Практика строительства на вечномёрзлых грунтах

15/07/2015

Тема строительства на вечномёрзлых грунтах представляется более чем актуальной – очевидно, что в свете открытых объемов углеводородов в российской Арктике объём строительства на данных территориях будет только возрастать.

Так, в Ямало-Ненецком автономном округе ежегодно добывается примерно 90% российского газа, что составляет около 20% мировой добычи (разведанные запасы ЯНАО достигают четверти мировых). На полуострове Ямал и в прилегающих акваториях уже открыто 11 газовых и 15 нефтегазоконденсатных месторождений, чьи разведанные и предварительно оценённые запасы составляют примерно 16 трлн. куб. метров газа, а прогнозные – около 22 трлн., конденсата – почти 231 млн. тонн, нефти – более 291 млн. тонн.

Масштабы транспортного, промышленного и жилищного строительства в ЯНАО также возрастут в разы, чтобы удовлетворить темпам развития экономики региона и росту численности населения, которое к 2020 году увеличится на 10%.

Ямал в циркумполярном мире уже занял прочную позицию центра арктических преобразований. В ближайшие десять лет регион будет соединён железнодорожным сообщением с Воркутой. Через его территорию пройдет Северный широтный ход.

В округе будет построен большой морской порт, в три раза превышающий по своим производственным возможностям порт Мурманска. «Ямал – это уникальный регион, который имеет очень большой инвестиционный потенциал, связанный с добычей углеводородного сырья. Он оценивается в два триллиона долларов США», – подчеркнул губернатор автономного округа Дмитрий КОБЫЛКИН.

Он также сообщил, что на строительство железной дороги Надым – Салехард потребуется затратить около 158 миллиардов рублей. «Это полностью инвестиционный проект, связанный с перевозкой углеводородного сырья, – сказал он. – Грузоперевозки обеспечат возврат денежных средств за 10-15 лет».

В связи с потеплением увеличилась мощность протаивания мёрзлых пород. Это привело к снижению несущей способности почвы, таким образом, при строительстве сооружений необходимо учитывать, что от фазы похолодания к фазе потепления диапазон изменения свойств грунта резко меняется. В результате потепления мы зафиксировали серьёзную деградацию, другими словами – оттаивание мёрзлых пород, особенно проявившееся в некоторых районах России. Больше всего это характерно для Центральной Якутии и Западной Сибири, меньше – для европейского Севера.

На сегодняшний день вечномёрзлые грунты занимают до 70% территории России. Причем здесь сконцентрированы основные углеводородные запасы нашей страны, которые, как известно, ещё долгие годы будут оставаться становым хребтом экономики. Поэтому решению проблем строительства на мерзлоте всегда придавалось и придаётся особое внимание, т. к. вечномёрзлые грунты чрезвычайно многообразны и, учитывая их недостаточную изученность, очень опасны. Разновидность грунтов простирается от мелкодисперсных осадочных до мелко- и крупнообломочных, спаянных льдом.

Строительная глубина оснований и фундаментов большинства сооружений составляет, как правило, 10-15 м. Для специфических объектов (мосты, плотины, скважины) она существенно больше. На этой глубине встречаются самые различные типы грунтов как по составу, так и по мерзлотному состоянию, в т. ч. чистые льды, твердомёрзлые грунты, пластично-мёрзлые и талые. Последнее при отсутствии сквозного «талика» означает заглублённую кровлю вечномёрзлых грунтов. Весьма существенно, что всё это многообразие может существовать на одной строительной площадке и даже в пределах одного здания или сооружения, причём в «черезполосицу» по глубине.

Практика строительства показывает, что здания и сооружения строятся в основном с сохранением мёрзлого состояния грунтов оснований на весь период эксплуатации, т.е. по I принципу строительства зданий и сооружений на вечномёрзлых грунтах. При этом применяются два основных технических решения: проветриваемые подполья и холодные этажи, которые действуют в качестве охлаждающего инструмента, компенсирующего теплопритоки от зданий и сооружений; здания и сооружения на подсыпках, охлаждаемых трубами и каналами. В последнее время доля сооружений, возводимых на охлаждаемых насыпях, непрерывно и существенно возрастает из-за очевидных экономических и эксплуатационных достоинств.

Применение охлаждающих каналов уменьшается из-за существенных недостатков; применение охлаждающих труб возрастает: это и американские насосные системы, и российские безнасосные системы «ГЕТ» и «ВЕТ» (горизонтальные и вертикальные естественнодействующие трубчатые соответственно). Применяются также слабонаклонные индивидуальные СОУ (сезоннодействующие охлаждающие устройства), но применение их ограничено из-за слабой мощности и существенных помех при эксплуатации.

В целом технических средств обеспечения устойчивости зданий и сооружений на вечномёрзлых грунтах в настоящее время вполне достаточно. Тем не менее существует огромное количество деформирующихся зданий и нарушенных сооружений, причём нарушения эти возникают и во время строительства, и во время эксплуатации. Что происходит? Ответ на этот вопрос лежит в многочисленных нарушениях строительных норм и правил, которые происходят на всех стадиях строительного процесса и в период эксплуатации, а также в возникших уродливых взаимоотношениях между организациями, дающими заказы на выполнение работ, и организациями, принимающими заказы на это выполнение.

http://ardexpert.ru/article/3903

Дата публикации: 15/07/2015 12:49

Дата последнего обновления: 15/07/2015 12:49