Дома на сваях на вечной мерзлоте
Сваи для вечномерзлых грунтов!
sasch, не вдаваясь в сущность вопроса, я помню, что вы уже задавали подобный вопрос (или искали книги по этому вопросу). Что там ответили?
Если есть конкретный вопрос, то постараюсь ответить. Если просто разобраться, то см.
Докучаев В. В. Свайные фундаменты в вечномерзлых грунтах1972г.
Торгулян Ю.О. Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах.1978
Может вы уже смотрели
Рекомендации по устройству буронабивных свай в вечномерзлых грунтах (год не помню, но выпускали Норильчане)
ТТК К-1-25 Устройство свайных фундаментов под опоры ВЛ в вечномерзлых грунтах
И инересная для меня, но может вы что-нибудь и найдете для себя из СП 32-101-95 Проектирование и устройство фундаментов опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов
Последний раз редактировалось topos2, 30.08.2009 в 13:51 . Там никто ничего не ответил.В расчетной схеме учитывать сваи или нет? Свая выходит из грунта на 1 м. И если учитывать, то расчетную длину определять как стойки с переменным сечением или брать от верхнего конца сваи. Свая выходит из грунта на 1 м. И если учитывать, то расчетную длину определять как стойки с переменным сечением или брать от верхнего конца сваи. На сколько я помню, там все зависит на какой момент оттаивания ведется расчет. Сейчас ничего нет под рукой посмотреть. Я помню, все эти схемы и номограммы для определений усилий есть в Справочнике по строительству на вечномерзлых грунтах. свая в салехарде в основном железобетон,труба редко,в основном под теплотрассы идет б\у шка.
лидерная скважина не на метр глубже а а метр меньше.
диаметр бура по геологии берется,как правило равен стороне квадратной сваи.
что за бред про отпаривание грунта,расскажу колегам-поржут.
живу с 85 года в салехарде,такого еще не видел.
считаю в "Фундаменте"
свая из грунта 1 метр..хм.
экспертиза требует по СНиП 1.2 метра от расконвертовки до нижней отметки ростверка,т.е. 12метровая свая колотится на 10 метров по проекту.
удачи.
и кстати иногда и по 2му принципу работаем,бывает мерзлоты нет. но это в Салехарде Подмосковье makarkharp "что за бред про отпаривание грунта,расскажу колегам-поржут.
живу с 85 года в салехарде,такого еще не видел." Уважаемый коллега. Мы здесь общаемся не для того, чтобы "ржать" над мнением других коментаторов, а для того чтобы помогать друг другу.
Отпаривание грунта установкой ППУ выполнялось. ЮЖНИИГИПРОГАЗом (генпроектировщик по промыслам Уренгойскому, Медвежьему, Ямбургскому, Бованенковскому) была даже разработана технологическая карта на погружение трубчатой сваи. Сначала применялась труба с закрытым остроконечным концом. Но при забивке копром происходило смятие тела трубы и тогда перешли на метод отпаривания. Мне, как руководителю строительного предприятия пришлось все это пройти.
Касательно расчета свай на воздействие горизонтальных усилий можно сказать следующее. Горизонтальные нагрузки на сваю возникают только в местах "мертвых" (неподвижных) опор между компенсаторами в средине. Повторюсь - труба на ростверках стальных между компенсаторами лежит на сколязящих опорах.
topos2, кто автор справочника? прога Фундамент считает по I принципу - если зайти на вкладку "расчет ВМГ",а если считать по II принципу, то считать как для обычных грунтов. Это так?
Насчет того, что свая на 1 м выходит - нам прислали требования, что свая должна выходить на 1-2 м - не ниже и не выше.
Последний раз редактировалось sasch, 30.08.2009 в 16:31 . отпаривали может где то в районе Бованенково,но в городах такого не делали и не делают,тем более сейчас.и кстати довольно серьезно сейчас домают насчет свай,по тому же бованенково,стоимость фундаментов дикая из за отсыпки и температурной стабилизации,плита на насыпной подушке дешевле и работает не хуже. topos2, кто автор справочника? прога Фундамент считает по I принципу - если зайти на вкладку "расчет ВМГ",а если считать по II принципу, то считать как для обычных грунтов. Это так?
.
Я сечас далеко от книжного шкафа. На память, он так и называется
Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах 1977 (или 76) авторство толпы народа, в том чиле Велли и Докучаева - раньше настольная книга мерзлотников.
ps Я уже 10 лет не касался северов, но тут на форуме точно есть люди специализирующиеся на мерзлоте.
Расчет по II принципу: все же нужно знать глубину оттаивания, а так все как для обычных свай по СП и Пособию. Разница только в том, что для деревянных и закрытых пустых трубчатых свай нужно учитывать эффект всплытия.
Дома на сваях на вечной мерзлоте
Жизнь городов: финалисты фотоконкурса Urban Photo Awards 2021
Северная Корея провела испытания новых крылатых ракет в Японском море
Телеканал MTV случайно показал истинное лицо Мадонны и взбесил её фанатов
Бандиты с большой дороги, которых боятся даже бабки у подъездов (но это не точно)
"Это рекорд!": москвич в сентябре выбросил ёлку и рассказал, сколько ей лет
"Не покупайте одежду онлайн": писательница раскритиковала шопинг в сети
SpaceX запускает в космос первый гражданский экипаж
15 крутых штуковин, за которые не жалко отдать деньги
Ночные страсти: что делать с кошкой, которая не спит по ночам?
