Эксперт НИЦ "Строительство" представил опыт проектирования объектов для Арктики
Комфорт и безопасность жителей арктических регионов во многом зависит от инфраструктуры. При этом особенности территории обуславливают специфику решений, применяемых в строительстве. Задачи, которые решает строительная отрасль в арктических условиях, обсудили на XIII Международном форуме "Арктика: настоящее и будущее" в ходе панельной сессии "Арктическая переменная: инновационные решения для строительства в условиях деградации вечной мерзлоты".
Партнёром секции выступил НИЦ "Строительство", в качестве модератора тематической сессии был приглашён начальник Центра геокриологических и геотехнических исследований АО "НИЦ "Строительство" Андрей Алексеев.
Заведующий сектором проектирования и геокриологических исследований НИИОСП имени Н.М. Герсеванова Павел Сазонов представил опыт института в докладе "Актуальные вопросы проектирования фундаментов на многолетнемёрзлых грунтах". Эксперт рассказал о решениях, применяемых при проектировании объектов в Арктике.
Как отметил спикер, порядка 90% Арктики лежит в зоне вечной мерзлоты.
"Нашему институту недавно исполнилось 95 лет. За это время накоплен большой опыт строительства зданий в совершенно разных условиях. Это и островная мерзлота, и низкотемпературные грунты, и регионы, где сильные ветра, где много снега или мало, и тому подобное. Всё это факторы, влияющие на проектное решение по фундаментам", – разъяснил Павел Сазонов.
На примере реализованных институтом проектов эксперт обозначил, какие задачи приходится решать при строительстве в северных регионах. Проектировщикам приходится учитывать свойства мёрзлых грунтов, зоны техногенно растеплённых грунтов, а также размеры зданий и сооружений. Данные особенности необходимо учесть при проектировании, чтобы избежать деформации построек.
Так, на Ямале распространены многолетнемёрзлые грунты, которые могут залегать на глубине 15-20 метров в виде островов или линз.
"Необходимо понимать, что чаша оттаивания под большими зданиями может составлять до 30-40 метров, поэтому через несколько лет чаша оттаивания обязательно дойдёт до мёрзлых грунтов, и начнутся деформации", – сообщил спикер.
Так проект спортивного тренировочного манежа в г. Салехард первоначально предусматривал предпостроечное оттаивание, однако не удалось найти подрядчика, который смог бы оттаять грунты на глубину 40 метров. Поэтому был запроектирован фундамент с заглублением железобетонных свай ниже чаши оттаивания.
В случае с реконструкцией объектов экспертам приходится иметь дело с растеплёнными грунтами и необходимостью их термостабилизации. При реконструкции трёх нефтебаз в Норильске были выполнены изыскания талых грунтов. На втором этапе требовалось исследовать уже замёрзший грунт. Специалистам института удалось сократить процесс: они изучили свойства мёрзлых грунтов в лабораториях, заморозив отобранные пробы.
Особенностью электростанции Ямал-СПГ стали её размеры и большое количество тепловыделяющих коммуникаций. Для неё была запроектирована система искусственной вентиляции из 18 воздуховодов для выкачивания тёплого воздуха, чтобы не допустить оттаивания грунтов. В случае с Жатайской судостроительной верфью спроектировать подобное вентилируемое подполье не представлялось возможным. Поэтому в проекте предусмотрели систему горизонтальных термостабилизаторов.
Также специалист рассказал о текущей работе института.
"Сейчас перед нами стоят цели разработать такую систему мониторинга, которая соединит наблюдения с термостабилизирующими мероприятиями. Например, если мы видим, что температура грунтов поднимается, то включаются термостабилизаторы. Если проектный режим – то они выключаются.<…> То есть, такая система, которая сведёт к минимуму человеческий фактор", – поделился Павел Сазонов.
Среди развивающихся направлений эксперт выделил усиление оттаивающих грунтов с помощью струйной цементации.
"В современное время, проектируя фундамент здания на мёрзлых грунтах, проектировщик сталкивается с непростыми задачами. Все они решаются либо стандартными способами, либо в рамках научно-технического сопровождения, когда могут исследоваться какие-то дополнительные свойства грунтов, разрабатываются новые типы фундаментов, проводятся лабораторные и экспериментальные исследования", – подытожил спикер.