваемую через громкоговорящие устройства. В речевом сообщении до вас доведут, что произошло, и дадут основные рекомендации и правила поведения.

Правило 6. Не создавайте условий, препятствующих и затрудняющих действия спасателей, пожарных, медицинских работников, сотрудников полиции, сотрудников общественного транспорта. Пропустите автотранспорт, двигающийся со специальным сигналом и специальной раскраской. Не заходите за ограждение, обозначающее опасную зону.

Все чрезвычайные ситуации техногенного характера происходят на объектах, созданных человеком. Внимательное и бережное отношение к управляемым системам и механизмам, квалифицированная работа на объектах повышенного риска и своевременное устранение недостатков (неполадок) на техногенных объектах сведут к минимуму возможность возникновения ЧСТХ, а следовательно, существенно снизят количество жертв и материальные потери.

Продолжение темы «Действия работников в случае возникновения чрезвычайной ситуации техногенного характера».

Полное или частичное внезапное обрушение здания – это чрезвычайная ситуация природного или техногенного характера, а также возникающая по причине ошибок, допущенных на этапе проектирования, вследствие отступления от проекта при введении строительных работ, при нарушении правил монтажа, вводе в эксплуатацию здания (отдельных его частей) с крупными недоделками или нарушении правил эксплуатации здания.

Причиной обрушения здания часто может быть взрыв, являющийся следствием террористического акта, неправильной эксплуатацией газопотребляющих агрегатов, газопроводов, неосторожного обращения с огнем, хранения в зданиях легковоспламенящихся и взрывоопасных веществ.

Внезапное обрушение здания приводит к возникновению пожара, разрушению коммунально-энергетических сетей, образованию завалов, травмированию и гибели людей.

Действия в случае обрушения зданий и сооружений.

Услышав взрыв или обнаружив, что здание теряет свою устойчивость, незамедлительно покинуть его.

Покидая помещение, спускаться по лестнице, а не на лифте: он в любой момент может остановиться.

Не паниковать, не устраивать давку в дверях при эвакуации. Останавливать тех, кто собирается прыгать с балконов (этажей выше первого) и через застекленные окна.

Если отсутствует возможность покинуть здание, занять безопасное место: проемы капитальных внутренних стен, углы, образованные капитальными внутренними стенами, под балконами каркаса (они защищают от падающих предметов и обломков). Открыть дверь из помещения, чтобы обеспечить выход.

Не поддаваться панике и сохранять спокойствие. Держаться подальше от окон, электроприборов.

Если возник пожар, незамедлительно попытаться потушить его.

Телефон использовать только для вызова представителей правоохранительных органов, пожарной охраны, врачей и спасателей.

Не пользоваться спичками: существует опасность взрыва вследствие утечки газа.

Оказавшись на улице, не стоять вблизи здания. Перейти на открытое пространство.

Действие в случае нахождения под завалом.

Дышать глубоко. Не поддаваться панике. Не падать духом. Сосредоточиться на самом важном. Верить: помощь придет обязательно.

По возможности оказать себе первую помощь.

Приспособиться к обстановке и осмотреться, поискать выход. Постараться определить, где находитесь и нет ли рядом других людей: прислушаться, подать голос.

Следует помнить: человек способен выдержать жажду и голод в течение длительного времени, если не будет бесполезно расходовать энергию.

Поискать в карманах или поблизости предметы, чтобы подать световые или звуковые сигналы: фонарик или металлические предметы, которыми можно постучать по трубе или стены (привлечь внимание спасателей).

Если единственный выход является узкий лаз – протиснетесь через него. Для этого расслабить мышцы и двигаться, прижав локти к телу.

Полное или внезапное частичное обрушение здания - это чрезвычайная ситуа­ция, возникающая вследствие ошибок, допущенных при проектировании зданий, отступлений от проекта при ведении строительных работ; нарушений правил мон­тажа, эксплуатации здания или отдельных его частей, а также по причине природ­ной или чрезвычайной техногенной ситуации.

Обрушению способствуют взрывы, яв­ляющиеся следствием террористического акта, неправильной эксплуатации бытовых газопроводов, неосторожного обращения с огнем, хранения в зданиях легко воспламе­няющихся и взрывоопасных веществ.

В результате внезапного обрушения зда­ний возникают пожары, происходит разру­шение коммунально-энергетических сетей, образуются завалы, травмируются и гибнут Предупредительные мероприятия:

Заранее продумайте план действий в случае обрушения здания и ознакомьте с ним всех членов своей семьи.

Обязательно храните в доступном месте укомплектованную медицинскую ап­течку и огнетушитель.

Найдите для ядохимикатов, легковоспламеняющихся жидкостей и других опас­ных веществ надежное, хорошо изолированное место.

Не держите в квартире без надобности газовые баллоны.

Ознакомьтесь с расположением электрических рубильников, магистральных газовых и водопроводных кранов для экстренного отключения электричества, газа и воды.

При малейших признаках утечки газа перекройте его доступ в квартиру, прове­трите все помещение и сообщите о случившемся в службу «Горгаз» по телефо­ну 04. Категорически запрещается пользоваться открытыми источниками огня, электровыключателями и электробытовыми приборами до полного проветри­вания помещения.