Художница, которая точно знает: в СССР было лучше!
Чиновники запугали штрафами россиянина, который вот уже несколько лет сам ремонтирует дороги
Передайте трубку Ефремову: как россияне издеваются над телефонными мошенниками
Запреты на тампоны и 15 лет под стражей за кока-колу: факты о Северной Корее, которые поражают.
"Оружие не найдено": в Иванове полиция не заметила свадебный кортеж со стрельбой и ездой по встречке
"Поздравили, но протокол составили": пограничники два часа бдили за сахалинцем, тянущим тунца
50 странных фотографий из серии "Ничего не понятно, но очень интересно"
30 мастеров, которые творят из дерева искусство
Как Николас Кейдж охотился за Граалем и почему стал сниматься в плохих фильмах
Семейная пара с топором и пистолетом набросилась на водителя грузовика, не пропустившего их авто
15 вещей, которые нельзя делать в Японии
15 счастливых случаев, когда помощь приходила очень вовремя
В КНДР заявили о своей мощи, показав запуск баллистической ракеты, неожиданным способом
Статистика и 20 фото деревенских интерьеров, которые возьмут за душу и не отпустят
После народного схода мигрантов выселили из общежития в Бужаниново, но проблема осталась
Суд разрешил оскорбившему россиян блогеру на время остаться в России, приостановив распоряжение МВД
Так всё же вятскополя́нцы или вятичи? О неочевидных названиях жителей городов в России
Талибы* наткнулись в горах на забытый склад советских баллистических ракет
Дрю Бэрримор и Кэмерон Диас стареют достойно
Эти люди на себе узнали, что такое культурный шок
Сбежавший преступник, устав от бедности, вернулся в тюрьму
30 горе-кулинаров, чьи надежды на успех не оправдались
Альтернативные названия станций московского метро
Теперь у девчонок дел по горло: реакция соцсетей на презентацию iPhone 13
«Не способен приносить пользу обществу»: суд отказал Ефремову в смягчении приговора
Участники свадебного кортежа из Иваново, которых "не заметила" полиция, извинились за стрельбу
Фракталы, спирали и идеальные линии природы: 25 фото удивительной геометрии
Экскаваторщик загрустил от низкой зарплаты и уничтожил 5 грузовиков
Как существовать на 15 000 рублей в месяц: пособие по экстремальному выживанию
Американские солдаты покидают: 30 фото как сдаются те, кто считал себя сильнее
Концерты Бузовой отменяют в российских городах из-за низкого спроса
Однажды на работе: порция убийственных ситуаций и обстоятельств
Компания Disney построила дом Винни-Пуха в английском лесу
Как понять, что юность давно прошла
Художник создает иллюстрации о проблемах современного общества, понятные без слов
Как строить на "вечной мерзлоте"
Мерзлота впервые была описана ещё русскими землепроходцами Сибири, а её систематическое изучение началось с 90-х годов XIX века, в связи со строительством железных дорог. При Русском географическом обществе в Петербурге тогда же была создана комиссия для изучения мёрзлых пород, куда входили И.В. Мушкетов, А.И. Воейков, В.А. Обручев, М.А. Рыкачев, К.И. Богданович. В 1929 г. по инициативе М.И. Сумгина и при поддержке В.И. Вернадского в Академии наук СССР была организована Комиссия по изучению вечной мерзлоты (КИВМ) под председательством В.А. Обручева, а в 1939 г. – на её базе Институт мерзлотоведения им. В.А. Обручева АН СССР в Москве, который включал мерзлотные станции в Арктике и Сибири.
В России общая площадь районов распространения вечной мерзлоты равна примерно 10,7 млн. км2, что составляет около 65% территории страны. В зависимости от степени распространения мерзлоты, различают области сплошного (более 90% площади), прерывистого (50% - 90%) и островного (10% - 50%) её распространения. В этих районах сосредоточено более 80% разведанных запасов нефти, около 70% природного газа, много других ценных ресурсов.
При освоении территорий с вечной мерзлотой возникают различные воздействия на окружающую среду и здания и инженерные сооружения. Во-первых, обычно происходит масштабное воздействие на природные условия в целом, изменяющие микроклимат, растительный покров, режим поверхностных и подземных вод, влажность и состав слоя сезонного протаивания и другие. Это приводит к изменению температур горных пород, глубины оттаивающего летом слоя, положения кровли и подошвы мерзлоты. Изменяются гидрологические и гидрогеологические условия, свойства горных пород, биосфера региона. Таким образом, возводить здания и инженерные сооружения приходится в иной обстановке, чем та, что была до возникновения нарушений, при проведении инженерных изысканий для строительства. Это необходимо учитывать, выполняя прогноз мерзлотных условий района освоения. Во-вторых, различные виды хозяйственного освоения территорий криолитозоны при различных видах строительства (гражданского, промышленного, линейного, гидротехнического) – для целей горнодобывающей промышленности и подземного строительства, развития сельского хозяйства – подразумевают различные виды воздействия на мёрзлые породы и, соответственно, различную их реакцию, что также необходимо учитывать при прогнозе мерзлотных условий. Такой мерзлотный прогноз выполняется на основе инженерных изысканий и научно-исследовательских работ, включающих оценку существующих условий на территории, возможных техногенных воздействий, тепловые расчёты и моделирование температурного режима горных пород, разработку защитных и природоохранных мероприятий. Это нужно выполнять ещё до начала капитального строительства.
