Сведения по осуществлению мерзлотного контроля за состоянием оснований и фундаментов

Опыт проведения мониторинга температурного режима вечномерзлых грунтов оснований строящихся и эксплуатируемых зданий на территории Республики Саха (Якутия)

 

   В приоритете Федерального закона ФЗ-384 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» находятся защита жизни и здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества. Положения закона распространяются на все этапы жизненного цикла здания или сооружения.  Безопасность зданий и сооружений, а также связанных со зданиями и сооружениями процессов проектирования (включая изыскания), строительства, монтажа, наладки, эксплуатации и утилизации (сноса) обеспечивается посредством установления соответствующих требованиям безопасности проектных значений параметров зданий и сооружений и качественных характеристик в течение всего жизненного цикла здания или сооружения, реализации указанных значений и характеристик в процессе строительства, реконструкции, капитального ремонта (далее также - строительство) и поддержания состояния таких параметров и характеристик на требуемом уровне в процессе эксплуатации, консервации и сноса.

Чтобы обеспечить требования закона необходим постоянный контроль, наиболее подходящим инструментом для этих целей является геотехнический мониторинг, подробно описанный в актуализированной редакции СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах». Не смотря на то, что документ пока носит характер рекомендательного, не принимать его во внимание нельзя.

В Якутии накоплен большой опыт осуществления контроля состояния оснований и фундаментов.  С 2008 года  Управление госстройнадзора Республики Саха (Якутия) ведет мониторинг состояния оснований фундаментов объектов капитального строительства. В настоящий момент в базе данных Управления  накоплены результаты более 4, 5 тысяч замеров по 1333 температурным трубкам  по г.Якутску, начиная с 1937 года.  Температура грунтов вводится с интервалом 1,0 метр с точностью 0,1 градус.

Анализ состояния грунтов выполняется по каждому объекту, площадная обработка выполняется с помощью программного обеспечения Arcgis.

В ходе работы постепенно увеличивался набор контролируемых параметров, что позволяет в настоящее время говорить о создании системы мониторинга. Данная система отличается от мониторинга, проводимыми научными организациями, к примеру, Институтом мерзлотоведения СО РАН. Различие вызвано тем, что мониторинг в научных целях осуществляется в соответствии с международными протоколами, замеры выполняются на определенных глубинах и есть требования к площадке проводимых наблюдений - она должна быть не застроена.

К примеру, причиной обводнения территории  аэропорта в г. Якутске традиционно считают потепление климата и увеличение количества осадков.  Наш анализ состояния грунтов позволил сделать вывод о том, что происходит увеличение техногенного давления, в результате чего изменяется состояние грунтовой толщи на глубине заложения фундаментов, перекрытия исторически сложившихся путей миграции поверхностных и надмерзлотных вод. Произошло увеличение глубины слоя сезонного оттаивания до 5 метров. На глубине 9,0 метров толща промерзла в среднем на 3 градуса, сформировалось водонепроницаемое ложе. В совокупности вышеперечисленные факторы привели к формированию ярко выраженной зоны, в которой происходит интенсивная фильтрация надмерзлотных вод - улица Пирогова- Кальвица- оз. Солдатское- Богдана Чижика- 50 лет Советской Армии- Очиченко.

Еще одним результатом работы системы мониторинга является вывод о том, что среднегодовая температура вечномерзлых грунтов отражает уровень освоенности территории. Так, появление домов с проветриваемым подпольем привело к понижению температуры грунтов до минус 5 градусов. Получение информации по условно-благоприятным территориям в связи с началом их застройки дало кажущееся повышение среднегодовой температуры. Мы выяснили, что температурное поле под зданием стабилизируется не менее чем в течении трех лет после начала строительства. И если застройка территорий ведется с перерывами, то температуры успевают выровняться.

На территориях, расположенных в зоне вечномерзлых грунтов, распространены разнообразные природные процессы. К сожалению, практически во всех материалах изысканий отсутствует прогноз развития территории. Еще одним усложняющим фактором является точечная застройка в условиях отсутствия системы водоотведения. Отсутствие прогноза развития территории и не понимание сути процессов в материалах изысканий говорит либо о не понимании важности данной информации, либо о низком профессиональном уровне специалистов изыскательских организаций и может привести к ситуации, когда проектирование выполняется в условиях недостаточной изученности территории.