Не загромождайте коридоры здания, лестничные площадки, аварийные и по­жарные выходы посторонними предметами.

Держите в удобном месте документы, деньги, карманный фонарик и запасные батарейки к нему.

Действия при внезапном обрушении здания:

Услышав взрыв или обнаружив, что здание теряет свою устойчивость, поста­райтесь как можно быстрее покинуть его, взяв документы, деньги и предметы первой необходимости.

Спускайтесь по лестнице, а не в лифте, так как он в любой момент может вый­ти из строя. При эвакуации пресекайте панику, давку в дверях, останавливайте тех, кто собирается прыгать с балконов и окон из этажей выше первого, а также через застекленные окна.

Оказавшись на улице, не стойте вблизи зданий, а перейдите на открытое про­странство.

Если вы находитесь в здании и при этом отсутствует возможность покинуть его, то займите самое безопасное место: проемы капитальных внутренних стен; углы, образованные капитальными внутренними стенами, под балками каркаса. Не выходите на балкон. По возможности спрячьтесь под стол - он защитит вас от падающих предметов и обломков. Если с вами дети, укройте их собой.

Заранее откройте дверь из квартиры, чтобы обеспечить себе выход в случае необходимости. Не поддавайтесь панике и сохраняйте спокойствие, ободряйте присутствующих.

Используйте телефон только для вызова представителей органов правопорядка, пожарных, врачей, спасателей.

Действия в завале:

Дышите глубоко, не поддавайтесь панике и не падайте духом, сосредоточь­тесь на самом важном - выживании любой ценой, верьте, что помощь при-дет обязательно. По возможности окажите себе первую медицинскую помощь. Старайтесь приспособиться к обстановке и осмотреться, поискать выход. По­старайтесь определить, где вы находитесь, нет ли рядом других людей: прислу­шайтесь, подайте голос.

Помните, что человек способен выдерживать жажду и голод в течение длитель­ного времени, если не будет бесполезно расходовать энергию.

Проведите осмотр, убедитесь, что нет кровотечений (в состоянии шока боль не чувствуется), если есть кровотечение, то остановите его. Повязку можно сде­лать из полос одежды.

Поищите в карманах или поблизости предметы, которые позволят подать свето­вые или звуковые сигналы, например, фонарик, зеркальце, а также металличе­ские предметы (ими можно постучать по трубе или стене и тем самым привлечь внимание). Не пользуйтесь спичками, не курите, так как в завале может быть газ.

Если единственным способом выбраться из завала является узкий лаз, протис­нитесь через него. Для этого необходимо расслабить мышцы и двигаться, при­жав локти к телу.

Нельзя разбирать завал самому. Это трудно и опасно. Попытайтесь максималь­но закрепить образовавшуюся нишу.

Срок выживания зависит от морального состояния, силы воли, уверенности в благополучном исходе.

Во многих случаях обрушение зданий и сооружений возможно предотвратить посредством проведения особых предупредительных мер. Важной характеристикой любого объекта, которая закладывается на стадии проектирования здания, является его устойчивость - способность предупреждать возникновение аварий и катастроф, противостоять воздействию их поражающих факторов в целях предотвращения или ограничения угрозы жизни, здоровью персонала, проживающего вблизи населения, снижении материального ущерба, а также обеспечивать восстановление нарушенного функционирования объекта в короткие сроки Семехин Ю. Г. Безопасность жизнедеятельности для гуманитариев / Ю. Г. Семехин - Ростов н/Д: «Феникс», 2003. - С. 236.. Постройка зданий и сооружений осуществляется в соответствии со Строительными нормами и правилами Российской Федерации, а также Инженерно-техническими мероприятиями гражданской обороны Там же. - С. 237..

Одной из основных мер по предотвращению обрушений является повышение физической стойкости зданий и сооружений. Оно осуществляется по следующим направлениям:

· снижение статического и динамического воздействия на отдельные конструктивные элементы и здание (сооружение) в целом; для этого используются воздушные и податливые прослойки (экраны) в грунте внутри и на поверхности строительных конструкций, применяются разгружающие консоли и поверхности, повышается местная и общая податливость строительных конструкций за счет устройства шарнирно-податливых узлов опираний и соединений, уменьшается площадь контакта нагружающей среды со строительными конструкциями, устанавливаются легкосбрасываемые конструкции, уменьшается собственный вес строительных конструкций.

· повышение несущей способности строительных конструкций зданий и сооружений и грунтов основания; для этого увеличивают площадь поперечного сечения конструктивных элементов, применяют строительные материалы с повышенными прочностными и деформативными характеристиками, изменяют конструктивные схемы элементов, проводят работы по упрочнению грунтов основания.

В числе других предупредительных мер можно назвать проведение исследований устойчивости, целью которых является выявление слабых мест во всех системах и звеньях, выработка на данной основе комплекса организационных, инженерно-технических и других мероприятий по их устранению. Исследование устойчивости объекта проводится не реже одного раза в 5 лет Семехин Ю. Г. Указ. соч. - С. 238..

Использование автоматизированных систем по предотвращению чрезвычайных ситуаций (прерывание подачи газа, воды, электричества) также может значительно сократить человеческие жертвы и материальный ущерб, вызванные обрушениями.