По мнению выдающегося геокриолога В.А. Кудрявцева, основателя кафедры геокриологии в МГУ, при этом недостаточно описать существующие мерзлотные условия, «фотографию», по его выражению. Мало лишь измерить температуру в скважинах, которая регистрируется там сегодня, потому что она изменяется. Необходимо выявить закономерности формирования и развития вечной мерзлоты и сезонного оттаивания, оценить роль различных природных факторов, влияющих на температурный режим горных пород. Например, снег имеет выраженное отепляющее влияние, и при сокращении мощности снежного покрова будет наблюдаться понижение температур грунтов, и наоборот. Растительные напочвенные покровы, наоборот, как правило, охлаждают грунты, и при их нарушении, скажем, гусеничной техникой, происходит повышение температур грунтов, оттаивание мерзлоты, термокарст и другие неблагоприятные процессы. Затем следует использовать эти закономерности при составлении мерзлотного прогноза.
Если бы не происходило нарушения температурного режима горных пород при строительстве, протаивания (или наоборот, образования) вечной мерзлоты, можно было бы использовать методы, с помощью которых возводят здания и инженерные сооружения в областях, где криолитозона отсутствует. Практика такого строительства существует со времён первых цивилизаций Египта, Индии, Китая, а затем Европы, и приёмы хорошо известны за столетия освоения этих территорий. К сожалению, приход человека на Север сопровождался явлениями, неизвестными до недавнего времени. К ним относятся, например, оттаивание мерзлоты в основаниях зданий и сооружений, образование «чаш оттаивания» с осадкой грунтов и разрушением инженерных объектов. Таким образом, чтобы сохранить мерзлоту и предотвратить разрушения, необходимо разделить тепловыделяющее сооружение и мёрзлые породы. Требуется создание «подполья» - свободно проветриваемого пространства между поверхностью земли и сооружением, а само здание или сооружение установить на сваи.
Первые сведения об способах возведения сооружений на вечной мерзлоте приведены в 1876 г. в работе инженера И.А. Лопатина, а затем этот вопрос был изучен профессором Николаевской инженерной академии В.П. Стаценко в 1922 г., который и предложил впервые для сохранения грунтов основания в мёрзлом состоянии устраивать проветриваемые подполья. Что касается свай, то ещё в 1907 г. Н.А. Белелюбский применил их при сооружении моста на Екатерининской железной дороге. Эффективный способ изготовления бетонных свай был предложен русским инженером А.Э. Страусом – так называемые набивные бетонные сваи изготовлялись непосредственно в буровой скважине, в том числе с арматурным каркасом. Сваи Страуса получили распространение в том числе за границей и применяются до сих пор. Сегодня на таких сваях построено, и продолжает строиться значительное количество инженерных сооружений в китайском Тибете.
В Якутске в 1932–1936 гг. впервые была построена Центральная электростанция на фундаментах в виде колонн с башмаками и проветриваемым подпольем, консультировал строительство выдающийся мерзлотовед Н.А. Цытович. Интересно, что в проектировании принимали участие специалисты как Советского Союза, так и иностранные инженеры. Мировая практика ещё не знала такого крупного строительства в условиях вечной мерзлоты, вдали от промышленных районов. Консультант по строительству Днепрогэса Х. Купер отмечал, что проект имел проблемы, «из решения, которых технический мир почерпнул много поучительного».
Первые сваи при возведении зданий на вечномёрзлых грунтах применили строители Воркуты в 1937 г. В 40-е годы их стали использовать в Якутске под руководством Е.Л. Жорницкого, а в 50-е гг. в Норильском промышленном районе под руководством инженера М.В. Кима, бывшего заключённого Норильлага , изучавшего свойства вечной мерзлоты с 30-х годов и получившего впоследствии за жилищное строительство в Норильске Ленинскую премию. Затем В.К. Дмоховский, генерал-майор инженерно-технической службы (1943 год) показал, что винтовые сваи имеют преимущество в применении перед забивными при необходимости устройства фундамента в условиях вечной мерзлоты.
Сегодня сваи применяются и на магистральных трубопроводах на территории Сибири и в Северной Америке. На территории распространения мерзлоты допускается применение трёх видов прокладки: подземной, наземной в насыпи и надземной.
Однако наземный способ прокладки трубопроводов часто не реализуется из-за высокого риска отказов, прежде всего из-за оттаивания в летнее время, которое приводит к погружению трубопровода. С другой стороны, для нефтепроводов часто другой вариант невозможен, из-за высокой температуры нефти и возможности оттаивания мерзлоты. Поэтому их устанавливают на сваи, как большую часть Трансаляскинского нефтепровода в США. На участках с повышенными значениями среднегодовых температур грунтов, а также с большой мощностью сезонноталого слоя применяют установку термостабилизаторов – сезонно-действующих охлаждающих устройств.
