Время возведения насыпи

После проведения адаптации климатических параметров теплообмена с окружающей средой, как правило, моделируется строительный период. Одним из этапов строительства является возведение насыпи. Согласно СП 25.13330.2020 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» возведение насыпи должно производиться:

6.5.4 При использовании многолетнемерзлых грунтов по принципу I подсыпку следует выполнять, как правило, в зимний период после промерзания сезоннооттаявшего слоя грунта (не менее чем на 0,2 м), после предварительной очистки поверхности грунта от снега. Толщина и способ устройства подсыпок принимаются в зависимости от их назначения мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических условий.

На участках с сильнольдистыми грунтами и подземными льдами следует устраивать сплошные по площади теплоизолирующие подсыпки или экраны, толщину которых необходимо устанавливать расчетом по условию предотвращения протаивания подстилающего льдистого грунта согласно указаниям 8.2 и исключения повышения природных температур многолетнемерзлых грунтов. Устройство подсыпок, используемых в качестве оснований сооружений, следует производить согласно указаниям 6.3.14.

При необходимости понижения природных температур сильнольдистых грунтов и подземных льдов в целях исключения процессов ползучести (приложение И) во время эксплуатационного периода, следует предусматривать активную термостабилизацию грунтов основания с помощью установки СОУ.

Данные требования могут не выполняться в процессе строительства строительным подрядчиком. Если по каким-либо причинам техника пришла на объект в начале лета, то ожидать почти целый год до начала возведения насыпи, чтобы осуществить отсыпку мёрзлым грунтом, как правило, никто не будет. Связано это в первую очередь с со сроками строительства и финансовыми затратами. Иными словами, проектировщик может заложить в проект определённый график проведения строительных работ, но на практике этот график может не выполняться.

Давайте рассмотрим два варианта времени возведения насыпи и к каким последствиям может привести несоблюдение сроков строительства:

  • Вариант 1 — Сооружение насыпи высотой 3 метра, мёрзлым грунтом, в конце зимнего периода.
  • Вариант 2 — Сооружение насыпи высотой 3 метра, талым грунтом, в конце летнего периода.

Результаты расчётов по данным вариантам представлены ниже.

Вариант 1

Начальное температурное поле (15.03.2000г.)

Отсыпка мерзлым грунтом 15.03.2000

Начальное температурное поле (15.03.2003г.)

Отсыпка мерзлым грунтом 15.03.2003

Начальное температурное поле (15.03.2005г.)

Отсыпка мерзлым грунтом 15.03.2005

Начальное температурное поле (15.03.2007г.)

Отсыпка мерзлым грунтом 15.03.2007

Вариант 2

Начальное температурное поле (15.10.2000г.)

Отсыпка талым грунтом 15.10.2000

Начальное температурное поле (15.10.2003г.)

Отсыпка талым грунтом 15.10.2003

Начальное температурное поле (15.10.2005г.)

Отсыпка талым грунтом 15.10.2005

Начальное температурное поле (15.10.2007г.)

Отсыпка талым грунтом 15.10.2007

Анализ представленных вариантов позволяет сделать следующие выводы.

По варианту 1 на изначально промёрзшие естественные грунты, насыпается слой мерзлого грунта. Данный слой насыпной слой не оттаивает полностью за летний период времени, т.е. талый слой не затрагивает коренные мёрзлые породы. Тем самым формируется мёрзло ядро в основании насыпи. Температура в мёрзлом ядре рассасывается с течением времени. На что может уходить 5-7 лет. Постепенно температура грунтов приобретает естественные значения. Иными словами, отсыпка мёрзлым грунтом в конце зимнего периода создаёт охлаждающий эффект, который действует в первые годы строительства и эксплуатации сооружений.

В случае если мы производим отсыпку талым грунтом в конце лета, то мы на уже оттаявший слой коренных пород, насыпаем слой талого грунта, который не может промёрзнуть за первый зимний сезон. Тем самым формируется ядро талых грунтов в основании насыпи. Это талое ядро создаёт оттепляющий эффект на грунты оснований, который действует в течение нескольких ближайших лет.

Таким образом если проектировщик закладывает в проект график производства работ согласно СП 25.13330.2020, то он может оказаться в ситуации, когда данный график не будет выполнен строительном подрядчиком. Т.е. проектировщик получит значительно более тёплые грунты в основании зданий и сооружений, чем это было предусмотрено проектом. В связи с этим, нашими рекомендациями являются следующие.

Если вы, как проектировщик, не можете гарантированно обеспечить график проведения работ по возведению насыпи, то в тепловые расчёты грунтов оснований необходимо закладывать вариант по наихудшему сценарию, т.е. тепловыми расчётами грунтов оснований должно быть предусмотрено возведение насыпи талым грунтом в конце летнего периода.