Вечная мерзлота может неприятно удивить строителей и недропользователей. Ученые утверждают, что прежде, чем возводить какие-то объекты в арктическом регионе, нужны дополнительные исследования.
На Ямале ведется активное промышленное освоение территории, здесь сосредоточено много крупных стратегических объектов. Угрозу для вечной мерзлоты представляют здания и объекты промышленности. Тепло, излучаемое ими, опасно для мерзлых грунтов.
Невозможно заранее предугадать, как поведет себя грунт в случае потепления. Это необходимо учесть еще во время проектирования. К примеру, в Салехарде, когда уже было возведено здание нового аэропорта и смонтирован его купол, снова пришлось заниматься фундаментом. Дело в том, неправильно проведенные изыскательные работы привели к тому, что под зданием появились талики.
«Провалиться» могут и скважины. Как рассказывают тюменские проектировщики, во время эксплуатации одной из скважин на Ямале грунт начал оттаивать и проседать. Ее работу пришлось остановить и срочно стабилизировать температуру грунтов у основания скважины. На это ушло примерно три месяца. Грунт заморозили искусственно, и деятельность скважины возобновилась.
По мнению тюменских проектировщиков, мерзлый грунт – очень прочное основание для строительства. Несущая способность свай, погруженных в мерзлый грунт, может быть в несколько раз выше, чем в талом грунте. В этом случае длину и количество свай можно сократить, а то и вовсе отказаться от них. Поэтому на севере уже несколько десятилетий применяется температурная стабилизация грунтов. Говоря иначе, грунт замораживают искусственно. Специалисты говорят, что экономия может составить от 30% до 50% от затрат на устройство фундамента.
Для работы систем термостабилизации не требуется электроэнергия и обслуживание, они работают естественным образом. Хладагент циркулирует за счет разницы между температурами воздуха и грунта. Системы аккумулируют холод наружного воздуха в основание сооружения. На стадии проектирования рассчитывается температура грунта на весь срок эксплуатации здания, учитываются возможные снежные заносы и потепление климата.
Отпадает необходимость возводить проветриваемое подполье, которое считается старым техническим решением. Здание приподымается на сваях, чтобы тепло от него не влияло на мерзлый грунт. Проветриваемое подполье неэффективно, неэкономично и неуправляемо.
Строительство на охлаждаемых основаниях используется на Уренгойском, Бованенковском, Харасавейском, Юбилейном, Ямбургском, Заполярном, Самбургском, Южно-Хыльчуюском, Сандибинском и многих других месторождениях.
На Ямале до сих пор широко применяется проветриваемое подполье. Для более приглядного вида его стали закрывать декоративными панелями, при этом еще больше понижая его эффективность. При этом, системы термостабилизации могут применяться не только на промышленных объектах, но и при строительстве социальных объектов, торговых центров и жилых домов. Это могло бы сократить затраты при строительстве.
Дома с проветриваемым подпольем должны быть размещены в квартале так, чтобы двор каждого дома хорошо продувался. В больших городах кварталы в основном строятся по закрытому принципу: благоустроенный двор с детской площадкой, парковкой и насаждениями. Системы температурной стабилизации позволяют возводить закрытые дворы, максимально использовав весь участок застройки. Например, парковку, можно разместить под детской площадкой.
На севере России грунт замораживают уже давно, холода здесь в избытке. Поэтому укреплять основания возможно даже там, где вечная мерзлота слабая либо вообще отсутствует