Термосифоны охлаждают сваи, поддерживающие надземный трубопровод Транс-Аляска к северу от реки Юкон. © S.A. Harris Термосифоны охлаждают сваи, поддерживающие надземный трубопровод Транс-Аляска к северу от реки Юкон. © S.A. HarrisТермостабилизатор (термосифон) – сегодня важная часть многих проектов в криолитозоне. Он работает по принципу переноса зимой естественного холода в основание фундамента и пассивного состояния летом. Когда впервые его придумали в Америке, использовалась обычная труба с керосином. Зимой верхняя часть трубы охлаждается, холодный керосин опускается вниз и понижает температуру грунтов, а летом такой циркуляции нет. Сейчас совершенствуются технологии устройства, увеличивается их эффективность, применяется аммиак, углекислый газ. В Тюмени создано большое предприятие по производству термостабилизаторов «Фундаментстройаркос», которое активно работает в Российской Арктике.
Технологии совершенствуются и в строительстве, изменяется материал свай, его шероховатость, конструкции, способы установки, но принцип, так называемый I принцип строительства на вечномерзлых грунтах, в большинстве случаев остаётся – сохранение грунтов в мёрзлом состоянии. Впрочем, обеспечить мерзлое состояние оснований бывает сложным делом, особенно на территории застройки, если наблюдается снегонакопление или нарушение поверхностного стока.
Здание на железобетонных сваях, построенное по I принципу строительства, с сохранением мёрзлого основания и проветриваемым подпольем, в зоне сплошного распространения многолетнемёрзлых пород в п. Харасавэй, полуостров Ямал. © A. Осокин Здание на железобетонных сваях, построенное по I принципу строительства, с сохранением мёрзлого основания и проветриваемым подпольем, в зоне сплошного распространения многолетнемёрзлых пород в п. Харасавэй, полуостров Ямал. © A. ОсокинВпрочем, иногда может применяться и II принцип – с предварительным оттаиванием, например, если по прогнозу мерзлота рано или поздно оттает, следовательно, лучше это каким-то образом сделать ещё до строительства, или даже в процессе эксплуатации, если здание допускает деформации, и в этом случае основание также будет устойчивым. Необходимо быть осторожным при использовании этого принципа, осадки грунтов при оттаивании могут быть неожиданно велики, а их прогноз непрост.
Есть и промежуточный вариант – в частности, так называемый «метод стабилизации», если состояние частично опущенной кровли мерзлоты методами тепловой мелиорации поддерживается в стабильном состоянии. При этом необходим тщательный мерзлотный прогноз и контроль за состоянием основания.
Охлаждающие термостабилизаторы в проветриваемом подполье в условиях влияния подстилающих оттаивающих многолетнемёрзлых грунтов, кровля которых находится на некоторой глубине (Воркута). Таким образом поддерживается стабильное состояние положения кровли вечной мерзлоты (метод «стабилизации») и устойчивость фундамента © А.Брушков. Охлаждающие термостабилизаторы в проветриваемом подполье в условиях влияния подстилающих оттаивающих многолетнемёрзлых грунтов, кровля которых находится на некоторой глубине (Воркута). Таким образом поддерживается стабильное состояние положения кровли вечной мерзлоты (метод «стабилизации») и устойчивость фундамента © А.Брушков.Таким образом, главное при строительстве на вечной мерзлоте -- во-первых, прогноз мерзлотных условий при освоении территории. Мы должны знать, что может произойти с мерзлотой при строительстве и нарушении природной среды, как изменится положение её кровли и подошвы, слой сезонного оттаивания, влажность грунтов, какие процессы могут развиваться – пучение, термокарст, термоэрозия. При этом необходимо учитывать и динамику климата, в частности, происходящее в настоящее время глобальное повышение температур воздуха, особенно выраженное в криолитозоне. Во-вторых, необходимо принять решение, по какому принципу строительства мы будем возводить здания и инженерные сооружения, что будет более экономически оправданно и безопасно. Если температуры низки, а мерзлота содержит значительное количество льда, предпочтительнее, как правило, I принцип, то есть сохранение мерзлого состояния грунтов. В этом случае принимаются меры по предотвращению попадания в мерзлоту тепла, устраиваются проветриваемые подполья, используются холодные трубопроводы, применяются термостабилизаторы.
Автор: Анатолий Викторович Брушков, доктор геолого-минералогических наук, заведующий кафедрой геокриологии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова
«– 40 С° — это ещё тепло». Об особенностях строительства в вечной мерзлоте
Якутск — самый крупный город в зоне многолетней мерзлоты. Суровый климат вынуждает местных учёных и архитекторов придумывать нестандартные решения для комфортной и безопасной жизни. Главный архитектор Якутска Ирина Алексеева рассказала Strelka Mag о том, как строить на сваях, использовать национальные узоры в качестве подсветки и развивать общественные пространства при экстремальных температурах.
Ирина Алексеева / фото: Ольга Алексеенко
«Кишки наружу» и дома на сваях
В Якутске все дома стоят на глубоко вбитых сваях, чтобы тепло от построек не подтапливало мерзлоту. Решая одну проблему, мы сталкиваемся с другой: как сделать вход в здание доступным, если он поднят на несколько метров от земли? Электрические подъёмники перестают работать на холоде. Пандусы — слишком массивные и тяжёлые, но ставят именно их, потому что при типовом строительстве никто не пытается изобрести новую удобную лестницу.
