Тепло надвигается на Арктику: проблемы строительства в многолетнемерзлых грунтах
В Москве под эгидой международной Ассоциации фундаментостроителей состоялся международный строительный форум «Арктика». В первый день прошла пленарная сессия «Перспективы развития Арктики. Состояние нормативно-правовой базы. Основные проекты Арктики». Модератором мероприятия выступил Андрей Алексеев, руководитель центра геокриологических и геотехнических исследований НИИОСП им. Н.М.Герсеванова.
В России 63% территории занимают многолетнемерзлые мерзлые грунты, отмечали докладчики, а около 75% зданий и сооружений построены по принципу сохранения вечной мерзлоты, в том числе на сваях, вмороженных в грунт, с высоким ростверком и вентилируемым подпольем. Увеличение температуры грунтового основания всего на 1-2 °С резко снижает несущую способность свай.
Из-за потепления климата наблюдается увеличение температуры массива многолетнемерзлых грунтов, увеличение толщины слоя сезонного оттаивания, образование таликов, снижение механических свойств грунтовых оснований сооружений. Таким образом, можно отметить, что 75% сооружений, построенных в криолитозоне, а это громадные территории Севера и Сибири, находится в зоне потенциального риска. С другой стороны, как отметил в докладе заведующий лабораторией геомеханики ФГБУН «Института прикладной механики РАН» Михаил Королев, сегодня в России планируются и реализуются крупнейшие инфраструктурные проекты, связанные с развитием Северного морского пути и освоением природных богатств арктической зоны.
«Важной особенностью многолетнемерзлых грунтов, которая диктует принципиально новые требования к проведению геомеханических испытаний, мониторинга и реконструкции объектов в криолитозоне, - подчеркнул Михаил Владимирович, - является существенная зависимость механических свойств мерзлых грунтов от значения отрицательной температуры». Он рассказал, что используемые в настоящее время при геомеханических испытаниях способы, методики и оборудование неэффективны и нуждаются в пересмотре и дальнейшем развитии, что должно найти отражение в соответствующих нормативных документах. Спикер проинформировал, что в ИПРИМ РАН разработаны новые способы и методики испытаний, позволяющие в ползуче-релаксационном режиме в ходе одного опыта определить механические характеристики мерзлых грунтов и несущую способность свай при различных температурах и в процессе оттаивания, что существенно сокращает время, количество и стоимость исследований. Данные разработки, по его мнению, целесообразно включить в практику геомеханических изысканий и в состав системы комплексного мониторинга объектов.
В пленарной сессии приняла участие группа специалистов по проблематике многолетнемерзлых грунтов из Якутии, самого холодного региона страны. Неудивительно, что выступления заведующего лабораторией, доцента кафедры «Промышленное и гражданское строительство» Инженерно-технического института СВФУ им М.К. Аммосова Артема Набережного и начальника ГАУ «Управление Госэкспертизы РС(Я)» Веры Кузаковой вызвали особый интерес.
Они отметили, что многолетнее повышение температуры воздуха сильно сказывается на надежности оснований, возводимых на вечномерзлых грунтах.
Артем Набережный проанализировал ошибки в строительстве и эксплуатации зданий и сооружений в криолитзоне. Причем они, как пояснил докладчик, начинаются уже на этапе проектирования, когда внедряются проектные решения, не соответствующие условиям эксплуатации. Он указал на недочеты при изучении мерзлотно-грунтовых условий при предпроектных изысканиях. «А при строительно-монтажных работах допускается меньшая глубина заложения фундаментов, чем заложенная при проектировании, используется бетон с низким качеством на прочность, морозостойкость, водонепроницаемость», - подчеркнул спикер. Были проанализирована проблема неправильной эксплуатации объектов. В частности, более предметно рассмотрены вопросы нарушения нормальной работы проветриваемых подполий, оттаивания грунтов за счет утечек из инженерных сетей, увеличения степени засоленности грунтов, криогенной деструкции бетона фундаментных конструкций и нижних участков стен.
По мнению якутских специалистов, пути решения видятся в следующем: пора вводить Закон «Об охране вечной мерзлоты» на федеральном уровне. Необходим постоянный геотехнический мониторинг и периодическое обследование техсостояния зданий и сооружений с ужесточением ответственности организаций, эксплуатирующих здания в криолитзоне. Особое внимание следует уделить повышению качества квалификации персонала проектных, изыскательских, строительных, эксплуатирующих организаций, исполняющих обязанности техзаказчика. Также следует осуществлять поквартальное планирование высотных отметок насыпей при строительстве и устройство организованного водоотведения поверхностных вод.