На курьих ножках?

22.07.2019 
Автор: Яна АЛЕКСЕЕВА
Количество показов: 529
В рамках цикла «Open. Лекции» в летней библиотеке Парка культуры и отдыха обзор по теме «Фундаменты на вечной мерзлоте: риски и возможности» провел Артем Набережный, кандидат технических наук,  старший преподаватель кафедры «Промышленное и гражданское производство» инженерно-технического института СВФУ имени М. К. Аммосова. Эта тема может показаться актуальной и интересной абсолютно всем, ведь любопытно, на каких грунтах стоит ваш дом и как долго он прослужит. 

НЕМНОГО ПРЕДЫСТОРИИ
Как известно, в советское время во многих северных регионах работали заводы по выпуску кирпича и ЖБИ, а также различные предприятия по выпуску деревянных конструкций – от бревен до бруса и щитов.  Строительство зданий и сооружений на вечной мерзлоте всегда сопровождается большими рисками и удорожанием всех строительных процессов, в особенности устройства фундамента. Так же оно связано с отсутствием хороших дорог, проблем с кадрами и сезонности работ.
Строить дом в ледяном «панцире», который постоянно меняет свою структуру, довольно сложно. Рыхлые грунты в условиях вечной мерзлоты ведут себя самым непредсказуемым образом. Построенные здания и сооружения нагревают грунт, за счет чего он теряет монолитность, начинает подтаивать и смещаться. Но это не говорит о том, что строить те или иные основания зданий на вечной мерзлоте нельзя. Можно, только приняв специальные меры для поддержания постоянной температуры грунта.

В условиях вечной мерзлоты надежным вариантом является, как правило, фундамент свайного типа, а также фундаменты с постоянным поддержанием температуры и специальными присадками для замедления процесса замерзания при закладке.


ПИОНЕР КИМ

А знаете, кто был автором свайного способа строительства?  Инженер-строитель Михаил Ким, один из бывших заключенных «Норильлага». Он изучал свойства вечной мерзлоты еще с 30-х годов.

Строительство Норильска начиналось на скальных породах, где фундаменты можно было ставить и обычным способом. Однако в конце 30-х здесь начал работать проектный отдел, собранный из сосланных архитекторов и инженеров. В то время опыта в строительстве на вечной мерзлоте не существовало нигде в мире!
Благодаря Киму, который предложил ставить дома на сваях, жилищное строительство на вечной мерзлоте в начале 60-х приобрело большие масштабы. В 1966 году ему даже присудили Ленинскую премию – за разработку и внедрение принципиально новых методов индустриального строительства в условиях Крайнего Севера.
Ким доказал, что дома на сваях с проветриваемым подпольем при правильной эксплуатации будут стоять прочно, как на скале. Его соавторы нашли пути механизации, удешевления работ, ускорения строительства на Крайнем Севере. Из Воркуты, Мирного, Салехарда, Якутска приезжали в Норильск строители изучать конструкцию фундамента и способ его закладки индустриальным методом – с помощью буровых станков. 

Существовавшие тогда нормативные документы предлагали сначала оттаивать грунты. Потом в лунку ставили сваю, заливали раствором и долго ждали, когда все снова замерзнет. Инженер Ким предложил долбить мерзлоту канатно-ударными станками. Позже были придуманы новые фундаменты – со сваями, защемленными в скальное основание.

«Сваи Кима» позволили развернуть в Норильске бурное жилищное строительство – каждый год в городе заселялось по восемь – десять новеньких «хрущевок». 

В начале 60-х годов Ким был приглашен в Якутию – для консультации местных строителей. Под его непосредственным руководством было возведено здание школы № 9 – первое здание на свайном поле. 

Ким очень много и плодотворно работал, годами не ездил в отпуск – об этом вспоминали коллеги Михаила Васильевича. И даже ушел из жизни на службе, во время очередной командировки. Случилось это в Красноярске 4 сентября 1970 года.

ГРУНТЫ – ТАКИЕ РАЗНЫЕ 

Словом, практически полгорода построено на «кимовских сваях». Но вернемся к современным зданиям, прочность которых зависит от множества факторов – нагрузки на грунты, района строительства, атмосферных нагрузок, уровня сейсмичности, повышение которого в последние годы отмечают специалисты не только в Южной Якутии, но и под Якутском и в центральных улусах. Насколько прочным будет дом, зависит во многом от заказчика – заложит он повышенную защиту от толчков, значит, проектировщик будет обязан это сделать. 

Далее Артем Дмитриевич наглядно продемонстрировал на картах, что, если у нас будет очень плотная застройка, это приведет к понижению температуры грунтов, а в последующем и к аварийным ситуациям из-за развития деформации грунтов. Сейчас мы живем в условиях рынка, и заведомо невыгодные проекты никто не будет внедрять. Существует три уровня объектов – повышенный, нормальный и пониженный. Застройщики выбирают самый выгодный вариант. На сегодняшний день для строительства используются облегченные материалы: сэндвич-панели различных видов, легкие металлические конструкции, что позволяет сэкономить на транспортировке и производстве строительных материалов.

Далее попытаемся разобраться с вечной мерзлотой.  Тогда как геологи способны изучать ее миллионами лет, для строителей, если грунт простоял  в мерзлом состоянии три года, его уже можно называть многолетнемерзлым. В свою очередь, его также подразделяют на три вида – твердомерзлые, пластичномерзлые, сыпучемерзлые. Опять же карты, демонстрируемые лектором, красноречиво говорят о том, что 65% грунтов нашей страны составляют многолетнемерзлые грунты, а в нашей республике они занимают практически все территории. Так вот, подавляющее  большинство многоэтажных зданий строятся в состоянии мерзлого грунта.  Принцип, когда грунту дают оттаять, применяется для небольших  зданий. И, конечно же, строители подключают несколько способов сохранения  мерзлых грунтов, как подсыпка, вентилируемые подполья, охлаждающие трубы или каналы, термосифоны (похожи на рожки) – такие, к примеру, установлены на улице Дзержинского, в местах, где проходит городской канализационный коллектор.

В Якутии применяются все виды фундаментов: на них у нас зиждутся и промышленные сооружения, которые находятся в основном в Западной и Южной Якутии, и гражданские здания, которые имеются в столице и в Центральной Якутии (90%  идут с железобетонным каркасом). Кстати, ранее разрешали строить только до 12 этажей. Теперь, когда появилась специальная техника, гарантирующая пожарную безопасность, разрешено возводить до 16-ти этажей.
Отдельная интересующая всех тема –  это  намывные грунты 202-го и 203-го микрорайонов. 202-й в свое время был экспериментальной площадкой. Изначально здесь были мерзлые грунты. После намыва предполагалось, что сверху они будут промерзать, но оказалось, что грунты и без того  были достаточно высокотемпературными, и была высока вероятность их деградации. Прошло 30 с лишним  лет с момента застройки 202-го микрорайона, но талые грунты так и не замерзли. Впрочем, тема эта не просто актуальная, но и довольно емкая, поэтому мы продолжим ее в одном из следующих номеров. 


Фото автора 
Количество показов: 529
Выпуск:  №28(2708) от 19 июля 2019