В Якутске нет ливневой канализации, только наружное водоотведение, потому что под землёй всё замёрзнет. У нас даже есть такое понятие, как «пропарка»: мы пропариваем лотки на улицах, по которым стекает вода, чтобы могли пройти весенние стоки.
А ещё у Якутска, можно сказать, кишки наружу: все коммуникации проходят над землёй. И тонкие, и магистральные трубы под два метра диаметром. Так как это сфера ЖКХ, ни один дизайнер к оформлению труб руку не прикладывал. Сейчас хотя бы появились новые изоляционные материалы, а раньше они обматывались тряпками для утепления.
Коммуникации могли бы однажды стать элементом дизайна. Например, как в Центре Помпиду. Для этого нужно понимание проблемы и видение решения, а также деньги. Пока этим никто не занимается.
Сейчас мы благоустраиваем канал, который пролегает по центру Якутска. Вдоль него проложены магистральные сети, но мы не можем с ними ничего сделать или строить что-то рядом с ними, потому что это охранная зона. Под этим предлогом в этом месте даже мусор не убирают. Но ведь это часть инфраструктуры — там даже дети играют.
Некоторые изгибы труб, в местах, где они проходят по общественным пространствам, мы закрыли декоративными панелями. Было предложение сделать на трубах смотровые площадки, но сетевики сказали, что это небезопасно.
Задача якутских архитекторов в том, чтобы связать все эти, казалось бы, случайные элементы в инфраструктуре города.
Слишком холодно для машин
Зимой машины у нас практически не ездят: оставить автомобиль на улице невозможно, иначе уже через полчаса его придётся размораживать. Кто-то использует утеплённые чехлы, но они работают только при – 30 °C, ниже уже бесполезно. Некоторые просто не выключают двигатели. Самое логичное — заморозить автомобиль и пересесть в такси: это выгоднее, чем тратить бензин на прогрев своей машины.
Из-за вечной мерзлоты у нас нет подземных парковок. Это большая проблема, так как для наземных места мало. Поэтому мы рекомендуем застройщикам надземные решения, которые и прорабатываем.
Устройство свай в вечномерзлых грунтах
Люди селятся не только в южных районах и средней полосе, огромная часть населения нашей страны проживает в суровых районах Крайнего Севера, где очень сложные климатические условия. Но даже в таких районах жизнь не останавливается – растут города и поселки, где больше половины жилья возводится частным образом. В этом случае очень актуальным становится возведение фундаментных оснований, способных выдержать сложные условия. Тема этой статьи – фундаменты на вечномерзлых грунтах, их устройство и технология работ.
Вечномерзлые грунты: характеристики, свойства
Вечномерзлыми считаются такие грунты, которые находятся в мерзлом состоянии 3-х и более лет, они имеют неустойчивую структуру, при оттаивании подвергаются значительной просадке в результате нарушений природного структурного состояния.
Срез вечномерзлого грунта
Вечномерзлый слой разделяется на две части по вертикали:
Деятельный слой – поверхностный слой мерзлого грунта подвергается частичному оттаиванию во время летнего сезона и снова замерзает с наступлением зимы. Интенсивные процессы оттаивания и замерзания почвы вызывают пучение, что негативно сказывается на устойчивости и прочности зданий, построенных на этом грунтовом основании.
Мощность деятельного слоя зависит от климата местности и геологического состава залегающего грунта, может составлять от 0,3 до 4,0 метров, при этом при продвижении к югу, толщина деятельного слоя значительно возрастает. Наибольшей толщины поверхностный слой достигает в почвах, сложенных их песка и осколочных скальных пород, имеющих открытые поры.
Различают два типа деятельных грунтов:
- Сливающиеся – в условиях зимних холодов почва деятельного слоя промерзает на всю толщину, и смерзается с вечной мерзлотой основания, на которое опирается.
- Несливающиеся грунты – между деятельным грунтовым слоем и вечномерзлым материковым, существует незамерзающая перемычка.
Вечномерзлая толща – этот грунтовый слой принято подразделять на два вида:
- Непрерывная мерзлая толща – состоит из сплошного однородного слоя мерзлого грунта.
- Толща слоистая – представлена прослойками из смерзшихся почв, льдистых включений или слоев, которые размываются подпочвенными водами.
Вечная мерзлота может быть сложена из грунтов любого типа, среди которых наиболее широко представлены основные группы почв. Самый наименьший процент в мерзлотных почвах составляют скальные породы.
Твердомерзлый грунт
По состоянию вечномерзлые грунты принято подразделять на следующие виды:
- Твердомерзлые – этот вид представлен смерзшимся песком, который в замерзшем состоянии приобретает все свойства и характеристики скального грунта.
- Пластичномерзлые – состоят из глинистых пород, которые в результате глубокого промерзания, содержат замерзшую воду, и могут сжиматься при воздействии определенных нагрузок.
- Грунты сыпучемерзлые – эту группу составляют песчаные и гравийные грунты, которые даже в замерзшем состоянии не скованы льдом, находятся в достаточно рыхлом состоянии.
