Возведение фундамента в условиях вечной мерзлоты | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 18 июля, печатный экземпляр отправим 22 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №21 (311) май 2020 г.

Дата публикации: 21.05.2020

Статья просмотрена: 24 раза

Библиографическое описание:

Игошина, Е. Д. Возведение фундамента в условиях вечной мерзлоты / Е. Д. Игошина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 21 (311). — С. 563-566. — URL: https://moluch.ru/archive/311/70351/ (дата обращения: 09.07.2020).



Вечная мерзлота покрывает около 22,8 млн км2 земли, (примерно 24 % суши — Северное полушарие). Это явление характерно не только в Арктике и Субарктике, но и за их пределами.

Определение «вечная мерзлота» стоит рассматривать как долговременное существование мерзлых толщ.

На сегодняшний день основными вопросами, связанными с изучением проектирования и возведения зданий в условиях вечной мерзлоты, можно назвать:

– расчеты параметров противооползневых удерживающих конструкций, стабилизирующих солифлюкционные склоны на территориях с вечномерзлыми грунтами;

– проектирование свайных фундаментов на солифлюкционных склонах;

– расчеты скоростей оттаивания массивов вечномерзлых и оттаивающих грунтов и устойчивости склонов и сооружений на территориях с такими грунтами при различных техногенных воздействиях;

– проектирование островных (ледовых и земляных) сооружений на мелководном арктическом шельфе;

– проектирование оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов;

– предоставление информации о прочностных и деформационных характеристиках крупнообломочных мерзлых и оттаивающих грунтов различных регионов, определенных в полевых условиях.

Нормативы РФ (ГОСТ 25100–96, СП 25.13330.2012), многолетнемерзлыми грунтами называют грунты, находящиеся в условиях природного залегания в мерзлом состоянии (непрерывно и без оттаивания в течение многих десятилетий, столетий).

При проектировании и возведении зданий и фундаментов под них на вечномерзлых грунтах, необходимо определить тип применения мерзлых грунтов (I или II принцип, СП 25.13330.2012. Исходя из этого, применяя «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах», а также СП 25.13330.2012, необходимо выполнять соответствующие расчеты).

Проектирование зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах основывается исходя из следующих показателей:

– инженерно-геологических изысканий, (c геокриологическими и гидрогеологическими изысканиями, при учете конструктивных и технологических особенностей возводимых зданий, теплового режима, взаимодействия с грунтами оснований и возможных изменений геокриологических условий в результате строительства и эксплуатации сооружений и освоения территории, устанавливаемых по данным инженерных изысканий.

В пределах северной строительно-климатической зоны для возведения несущих и ограждающих конструкций, необходимо применение материалов, удовлетворяющих требованиям долговременного сохранения нормативной несущей способности и эксплуатации без потери свойств, (исходя из характеристик класса ответственности объекта).

При проектировании и возведении оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах, принимаются во внимание следующие условия:

– условия строительства, характерные для данного региона

– требования к охране окружающей среды

– имеющийся опыт проектирования, возведения и эксплуатации объектов в условиях данного типа климата

– влияние проектируемых зданий и сооружений на существующую застройку

– сохранение температурных характеристик вечномерзлых грунтов, а также недопущение действий, ведущих к деформационным изменениям уже построенных зданий.

Для сдачи в эксплуатацию возведенного объекта, необходимо положительное заключение приемочной комиссии, проверяющей состояние грунтов оснований, конструкций фундаментов на соответствие проектным решениям. Помимо этого, необходимо выполнение комплекса работ по геотехническому мониторингу (ГТМ). Цели ГТМ:

– выявление и предотвращение необратимых процессов в грунтовых основаниях

– выявление деформаций зданий и сооружений

– неразрушающий контроль качества строительных работ нулевого цикла

– выявление эксплуатационной пригодности объектов

На сегодняшний день применяется 2 типа устройства фундаментов в условиях вечномерзлых грунтов:

– Первый принцип характерен применением грунтов в их естественном, мерзлом состоянии, которое сохраняется как на этапе возведения, так и во время эксплуатации объекта

Второй принцип — основывается на применении вечномерзлых грунтов в оттаянном состоянии.

Более распространен первый принцип. При этом, характерным является применение конструктивной схемы здания с проветриваемым подпольем или подвалом.

Вечную мерзлоту на Ямале замораживают искусственно. Почему ...

Рис. 1. Здания на Ямале. Здание с проветриваемым подпольем

Норильск. Загадочные дома

Рис. 2. Норильск. Здание с проветриваемым подпольем

Исходя из условий снегозависимости, а также теплотехнических расчетов, технические подполья бывают:

– открытые (предусматриваются закрытые или вентилируемые продухи в цокольной части объекта)

– закрытые (если ширина объекта не превышает 15 м, а среднегодовая температура грунта менее — 2°С).

