Строительство зданий в районах вечной мерзлоты

Вечномерзлые грунты могут быть различны: твердомерзлые, сыпучемерзлые, пластично-мерзлые.

На твердомерзлых грунтах возводят объекты без учета мерзлого состояния грунтов.

В зависимости от природных условий и особенностей объекта используют два способа возведения объектов:

1. грунты основания используются в мерзлом состоянии в течение всего срока эксплуатации;

2. грунты основания используются в оттаивающем и оттаявшем состоянии.

При проектирование по первому способу для сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии и обеспечения их расчетного теплового режима, предусматривают холодное подполье (вентилируемого в течение всего года) или холодный весь первый этаж, охлаждающие каналы или трубы в основании пола, теплоизолирующие слои под постройкой.

Холодное подполье принимают не менее 1 м, на отдельных участках, например на лестничных клетках высоту допускается снижать до 0,3 м. Холодные подполья делятся на открытые и закрытые. Открытые вентилируются через зазор между фундаментной балкой и поверхностью грунта. Закрытые – через продухи в цоколе или вытяжные трубы. Боковые ограждения закрытого подполья монтируются из навесных ж/б плит.

Холодный первый этаж, температура в котором не должна быть ниже 0о. В летний период в неотапливаемых помещениях положительная температура и происходит сезонное оттаивание грунта. Фундаменты закладывают ниже этого сезонного возможного промерзания. Зимой тепло, поступающего через перекрытия второго этажа и из промерзающего слоя грунта, отводится через стены и окна неотапливаемого здания.

Охлаждающие каналы и трубы объединяют коллекторами, по которым зимой попадает в систему и отводится холодный наружный воздух. В период положительных температур охлаждающую систему закрывают. В зимнее время подсыпка, оттаявшая летом от поступающего из помещения тепла, промерзает под влиянием холодного воздуха, проходящего по трубам. Трубы принимают диаметром 0,2-0,4 м. рекомендуется трубы укладывать параллельно короткой стороне здания. Количество, расстояние между трубами и глубину заложения в подполье определяют расчетом. В зависимости от осадки грунтов естественного сезоннооттаивающего слоя можно допускать оттаивание в летнее время только грунтов подсыпки или частичное оттаивание грунтов сезоннооттаивающего слоя.

Когда охлаждающий зимний наружный воздух не обеспечивает сохранность грунтов основания в мерзлом состоянии, а допускать оттаивание не экономично, предусматривают искусственное охлаждение грунтов основания с помощью специальных охлаждающих установок.

Термоизолирующие насыпи из крупнообломочных и песчаных грунтов, шлаков, горелых пород и т.п. Толщину насыпи определяют расчетом.

Проектирование по второму принципу, когда в качестве основания используют грунты в оттаивающем и оттаянном состоянии. Постепенное оттаивание вечномерзлых грунтов в процессе строительства и эксплуатации допускается, когда деформации оттаивающего основания не превышают предельных значений. В противном случае принимается предварительное искусственное оттаивание вечномерзлого грунта (в случае необходимости с уплотнением или закреплением его) до возведения зданий; при этом грунты в оттаявшей зоне частично уплотняются и величина деформация основания во время строительства значительно уменьшается. Можно использовать метод замены льдонасыщенных грунтов талыми песчаными или крупнообломочными грунтами.