Особенности фундаментов на вечной мерзлоте
Фундаменты на вечномерзлых грунтах требуют особого подхода, для их возведения применяется специальная технология. Уже в момент проектирования опорного основания в условиях вечной мерзлоты, следует предусмотреть ряд аспектов:
- Разработка мероприятий по уменьшению возможных деформаций постройки.
- Тщательный расчет глубины заложения фундамента.
- Выбор вида фундаментного основания с учетом местных условий.
- Технология возведения опоры здания, разработанная для строительства оснований здания в вечной мерзлоте (способ погружения опор).
Строительство дома в любых условиях – ответственный процесс, требующий тщательного выполнения строительных норм и правил, с особой тщательностью следует выполнять технологию работ. В условиях вечной мерзлоты к строительству зданий следует подходить еще более ответственно, выбирая подходящее основание для опоры постройки.
Свайные фундаменты
По сравнению с другими типами оснований, фундамент на вечной мерзлоте (свайный), имеет значительные преимущества:
- Исключается необходимость разработки природного грунта в котловане, что достаточно тяжело выполнить в силу природных условий местности.
- Свайные фундаменты в мерзлоте допускается возводить при любых погодных условиях, в любое время года.
- Технология устройства свайных фундаментов (способ погружения) отличается простотой, доступностью.
- Свайные основания в условиях мерзлоты обычно заглубляют на большую глубину, поэтому исключается опасность неравномерной осадки здания и опрокидывания конструкций.
Необходимо выполнять тщательные расчеты величины заглубления свайных опор, учитывая весь комплекс действующих факторов по геологическим и гидрогеологическим показателям, в том числе – глубины сезонного промерзания и оттаивания грунта.
Особое внимание следует уделять морозному пучению почв, которые возникают в пылеватых и глинистых почвах. Выпучивание замерзшей почвы чревато неравномерной осадкой при сезонном оттаивании верхних слоев мерзлой породы.
Свайные опоры в большей мере, чем другие виды фундаментных оснований, способны сопротивляться силам морозного пучения. Устройство основания из свай под здания в условиях вечной мерзлоты, соблюдая необходимую технологию, гарантирует зданию устойчивость, прочность и долговечность.
В настоящей статье рассмотрим подробно технологию возведения свайных фундаментов в районах вечной мерзлоты.
Буроопускные сваи
Технология устройства фундаментов из буроопускных свай разработана специально для районов с вечномерзлыми грунтами.
Способ погружения опор включает выполнение основных технологических операций:
- Погружение свай квадратного сечения в заранее приготовленную скважину, превышающую по размерам погружаемую опору.
- Заполнение зазора между свайной опорой и стенками скважины бетонным раствором.
Свайные опоры, принимая нагрузку от веса здания и прочих воздействий, перераспределают ее на нижние слои почвы, а также на боковые поверхности, сжимаемые грунтом.
Промышленность выпускает прямоугольные буроопускные опоры из металла. Внизу ствола имеется уширение с закрепленным опорным элементом и ребрами жесткости. Между телом сваи и наконечником устанавливается специальная цилиндрическая вставка, которая определяет несущую способность всей опорной конструкции.
Допускается применять для устройства фундаментного основания сваи квадратного сечения и сваи-оболочки. Для повышения прочности последних опор, требуется выполнить бетонирование внутренней полости после завершения монтажных работ.
Габариты свайных опор принимаются согласно проектным расчетам. Для обеспечения повышенной прочности могут быть применены составные опоры, при условии их обязательного опирания на твердое основание.
Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее о процессе монтажа опор в мерзлых почвах.
Технология и способы погружения свай
Способ погружения свайных опор в мерзлые грунты при использовании технологии строительства оснований из буроопускных свай, включает следующие операции:
- Предварительное бурение скважин в вечномерзлом грунте.
- Устройство амортизационной песчано-гравийной подушки – в скважину послойно засыпается крупный песок с проведением тщательного уплотнения слоев. Второй слой подушки выполняется из мелкого гравия или щебня мелкой фракции. Устройство песчано-гравийной подушки предполагает выполнение тщательного уплотнения слоев песка и щебня.
Способ уплотнения подушки состоит в следующем: с большой высоты в скважину опускается фундаментная опора квадратного сечения, которая уплотняет слой песка или щебня.
- Погружение металлической сваи в подготовленную скважину (существует специальная технология).
- Заполнение пазух свайного фундамента грунтом или раствором – устройство основания под здание в вечномерзлых грунтах предполагает заполнение пространства вокруг наружных поверхностей свайной опоры мерзлым материковым грунтом; цементно-песчаным или цементно-глинистым раствором.
При заполнении пустого пространства раствором, важно помнить, что состав должен заполнить скважине не более 1/3 от ее глубины.
Посмотрите видео, как производится установка буроопускных опор.
Способ погружения свайных опор в мерзлые грунты выбирается в зависимости от комплекса условий, которые включают состояние мерзлых грунтов. В зависимости от ситуации, могут применяться следующие варианты погружения опор:
- Механизированная установка опор – при этом варианте буроопускные опоры монтируются в скважины при помощи специальных механизмов. Способ монтажа опор нельзя назвать экономичным, так как привлекается дорогая грузоподъемная техника.
