с 01.01.2000 по 01.01.2022
Санкт-Петербург, Россия
УДК 624.139 Строительство на мерзлых грунтах. Свойства мерзлых грунтов
Цель: Анализ накопленного опыта проектирования и строительства зданий в районах с многолетнемерзлыми грунтами и сейсмической активностью. Методы: Применены статистические и аналитические методы. Результаты: Рассмотрены районы совместного распространения многолетнемерзлых грунтов и сейсмики на территории России. Приведен обзор и анализ принципов строительства на многолетнемерзлых грунтах. Рассмотрены и проанализированы 2 основных способа сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии при использовании I принципа строительства и 3 комбинированных варианта при сочетании свайного фундамента с проветриваемым подпольем, подсыпкой и охлаждающими устройствами. Сделан вывод о строительстве с использованием I принципа, где в качестве фундамента предпочтителен свайный фундамент с высоким свайным ростверком и проветриваемым подпольем, так как сваи данного фундамента выступают в роли гибкой связи между надземной частью здания и основанием. При сейсмическом воздействии данный фундамент воспринимает действие вертикальной и горизонтальной сейсмической нагрузки, а также действие опрокидывающего момента. В случае, когда сохранять основание в мерзлом состоянии под зданиями невозможно, необходимо использовать принцип II, который реализуется за счет запаса прочности и жесткости строительных конструкций, а также предпостроечных мероприятий, направленных на оттаивание, предварительное уплотнение или частичную замену природных просадочных грунтов, повышение глубины заложения фундаментов или регулирование зоны оттаивания за счет планировочных решений или применения устройств для отвода тепла. Выявлено, что пространственные фундаментные платформы являются эффективными сейсмостойкими конструкциями фундаментов на многолетнемерзлых грунтах с использованием II принципа в условиях сейсмической активности. Выполнен анализ опыта проектирования на многолетнемерзлых грунтах в сейсмически активных районах. Практическая значимость: Предлагается использовать I принцип строительства сейсмостойких зданий на многолетнемерзлых грунтах (в случаях, если сохранение мерзлоты возможно).
Многолетнемерзлые грунты, сейсмическая активность, свайный фундамент, ростверк, проветриваемое подполье, крупнопанельные здания
1. Ivanova Z. V. Use of earthquake-proof foundations in the design of residential buildings for the areas of the northern climate zone / Z. V. Ivanova, D. S. Filimonov // E3S Web Conf. International Scientific Conference Transport Technologies in the 21st Century (TT21C-2023) “Actual Problems of Decarbonization of Transport and Power Engineering: Ways of Their Innovative Solution”. - 2023. - Iss. 383. - Article № 02001. - DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202338302001.
2. Постановление Правительства РФ от 16 ноября 2021 г. № 1946 «Об утверждении перечня районов Крайнего Севера и местностей, приравненных к районам Крайнего Севера, в целях предоставления государственных гарантий и компенсаций для лиц, работающих и проживающих в этих районах и местностях, признании утратившими силу некоторых актов Правительства Российской Федерации и признании не действующими на территории Российской Федерации некоторых актов Совета Министров СССР».
3. СП 25.13330.2020. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 30 декабря 2020 г. № 915/пр. - М.: Стандартинформ, 2021.
4. Майструк А. Г. Анализ конструкции фундаментов, устраиваемых на вечномерзлых грунтах / А. Г. Майструк, П. А. Пегин // Заметки ученого. - 2021. - № 9-1. - С. 31-35.
5. Руководство по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах / НИИ оснований и подземных, сооружений им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1980. - С. 303.
6. Белаш Т. А. Сейсмостойкий фундамент в районах вечной мерзлоты / Т. А. Белаш, Д. А. Сергеев // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2013. - № 6. - С. 40-42.
7. Белаш Т. А. Реализация принципа сейсмоизоляции в зданиях на вечномерзлых грунтах / Т. А. Белаш, Д. А. Сергеев // Жилищное строительство. - 2016. - № 1-2. - С. 47-50.
8. Гриб С. И. Проектирование свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах в сейсмических районах / С. И. Гриб // Строительство в районах Восточной Сибири и Крайнего Севера. - 1976. - № 38.
9. Белаш Т. А. О возможности использования высокого свайного ростверка в качестве элемента сейсмоизоляции для зданий, возводимых в районах вечной мерзлоты / Т. А. Белаш, Д. А. Сергеев // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2015. - № 4. - С. 45-47.
10. Belash T. A. Effects of permafrost on earthquake resistance of transport facilities in the Baikal - Amur mainline area / T. A. Belash, A. M. Uzdin // Transportation Soil Engineering in Cold Regions: Proceedings of TRANSOILCOLD 2019 (Series: Lecture Notes in Civil Engineering, volume 49). - Vol. 1. - Singapore: Springer, 2020. - Pp. 79-95.
11. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах / Под ред. Ю. Я. Велли, В. И. Докучаев, Н. Ф. Федорова. - Ленинград: Стройиздат, 1997. - 552 с.
12. Урманова А. Р. Технология термостабилизации грунта / А. Р. Урманова // Аллея науки. - 2018. - Т. 8 - № 4 - С. 59-63.
