В то время как в европейской части России все увереннее наступает весна с устойчивым «плюсом», на большей части северных территорий страны зима еще далеко не скоро закончится. При этом период зимних холодов требует особых и зачастую нестандартных решений на разных этапах и в различных локальных условиях реализации проектов. Разбираемся в этом сегодня вместе с экспертами самых северных филиалов Главгосэкспертизы – Ханты-Мансийского и Сибирского.
Особенно ценно то, что наши коллеги поделились не только экспертными знаниями самого предмета «зимней стройки», но и богатым практическим опытом участия в таких проектах. Поэтому буквально из «первых уст» узнаем, как и при каких температурах нужно согревать бетон, как проложить трассу трубопровода или построить многоэтажный жилой район на вечной мерзлоте. И главный вопрос: почему крепкие морозы в центре или на юге России могут приводить к простоям, а на севере – это самые активные будни для строителей?
Переход через ноль на вечной мерзлоте
Строительство в зимнее время имеет особенности, и они связаны прежде всего с температурными ограничениями для растворов и бетонных смесей и, соответственно, необходимостью прогрева строительных материалов. Здесь самое время напомнить сцену из кинофильма «Карьера Димы Горина», когда главный герой проспал свое дежурство в палатке у костра над бетонным раствором для опоры ЛЭП. Но сегодня применяются другие технологии у нас есть экспертные мнения на этот счет.
«Бетонные работы при отрицательных температурах сопровождаются дополнительными расчетными мероприятиями, такими как электропрогрев бетона, применение тепловых укрытий (тепляков) с тепловыми калориферами. Это нужно для поддержания необходимого температурно‑влажностного режима», - рассказал Дмитрий Гришанович, главный специалист отдела локальных экспертиз Ханты-Мансийского филиала Главгосэкспертизы России.
Эксперт также поделился практикой наиболее частых замечаний к материалам проектной документации относительно организации работ в зимний период. Чаще всего нарушения относятся к выбору машин и механизмов, к определению потребности строительства в электрической энергии и горюче-смазочных материалах при бетонных работах, а также к применению тепловых укрытий.
«При бетонировании есть конкретная граница применения дополнительных мероприятий на строительной площадке – среднесуточная температура должна быть не ниже +5 градусов. Например, у нас пока еще ночные морозы держатся до -20 – 30 градусов, а +5 будет только к концу апреля», - сообщила начальник Ханты-Мансийского филиала Главгосэкспертизы России Людмила Попова.
Таким образом требования к бетонным работам в северных регионах будут актуальны еще как минимум пару месяцев, в том числе когда переход через 0 градусов возможен в Заполярье и в Якутии. Но есть ли в принципе границы «зимнего периода» в условиях северного строительства?
«Границ по сути нет, и в условиях нашей страны достаточно часто строительство социальной и промышленной инфраструктуры, в том числе обустройство месторождений в условиях Крайнего Севера, происходит на многолетнемерзлых грунтах», - говорит Андрей Паутов, главный специалист отдела локальных экспертиз Сибирского филиала Главгосэкспертизы России.
«Вечная» - не значит «неподвижная»
По словам эксперта, при строительстве на вечной мерзлоте, в зависимости от конструктивных и технологических особенностей зданий и сооружений, инженерно-геокриологических условий, применяется один из следующих принципов использования многолетнемерзлых грунтов в качестве основания сооружений:
принцип I: грунты используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения, или с допущением их промораживания в период строительства и эксплуатации;
принцип II: грунты 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).
Технология строительства в зимний период, в том числе в условиях вечной мерзлоты, требует учета дополнительных работ и затрат как на стадии земляных работ, так и на стадии возведения элементов зданий, строений и сооружений. «Например, погружение свай в мерзлый грунт грозит разрушением элементов свайного основания, поэтому необходимо дополнительно предусматривать лидерное бурение. Кроме того, мерзлые грунты в зависимости от их физико‑механических свойств трудно поддаются разработке экскаваторами, поэтому дополнительно требуется рыхление», - рассказал Дмитрий Гришанович. Он также косвенно подтвердил расхожий тезис, что главный враг строителя на Севере - не мороз, а тепло. Парадокс, но именно тепло, исходящее от будущего здания, способно разрушить его основание. Почвы в Заполярье и Сибири – это, как правило, сложный конгломерат льда, песка и глины. Стоит такому грунту нагреться, как он теряет несущую способность. «Строить дом на ледяном панцире, который постоянно меняет свою структуру, очень сложно. Рыхлые грунты - песчаники, галечники и глины - в условиях вечной мерзлоты ведут себя самым непредсказуемым образом. Ведь возведенные на них сооружения нагревают грунт и он теряет монолитность, начинает подтаивать и смещаться. Так что строить основания зданий на мерзлоте можно, только приняв специальные меры для поддержания постоянной температуры грунта», - поясняет эксперт.
Как защититься от метели и вредного воздействия на экосистему
Но вот фундамент заложен, стены возведены. Но у Севера всегда в запасе еще одно жесткое испытание – снегопады и метели. В тундре или открытой местности они могут достигать масштабов стихийных бедствий, перемещая тонны снега. «Вот почему при планировке участка строительства в северных регионах важно учитывать защиту от снегопереноса и снежных заносов при метелях и поземках», - подчеркивают эксперты из Ханты-Мансийского филиала Главгосэкспертизы.
Тем временем Алексей Тренин, начальник отдела комплексной экспертизы Ханты-Мансийского филиала Главгосэкспертизы России, поделился особенностями строительства линейных сооружений в северных регионах, в том числе инфраструктуры нефтегазовых месторождений. Он же дал понять причины, почему для строительно-монтажных работ на Севере зимний период – самое «горячее» время.
В условиях неустойчивых грунтов на вечной мерзлоте строительство линейных объектов рекомендуется осуществлять после промерзания так называемого «деятельного» слоя – то есть верхней части почвы, которая промерзает зимой и оттаивает летом. «Это необходимо, чтобы обеспечить нужные параметры несущей способности грунтов оснований, достаточной для организации движения тяжелой строительной гусеничной техники и колесных транспортных средств. Кроме того, прокладка трасс трубопроводов и других линейных объектов в зимний период в условиях Севера снижает негативное воздействие тяжелых строительных машин на растительный покров и в целом хрупкую местную экосистему», - пояснил Алексей Тренин.
Зимнее строительство на севере России - это всегда вызов. Это симбиоз физики грунтов, инженерной мысли, грамотной логистики и многих других факторов. И каждый новый объект, построенный здесь в том числе с участием Главгосэкспертизы, доказывает: современные технологии и главное – нужные компетенции в строительстве помогают «договориться» даже с вечной мерзлотой.