- Устройство фундаментного основания методом погружения свай в предварительно оттаянный грунт (оттаивание проводится специальными иглами с помощью пара или электричества). Этот способ отличается сложностью и сопряжен с высокими затратами.
- Монтаж свай в скважины заведомо меньшего диаметра (бурозабивной способ).
- Забивка свайных опор в вечномерзлые грунты без проведения предварительной подготовки.
Два первых способа применяются в твердомерзлых грунтах, технология забивного погружения свай применяется обычно в мерзлых пластичных грунтах. Каждый способ имеет свои особенности, преимущества и недостатки, выбирая технологию погружения свай, следует всесторонне оценить существующие условия строительства.
Строительство на мерзлоте: опыт и новшества
Looking at the map of the Krasnoyarsk area, one can notice that our northern land is endless and … empty. In Evenkiya and at Taimyr the occupancy rate is only 0.03-0.06 people for square kilometer. Nevertheless, this severe land, the extremely Northern one (the Taimyr peninsula owns the northernmost point of the Eurasia), is successfully explored.
Область вечной мерзлоты, которая занимает две трети площади нашей страны, называют стратегическим тылом России, ее кладовыми, топливно-энергетической базой и валютным цехом. Здесь работают комбинаты, шахты и карьеры, проложены дороги, построены порты и аэродромы. И стоят на вечных льдах целые города, в которых строительство каждого дома можно считать подвигом.
О том, как возводят здания на северных территориях, об особенностях заполярных сооружений и роли энергосберегающих технологий в условиях сурового климата мы побеседовали с заместителем первого проректора СФУ по науке и международному сотрудничеству, доктором технических наук, профессором Рашитом Назировым(Р.Н.) и доктором технических наук, профессором, советником Российской академии архитектуры и строительных наук и преподавателем кафедры архитектуры гражданских и промышленных зданий Юрием Гончаровым(Ю.Г.), принимавшим непосредственное участие в строительстве домов Заполярья.
Город на краю Земли
Р.Н.: Кардинальных различий в возведении домов на Севере и «на материке» нет. Однако особенности есть. Общие принципы строительства основаны на фундаментальных законах физики. Прежде всего, необходимо обеспечить надёжную теплоизоляцию дома. Это означает применение продуманных конструктивных схем зданий, которые гарантируют отсутствие «мостиков холода», использование эффективных материалов и энергосберегающих технологий. И, конечно, это особенности строительства фундаментов.
Р.Н.: Да. Хотя сегодня на Севере применяются два варианта возведения фундаментов: не только на сваях, когда создается зазор между грунтом и основанием и обеспечивается естественная вентиляция мерзлой поверхности, но и непосредственно на грунте. В последнем случае необходима высокая теплоизоляция, которая позволит сохранять грунт в естественном состоянии.
Строительство города Норильск, 1980-е гг.
P.Н.: К сожалению, надо признать, что сегодня в вопросе возведения зданий на северных территориях во многом утрачена преемственность поколений. Очень немногие люди по-настоящему владеют практикой подобного строительства. Организации, которые ведут работы сегодня, строят по СНиПам, разработанным еще в советское время. А вот новых научных и теоретических разработок почти не ведется. Часто проект делает организация, которая имеет об объекте весьма смутное представление.
Р.Н.: Динамика строительства городов на вечной мерзлоте будет расти благодаря разработкам новых месторождений на севере края. Например, освоение Ванкорского месторождения способствует развитию Игарки. Всего один факт: пассажиропоток в городе за последние полтора года увеличился почти в три раза! В связи с проектами освоения Нижнего Приангарья активно развиваются Богучаны… Это, безусловно, положительные моменты.
Точка отсчета
-Так или иначе, все сегодняшние масштабные промышленные проекты на Севере имеют отношение к энергетической отрасли. А недавно в стране был принят закон «Об энергосбережении». С чем это связано в широком смысле?
Р.Н.: Все началось с энергетического кризиса 70-х годов. Но если вспомнить, нефть тогда стоила 17 долларов за баррель. Сейчас — около 80-100. И эта цифра будет только расти. В США, например, проблему энергосбережения рассматривают в числе основных, ее решение способствует обеспечению национальной безопасности. Несмотря на все меры по сбережению энергии, ее потребление, скажем, в жилищно-коммунальной сфере, будет увеличиваться на 1,5 – 2% ежегодно, причем в структуре потребления энергоносителей, по западной статистике, снизится доля потребления нефти, а использование энергии, вырабатываемой ГЭС и АЭС, останется примерно на прежнем уровне.
Р.Н.: Должны быть, но они пока не стали всеобщим достоянием. Разработка программ по энергосбережению ведется на всех уровнях: федеральном, региональном, муниципальном. Уже с 1 января 2010 года вступили в силу требования Закона об обеспечении снижения потребления энергии и воды в государственных или муниципальных организациях. А до 1 января 2011 года органы государственной власти и местного самоуправления должны обеспечить завершение мероприятий по оснащению зданий, строений, сооружений приборами учета потребляемой воды, природного газа, тепловой и электрической энергии.