13. Лихачев Е. С. Методы термостабилизации вечномерзлых грунтов и разработка перспективных установок замораживания грунтов / Е. С. Лихачев, С. А. Молчанов // Академическая публицистика. - 2018. - № 10 - С. 14-19.
14. Константинов М. Д. Виды термостабилизации многолетнемерзлых грунтов и особенности их применения / М. Д. Константинов // Наука, техника и образование. - 2020. - № 4. - С. 67-71.
15. Ермилова Н. Ю. Термостабилизация многолетнемерзлых грунтов: технологии и оборудование / Н. Ю. Ермилова, А. В. Журавлев, В. Ю. Тян // Инженерный вестник Дона. - 2021. - № 5 - С. 424-432.
16. Sakharov I. I. Modern approaches to the design of bases and foundations at permafrost zone sites with account for the effects of global warming / I. I. Sakharov // E3S Web Conf. International Scientific Conference “Fundamental and Applied Scientific Research in the Development of Agriculture in the Far East” (AFE-2022). - 2023. - Iss. 371. - Article №. 02031. - DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202337102031.
17. Охлопкова Т. В. Строительство и проектирование зданий и сооружений в условиях вечной мерзлоты / Т. В. Охлопкова, Г. Р. Гурьянов, А. А. Плотников // Инженерный вестник Дона. - 2018. - № 4. - С. 184-196.
18. Кудрявцев С. А. Промерзание и оттаивание грунтов (практические примеры и конечноэлементные расчеты): книга для работников научно-исследовательских и проектных организаций, преподавателей, аспирантов и студентов строительных и транспортных вузов / С. А. Кудрявцев, И. И. Сахаров, В. Н. Парамонов. - Санкт-Петербург: группа компаний «Геореконструкция», 2014. - 247 с.
19. Патент № 38789 Российская Федерация, МПК E04D 27/32, 27/34, 27/35. Сборная пространственная железобетонная фундаментная платформа для строительства многоэтажных зданий в особых грунтовых условиях и сейсмичности: № 2004107322/22: заявл. 11.03.2004: опубл. 10.07.2004 / Н. П. Абовский, С. Н. Абовская, В. А. Матюшенко др.; патентообладатель: Красноярская государственная архитектурно-строительная академия. - 31 с.
20. Патент № 45410 Российская Федерация, МПК E04D 27/32, 27/34, 27/35. Монолитная пространственная фундаментная платформа: № 2004135990/22: заявл. 08.12.2004: опубл. 10.05.2005 / Н. П. Абовский, В. И. Сапкалов, В. А. Сиделев; патентообладатель: Красноярская государственная архитектурно-строительная академия КрасГАСА. - 11 с.
21. Патент № 55388 Российская Федерация, МПК E04D 27/34. Пространственная железобетонная фундаментная платформа для малоэтажных зданий для строительства в особых грунтовых условиях и сейсмичности в сборном и монолитном вариантах: № 2006113951/22: заявл. 24.04.2006: опубл. 10.08.2006 / В. А. Сиделев, Н. П. Абовский, А. П. Попович и др.; патентообладатель: Красноярская государственная архитектурно-строительная академия КрасГАСА. - 13 с.
22. Belash T. A. Earthquake resistance of buildings on thawing permafrost grounds / T. A. Belash, T. V. Ivanova // Magazine of civil engineering. - 2020. - Iss. 1(93). - DOI:https://doi.org/10.18720/MCE.93.5.
23. Грузков А. А. Пространственные платформы как эффективные и экономичные фундаменты для зданий в сложных грунтовых условиях и сейсмичности строительных площадок / А. А. Грузков, П. Е. Солянник, Н. А. Вернин // Инновации и инвестиции. - 2020. - № 5. - С. 207-211.
24. Ибрагимов Э. В. Оптимизация устройства оснований и фундаментов в криолитозоне с использованием термостабилизации грунтов: дисс. … канд. техн. наук / Э. В. Ибрагимов; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет. - М., 2020. - 30 с.
25. Никитенко А. В. Устройство фундаментов в районах вечной мерзлоты / А. В. Никитенко, И. Г. Выродова // Сборник статей международной научно-практической конференции «Экологические, инженерно-экономические, правовые и управленческие аспекты развития строительства и транспортной инфраструктуры». - 2017. - С. 183-185.
26. Белаш Т. А. Сейсмостойкие конструкции крупнопанельных зданий / Т. А. Белаш, Д. В. Зенченкова // Academia. Архитектура и строительство. - 2019. - № 3. - С. 130-137.
27. Муратова Т. Северобайкальск - ленинградский город на БАМе. Часть 1. Книга о строителях ПМК «ЛенинградБАМстрой» / Т. Муратова - М.: Издательские решения, 2020. - 472 с.
28. Филимонов Д. С. Применение сейсмоизоляции в зданиях на вечномерзлых грунтах / Д. С. Филимонов // Актуальные проблемы строительной отрасли и образования - 2022: сборник докладов Третьей Национальной научной конференции, Москва, 19 декабря 2022 года. - М.: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2023. - С. 652-657.
