При строительстве объектов в Арктической зоне, неизбежным является вертикальная планировка земельногого участка.
Есть отдельные требования нормативных документов и есть опыт строительства самого крупного города - Норильска. Нормы рекомендуют выполнение вертикальной планировки путем отсыпки (для уменьшения влияния на многолетнемерзлые грунты).
Главной проблемой является отсутствие необходимого материала для отсыпки. Классический материал, песчано-грунтовая смесь, как на фото. Однако, подобная смесь в условиях мерзлоты превращается в грязевую жижу. Строительный рынок Норильска не может предложить соответствующий сертифицированный материал кроме щебня.
Норильские строители, чаще всего применяли щебень, металлургический шлак и при возможности, песчаный грунт. Следует отметить, что массовое строительство велось в период, когда отсутствовали требования к наличию сертификатов на материалы. Необходимые составы согласовывала специальная строительная лаборатория. На многие материалы имелись технические условия (ТУ), характеризующие тот или иной материал. Выбор на основании ТУ был большим.
В настоящее время, ситуация иная. Кроме щебня ничего нет!!!
У данного материала есть существенный недостаток, который выражается в фильтрационных свойствах. Многие на собственном опыте наверное знают, что для устройства дренажа на дачных участках используют щебень.
Высокие фильтрационные свойства существенно влияют на глубину сезонного оттаивания мерзлых грунтов основания за счет теплоперпеноса водой на более глубокие горизонты. Таким образом, глубины сезонного оттаивания, как правило достигают до подстилающего слоя сложенного природными грунтами. И на границе этих слоев активизируются процессы деградации мерзлого основания, деформации грунтовой массы, возникают значительные пустоты и так далее.
Многочисленные исследования на территории города Норильска подтверждают данную гипотезу. Даже при толщине отсыпки более 6-ти метров, практически такой слой условно отепляется за первую неделю летнего сезона в условиях активного паводка. Напротив, в природных условиях максимальная глубина оттаивания достигается лишь к концу летнего периода (сентябрь).
Дополнительным негативным фактором являются теплофизические параметры щебеночной подсыпки. За счет пористости отсыпки, наличия воздуха в пустотах, в зимний период снижается эффективность естсетвенного охлаждения грунтов.
Могут формировываться "талики", не замерзающие в зимний период. Такие таликовые зоны, активизируют дальнейшие процессы деградации мерзлых грунтов, вызывая значительные деформации грунтов.
Все эти факторы негативно сказываются на эксплуатационной надежности свайных фундаментов зданий и сооружений.
Сезонно-талый слой мерзлых грунтов - это слой, который оттаивает и замерзает в зависимости от сезонных изменений температуры. При строительстве или реконструкции зданий, дорог и других сооружений на мерзлых грунтах, выбор материала вертикальной планировки может иметь значительное влияние на сезонно-талый слой.
При устройстве отсыпки необходимо очень серьезно подойти к выбору материала, способу утрамбовки и обязательно применять методы по снижению фильтрационных свойств массива грунта. Еще одним существенным фактором является достижения показателя высокой плотности массива отыпки за счет применения мелкой фракции материала ("цементирующего"). Высокая плотность насыпи (отсыпки) способствует лучшему промерзанию грунтового массива в зимний период за счет кондуктивной теплопередачи.
В этой связи, насыпной слой, независимо от толщины, при проектировании свайных фундаментов на мерзлоте не учитывается. Предполагается, что такой слой в летний период может протаять и не может обеспечить сцепление со сваей. Данное правило закреплено в нормативных документах.
С учётом накопленного опыта, при новом строительстве на застроенной территории важно учитывать влияние существующего насыпного слоя на состояние мерзлоты и несущую способность свай.
Одним из решений может быть увеличение глубины залегания подошвы свай на 20-30% относительно расчетного значения (создавая "запас").
Также необходимо создавать водозащитные экраны по всей площади застройки, увеличив периметр защитной зоны, относительно периметра проектируемого здания. Такое мероприятие должно быть предусмотрено в качестве предпостроечного...
Возможно применение способа укрепления насыпного слоя перед устройством скважины для установки сваи.
Комплекс мероприятий может обеспечить надёжность свайного фундамента при строительстве на застроенной территории.