Предприятия будут обязаны принимать меры по дополнительной теплоизоляции помещений, утилизации и рекуперации тепла. Государство поставило в деле энергосбережения «точку отсчета». Наш университет, как бюджетное учреждение, должен по сравнению с прошлым годом уменьшить потребление энергии на 3%, а в течение пяти лет — на 15%. Деньги, которые выделяет на энергетические расходы федеральный бюджет, будут соответственно уменьшаться. При размещении заказов на поставку товаров и оказание услуг должны учитываться требования энергетической эффективности этих товаров.
Продиктовано Севером
Р.Н.: Только благодаря применению новых технологий. Развивая сырьевые отрасли, мы должны тратить полученную прибыль на разработку и внедрение новых способов энергосбережения. Необходимо вкладывать деньги в науку, в проекты. Не надо «стесняться» и заимствовать то хорошее, что есть в других странах. В Красноярском крае институт «Пром-стройНИИпроект» разрабатывает концепцию «Сибирского дома». К сожалению, СФУ пока не участвует в этом проекте, хотя есть предложение от института заняться разработкой эффективного жилья совместно. Реализация такого социального проекта, несомненно, даст толчок к развитию кластера специальных и энергоэффективных технологий, затраты на которые в условиях неослабевающего спроса на жилье должны быстро окупиться.
Р.Н.: Надо использовать имеющийся у нас уникальный опыт возведения городов на Крайнем Севере. Университет может предложить комплексные решения всех основных проблем Заполярья, тем самым улучшая жизнь северян. На севере Сибири есть все полезные ископаемые, необходимые человеку. Глубокое освоение этих территорий неизбежно. И мы должны быть готовы к этому.
Сваи в вечной мерзлоте
Интересно, а как-нибудь сейчас учитывают глобальное потепление ?
Конечно что оно именно потепление это не факт, но климат меняется и это очевидно уже сейчас.
Через 50 лет климат будет другой и условия другие.
Вечная мерзлота нафиг может расфигачится.
Государство, конечно, лениться рожать основание для исключения метода сохранения мерзлоты ?
Кто как выходит из ситуации ?
Геологи же не могут гарантировать климатические изменения.
Подозреваю, что сейчас можно делать всё только с оттаиванием грунтов, т.к. полагаю, что замёрзшие грунты всегда прочнее оттаявших.
Т.е. пусть меня Ильнур отругает, но маслом кашу.
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен Забайкалье Какое потепление. о чем вы.)))
Насчет терминологии- "Многолетнмерзлые " или "вечно"- много споров- но Цытович (Сотников) под словом "вечная" подразумевали на века (более 100 лет) , а не бесконечная..)))
По сути вопроса: у Вас 1 принцип- с вмерзанием сваи в грунт и высоким ростверком. Вмерзание можно (обычно) делают шламом из скважины с проливом. Нижняя граница мерзлоты не отбита?- какие грунты- льдистость, температура, состав. Проверьте насколько вмораживаете в грунт, про пучение не забудьте..)))"Негативки" тут не будет. __________________
Время разбрасывать камни. время собирать.
topos2
Вечная мерзлота она ведь не всегда "вечная". Может геологам виднее, что лет через 10-20 деятельный слой увеличится на 2-3 м. Такое бывает. Это не только связано с климатом, но и по многим другим причинам, например разрастание талика…
Да действительно в геологии написано, что присутствие на территории грунтов несливающегося типа является следствием техногенного воздействия: нарушении естественного рельефа, изменение стока, создавние котлованов, траншей, все это привело к деградации мерзлоты.
Имеется ввиду забить зазор между трубой и лидером? Если хотите сделать хорошо - цементно извесково-песчаный раствор, если нормально - глиной, а если идти на поводу у местных - шламом. Когда будете делать сваи - зимой или летом?
Я имею ввиду и лидер и саму трубу-сваю металлическую? скорее всего летом.
MasterZim
Блок-бокс - это технологическое сооружение, которое по технологии должно находиться на 1,2 над землей, поэтому плита не подходит. Даже в обычных условиях делается на металлических сваях, а высота между землей и блок-боксом закрывается профлистом, т.е. получается как бы холодное техподполье. Поэтому, я и говорю, что сама технологическая организация блок-бокса подразумевает 1 принцип проектирования. Кстате сам блок-бокс весит 9 т.+ оборудование в нем 3т. Его размеры 3х9м.
Гоша
Нижняя граница мерзлоты не отбита?- какие грунты- льдистость, температура, состав..
Не очень поняла, что значит нижняя. Грунты по льдистости относятся к слабольдистым и редко льдистым. Температура ММГ на глубине годовых колебаний составляет по данным исследований -0,1 (-0,3)С
Грунты до глубины 4м. - насыпной грунт - 0,2м
суглинок легкий, от мягко до тугопластичного -2м.
суглинок легкий, твердый и полутвердый - 1,5м.
затем идут ММГ
суглинок мерзлый слабольдистый иногда с щебнем
супесь мерзлая слабольдистая иногда с щебнем
На глубине -10м. находится скальный грунт - алевролит морозный средней прочности трещиноватый.
Меня лично пугает фраза в геологии, что без сохранения мерзлоты ММГ ухудшают свои свойства.
Сама я тоже склоняюсь к 1 принципу, но смущает фраза про деградацию мерзлоты. И еще вопрос, придется проектировать кабельную эстакаду, под нее какой лучше применить фундамент в этих условиях.
И еще забыла написать, район сейсмичен 7 б.
Читайте также: