Строительство зданий в регионах с многолетнемерзлыми грунтами

Многолетнемерзлые грунты это грунты, которые в условиях природного залегания находятся в мерзлом состоянии в течение трех лет и более. К регионам с многолетне мерзлыми грунтами относятся северные регионы России. Это Красноярский край, Иркутская область, республика Саха-Якутия, Таймырский АО, Ямало-Ненецкий АО, Чукотский АО.

Рис.1 Карта распространения многолетнемерзлых грунтов в РФ.

Среди многолетнемерзлых (вечно мерзлых) грунтов выделяются следующие типы:

• 1)    Твердомерзлые;

• 2)    Пластинчато-мерзлые;

• 3)    Сыпучемерзлые [1]

Строительство зданий и сооружений в данных регионах регламентируется СП 25.13330.2012 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88. Перед проектированием подобных конструкций необходимо провести специальные инженерно-геологических изыскания.

Эти изыскания включают в себя геокриологические и гидрогеологические изыскания с учетом конструктивных и технологических особенностей проектируемых сооружений, их теплового и механического взаимодействия с многолетнемерзлыми грунтами оснований и возможных изменений геокриологических условий в результате строительства и эксплуатации сооружений и освоения территории, устанавливаемых по данным инженерных изысканий и теплотехнических расчетов оснований. [2]

Все материалы и изделия должны соответствовать суровым климатическим условиям. Оборудование, применяемое для инженерных коммуникаций, выбирается в северном исполнении. Также необходимо учитывать снеговые и ветровые нагрузки района строительства. [5]

Существуют два принципа использования многолетне мерзлых грунтов в качестве основания:

• 1)    Принцип 1 - многолетнемерзлые грунты основания используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения.

• 2)    Принцип 2 - многолетнемерзлые грунты основания используются в оттаянном или оттаивающем состоянии (с их предварительным оттаиванием на расчетную глубину до начала возведения сооружения или с допущением их оттаивания в период эксплуатации сооружения).

Выбор принципа основывается на технико-экономическом обосновании реализации проекта. Линейные сооружения в отличии от зданий и сооружений допустимо проектировать с чередованием двух принципов на разных участках сети. [4]

Глубину заложения фундамента необходимо предусматривать не ниже минимальной. Минимальная глубина заложения фундамента в свою очередь зависит от расчетной глубины сезонного оттаивания грунта.

Если при проектировании принят принцип 2,то учитывается еще уровень подземных вод с учетом образования под сооружением зоны оттаивания грунта.

Рис.2 Рекомендованная минимальная глубина заложения фундаментов.

Помимо рекомендаций к проектированию существуют меры по снижению негативного влияния оттаивания многолетне мерзлых грунтов.

• 1)    Искусственное оттаивание и уплотнение грунтов основания перед началом строительства.

• 2)    Замена грунтов на крупно песчаный и обломочный.

• 3)    Стабилизация верхней поверхности грунта в процессе его последующей эксплуатации.

• 4)    Прорезка леденистых грунтов и опирание фундаментов на другие малосжимаемые при оттаивании грунты. [3]

Эти и другие меры позволят существенно облегчить последующую эксплуатацию здания или сооружения и продлить его жизненных цикл. Также повышается надежность конструкции в целом и снижаются затраты на строительство и эксплуатацию объекта.