Высота проветриваемого подполья должна быть не менее 1,2 метра — от уровня грунта до отметки низа перекрытия. При ширине зданий до 6,0 метров, возможно уменьшение высоты подполий до 0,6 метра на отдельных участках, при условии отсутствия коммуникаций.

Полы в техподполье необходимо выполнять из твердых покрытий, с уклоном в направлении отмостки (для отвода воды).

В случаях устройства поверхностных, а также малозаглубленных фундаментов на подсыпках, широко применяют вент трубы, каналы и вентилируемые фундаменты (с побудительной или естественной вентиляцией).

При отсутствии условий, обеспечивающих поддержание естественных низких температур (перекрытие первого этажа, подвала, фундаментов) характерно применение второго принципа проектирования.

Типы конструкций фундаментов на оттаянных вечномерзлых грунтах:

– фундаменты мелкого заложения

– свайные фундаменты (буронабивные и забивные сваи)

– ФВК (в вытрамбованных котлованах)

– ленточный фундамент (монолитный, сборный железобетон)

При выполнении фундаментов в условиях вечномерзлых грунтов, применимы три варианта погружения свай:

– буроопускной (применяется при температуре грунта менее -50 градусов

– бурозабивной (забивка свай в выполненные предварительно лидерные скважины с диаметром, меньшим диаметра свай. Данный метод применим в пластичномерзлом грунте, который не имеет крупнообломочных включений).

– опускной (осуществляется методом вмораживания свай. Применим в условиях твердомерзлых грунтов при наличии не более 15 процентов крупнообломочных включений). Данный принцип состоит в локальном оттаивании грунтов с помощью паровой иглы, после чего забивная свая попадает в уже оттаявший грунт. Свая вмораживается в толщу грунта после его промерзания.

На территории Якутии деревянные здания выполняли на деревянных чурбанах еще много лет назад.

Автором революционного метода возведения жилых крупнопанельных зданий на свайных основаниях стал Михаил Ким в 60-е годы (инженер-проектировщик, бывший заключенный Норильлага. Он посвящал изучению характеристик и свойств вечномерзлых грунтов время с 30-х годов прошлого столетия. Написал 42 научные работы, получил за выдающиеся достижения в профессии медаль ВДНХ и Ленинскую премию в 1966 году).

изображение

Рис. 3. Михаил Ким (1907–1970 гг.)

Город Норильск возводился на скальных породах. (Фундаменты можно было устраивать стандартным методом). После предложения Кима выполнять фундаменты зданий и сооружений на сваях, жилищное строительство в регионе стало развиваться в огромных масштабах.

Литература:

  1. Проектирование зданий в особых условиях строительства и эксплуатации В. М. Антонов, В. В. Леденев, В. И. Скрылев. Тамбов, издательство ТГТУ, 2002 г.,240с.
  2. Березовский Б. И. Строительное производство в условиях Севера. Стройиздат, 1982.-183с
  3. Березовский Б. И., Либерман И. А., Неклюдов В. С. Справочник мастера-строителя для работ в Северной строительно-климатической зоне. Стройиздат, 1986. 328с.
  4. Царев В. П. Технико-экономическое сравнение конструкций свай// Проблемы строительства в Якутской АССР.- Вьш.1. Якутск, 1972.-С.47–54.
  5. Alfred R.Mangus. Thul air base, Greenland. Foundations on permafrost/The northern engineer.-1986, N2 2&3.-P.51–57.
  6. Данилов Н. Д. Температурный режим цокольного перекрытия в зданиях с холодными подпольями. Жилищное строительство. 1999 г.№ 10.с. 24–26
  7. СП 25.13330.2012(Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах)
  8. СП 116.13330.2012 «СНиП 22–02–2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения»
Основные термины (генерируются автоматически): грунт, проветриваемое подполье, Фундамент, здание, мерзлое состояние, вечная мерзлота, Норильск, проектирование оснований, возведение зданий, принцип.


Похожие статьи

Факторы влияния на разрушение фундаментов в условиях...

Как известно, грунты в основании зданий, склонные в разной степени к морозному пучению

С целью увеличения несущей способности оснований и фундаментов необходима

Моделирование влияния климатических изменений на фазовое состояние воды в грунте2009...

Специфика строительства земляного полотна в условиях вечной...

По определению, мерзлыми грунтами считаются любые породы с нулевой или отрицательной температурой и

Характеристика играницы районов зоны вечной мерзлоты.

По первому и второму принципу конструирование земляного полотна идет с сохранением мохового слоя, но...