В связи с отсутствием прогноза развития территорий в процессе эксплуатации, нам пришлось включить в систему мониторинга и осмотр территорий на предмет проявления природных и техногенных процессов, могущих привести к снижению долговечности эксплуатируемого объекта.

Таким образом, система мониторинга строящегося объекта включает в себя этапы:

1 этап- сбор имеющейся и получение собственными силами информации об изменении температурного режима грунтов, работе охлаждающих установок, состоянии территории;

 2 этап- сбор информации о состоянии фундаментных конструкций, нанесение результатов на исполнительную документацию;

3 этап- совмещение результатов 1 и 2 этапа, анализ ситуации, доведение результатов мониторинга до инспектора;

4 этап- подтверждение соответствия основания фундаментов построенного объекта проектным требованиям.

С 2012 года отдел мерзлотного надзора занимается и мониторингом эксплуатируемых зданий. Процедура мониторинга похожа, но чуть сложнее, так как часто вся имеющаяся информация по эксплуатируемому зданию - технический паспорт. При мониторинге эксплуатируемых зданий мы также собираем информацию и о имевших место ранее капитальных ремонтах, авариях (см. таблицу1).

год

количество аварийных жилых домов

1979

7

1980

62

1985

65

1986

120

1988

136

2001

311

Отсутствует информация

2012

211

2014

182

Ежегодно 11-12% зданий и сооружений переходят в аварийное и предаварийное состояние. Причины перехода зданий в аварийное состояние это, в первую очередь, неудовлетворительная эксплуатация инженерных сетей, осадки и заболачивание грунтов, нарушение водоотведения, в совокупности, приводящие к разрушению фундаментов. Вторая причина- отсутствие или несвоевременное проведение осмотров технического состояния. Очень часто своевременный ремонт может быть эффективным и дешевым. Самой редкой причиной, на наш взгляд, является просадка свай. Хотя чаще всего выдвигают именно эту версию при авариях.

В республике очень большая доля деревянного жилого фонда. Часть деревянных домов стоит на деревянных стульях, часть на ленточном фундаменте. На севере республики древесина поражается синью, что мало снижает ее прочностные характеристики. Но, поскольку там чаще используется ель, часты случаи разрушения фундаментных столбов в результате поражения ядровой гнилью. На юге республики дома опоясаны завалинками, фундаменты гниют, преобладает трухлявая гниль. Еще один фактор, могущий привести к возникновению пред- или аварийной ситуации- ошибки при строительстве. К примеру, в 90-х годах велось массовое строительство с применением шлакобетона, но при этом в проектах зачастую не предусматривалось элементарные водосточные трубы. Гидроизоляция фундаментов возможно была (информация отсутствует), но за годы утрачена. В результате шлакобетон разбирается руками, шлакоблоки выпадают из стен. В 2013 году произошло одно разрушение каменного здания в Якутске, когда причиной стала осадка сваи.

Опыт работы отдела мерзлотного надзора Управления показал, что мониторинг  при строительстве и эксплуатации не может ограничиваться замерами температур. Наиболее полно и логично геотехнический мониторинг описан в СП 25.13330.2012. Сильными сторонами, на наш взгляд,  данного СП являются:наличие обязательного геотехнического мониторинга, определен перечень контролируемых параметров, а также приведенны мероприятия в процессе эксплуатации. Свод правил очень подробный, легко контролировать исполнение установленных требований. Слабые стороны- рекомендательный характер применения СП, завершение мониторинга в момент сноса объекта. Мы считаем это не вполне правильным- дома нет, но территория остается. Кроме того, нет четкости в вопросе механизма реализации информирования заинтересованных сторон об отклонении контролируемых параметров. Свод правил дает возможность изменения стереотипа  подхода к проектированию ( формирование нового мышления проектантов)– уже в проекте учитывать  факторы, оказывающие влияние на вновь возводимое (реконструируемое) сооружение, его основание, окружающий грунтовый массив и окружающую застройку в процессе строительства и эксплуатации, в том числе возможность проявления опасных геокриологических процессов. При этом свод правил дает толчок к обновлению другого важного документа « Правила и нормы технической эксплуатации жилищного фонда».

Информация по результатам мониторинга 2015 года представлена в вкладке Результаты инструментальных наблюдений