Вечная мерзлота на территории Республики Саха (Якутия)

При строительстве на мёрзлых грунтах самым опасным процессом для сооружений является оттаивание вечномёрзлых грунтов в основании, что приводит к их деформации. Целью моей работы является изучение вечной мерзлоты на территории Республики Саха (Якутия).

Обеспечение устойчивости проектного положения и прочности...

Вечная мерзлота на территории Республики Саха (Якутия). При строительстве на мёрзлых грунтах самым опасным процессом для сооружений является оттаивание вечномёрзлых грунтов в. Из-за продолжающегося потепления «уход Земли изпод ног» может стать...

Особенности погружения свай в мерзлые грунты

Ключевые слова: погружение свай, мерзлый грунт, оттаивание грунта, зимний период

В последние десятилетия строительство многоэтажных зданий становится всё более и более

Для подобных зданий чаще всего применяются свайные фундаменты в связи с их высокой...

Способы эксплуатации месторождений в Якутии

Вечная мерзлота на территории Республики Саха (Якутия). При строительстве на мёрзлых грунтах самым опасным процессом для сооружений является оттаивание вечномёрзлых грунтов в основании, что приводит к их деформации. Научный журнал “Молодой Ученый” в...

Анализ работоспособности грунтовой плотины в криолитозоне

Сохранение вечномерзлого состояния грунта при строительстве и эксплуатации

Грунты сезонного слоя находятся в мерзлом состоянии.

Основания и фундаменты на вечно мерзлых грунтах.

Вечная мерзлота на территории Республики Саха (Якутия).

Взаимодействие промерзающих пучинистых грунтов с боковой...

Взаимодействие тел в системе промерзающий пучинистый грунт — сооружение представляет собой сложный изменяющийся во времени процесс. Показателями этого процесса являются возникшие в системе силы, напряжения и деформации.

Технология и организация методов устранения деформации...

Фундамент — одна из главных несущих конструкций, которая воспринимает все нагрузки от

При равномерных осадках основания фундамент в любой момент времени опускается на равную

Выгиб — вид деформации, характерный для зданий с массивными стенами, и слабо...

Похожие статьи

Факторы влияния на разрушение фундаментов в условиях...

Как известно, грунты в основании зданий, склонные в разной степени к морозному пучению

С целью увеличения несущей способности оснований и фундаментов необходима

Моделирование влияния климатических изменений на фазовое состояние воды в грунте2009...

Специфика строительства земляного полотна в условиях вечной...

По определению, мерзлыми грунтами считаются любые породы с нулевой или отрицательной температурой и

Характеристика играницы районов зоны вечной мерзлоты.

По первому и второму принципу конструирование земляного полотна идет с сохранением мохового слоя, но...

Вечная мерзлота на территории Республики Саха (Якутия)

При строительстве на мёрзлых грунтах самым опасным процессом для сооружений является оттаивание вечномёрзлых грунтов в основании, что приводит к их деформации. Целью моей работы является изучение вечной мерзлоты на территории Республики Саха (Якутия).

Обеспечение устойчивости проектного положения и прочности...

Вечная мерзлота на территории Республики Саха (Якутия). При строительстве на мёрзлых грунтах самым опасным процессом для сооружений является оттаивание вечномёрзлых грунтов в. Из-за продолжающегося потепления «уход Земли изпод ног» может стать...

Особенности погружения свай в мерзлые грунты

Ключевые слова: погружение свай, мерзлый грунт, оттаивание грунта, зимний период

В последние десятилетия строительство многоэтажных зданий становится всё более и более

Для подобных зданий чаще всего применяются свайные фундаменты в связи с их высокой...

Способы эксплуатации месторождений в Якутии

Вечная мерзлота на территории Республики Саха (Якутия). При строительстве на мёрзлых грунтах самым опасным процессом для сооружений является оттаивание вечномёрзлых грунтов в основании, что приводит к их деформации. Научный журнал “Молодой Ученый” в...

Анализ работоспособности грунтовой плотины в криолитозоне

Сохранение вечномерзлого состояния грунта при строительстве и эксплуатации

Грунты сезонного слоя находятся в мерзлом состоянии.

Основания и фундаменты на вечно мерзлых грунтах.

Вечная мерзлота на территории Республики Саха (Якутия).

Взаимодействие промерзающих пучинистых грунтов с боковой...

Взаимодействие тел в системе промерзающий пучинистый грунт — сооружение представляет собой сложный изменяющийся во времени процесс. Показателями этого процесса являются возникшие в системе силы, напряжения и деформации.

Технология и организация методов устранения деформации...

Фундамент — одна из главных несущих конструкций, которая воспринимает все нагрузки от

При равномерных осадках основания фундамент в любой момент времени опускается на равную

Выгиб — вид деформации, характерный для зданий с массивными стенами, и слабо...

Задать вопрос