В Норильске хотят построить полигон для испытания разных типов фундаментов
Поделились новостями с коллегами и норильские специалисты. В частности, они рассказали о том, что не так давно закончилась комплектация мерзлотной лаборатории при ЗГУ, и туда уже поступают для исследования керны – образцы породы, выбуренные из скважин под городскими зданиями, с помощью которых изучается состояние грунтов. Участник конференции, руководитель научного направления
Ещё один важный итог конференции – возобновление заседаний мерзлотного совета при главе Норильска. В нём в режиме онлайн примут участие и участвовавшие в конференции эксперты.
- Мы собрали людей, которые специализируются на сохранении конструктива зданий, проморозке различных по составу грунтов, их стабилизации. У собравшихся есть опыт работы в Арктике, и ряд предложений нас заинтересовал. Это, например, методики, представленные представителями МГУ, ИПРИМ РАН, ГАСИС НИУ ВШЭ. На следующий день после конференции мы встретились с главой Норильска Дмитрием Карасевым, и он подтвердил существование запроса на нашу работу, - сказала Жанна Петухова.
Идея создания испытательного полигона пока находится в стадии разработки, но сбор информации уже начался. Представители «Норникеля» предложили заинтересованным сторонам ознакомиться с организацией подобного полигона в Якутске и Игарке. Необходимые знания, считают в ЗГУ, важно получить не на «живых» домах, а на учебной площадке, позволяющей изучить поведение разных грунтов – оттаявших, промороженных, различных по составу.
Вообще, сегодня у норильских мерзлотников огромные перспективы. В городе начался замер температур грунтов под домами с помощью термотрубок. В предыдущее четырёхстороннее соглашение входила программа ремонта нулевых циклов зданий, так что во всех домах, которые ремонтировались в её рамках, есть специальные скважины. А с заключением нового соглашения и утверждением комплексного плана социально-экономического развития Норильска до 2035 года было решено, что мониторинг грунтов должен вестись по–новому.
На начальном этапе в подполье 53 норильских домов пробурят термометрические скважины и разместят в них датчики. На чердаках установят четыре прибора - акселерометра, по одному на каждый угол. Эти приборы считывают подвижки влево–вправо и фиксируют показатели крена здания. Первым жилым домом, который оснастили новым оборудованием, стала девятиэтажка на ул. Норильской, 24, в Кайеркане. Всего в этом районе Норильска современными средствами мониторинга оснастят четыре жилых дома, в Талнахе — 19, в Норильске — 30. Работы планируется завершить до мая.
Всего планируется вести мониторинг за состоянием грунтов под 850 жилыми домами Норильска, Талнаха и Кайеркана. При этом 246 зданий стоят на особом контроле по деформационным изменениям конструктива из–за растепления грунта и, как следствие, разрушения фундамента. Ещё 274 дома — по частичному разрушению материалов здания.
Если раньше измерения в температурных трубках производились вручную: градусником или переносными термокосами, то сейчас в скважинах устанавливают стационарные термокосы, и данные о состоянии грунтов будут передаваться в центр обработки круглосуточно. Это позволит в любое время определить, какова температура грунта на том или ином участке. Предполагается, что это новшество поможет принимать оперативные меры по сохранению вечной мерзлоты.
Технических трудностей специалисты не предвидят, однако проблему может представлять бытовое хулиганство, когда люди сами портят термотрубки, например, забивают их камнями. В ряде случае скважины приходится бурить заново.
- На все подполья замки не повесишь. Хотелось бы, чтобы люди понимали, для чего ведётся эта работа, что она гарантирует сохранность зданий, в которых они же сами живут, – говорят специалисты ЗГУ.
Порой причиной неисправности термотрубки становятся образующиеся в них ледяные пробки. Их приходится пробивать, эта работа ложится на плечи управляющих компаний. В целом оборудование зданий инструментальными пунктами наблюдений - процесс масштабный, зато ожидаемый результат того стоит, уверены профессионалы.
Термотрубками, в числе прочего, оснастят и муниципальные объекты: школы, детские сады и так далее. Михаил Елесин, в свою очередь, рассказал, какие именно лабораторные исследования проводятся специалистами:
- Выбуренные керны мы регистрируем и выдерживаем 12 часов в морозильных камерах при различных температурах, в зависимости от глубины, на которой эти керны изъяли. Затем наступает время испытаний. На средства «Норникеля» было закуплено основное оборудование для определения связности грунтов и их физико-механических свойств. Также мы проводим испытание компрессионным сжатием, чтобы определить уровень содержания воды в почве. Кроме того, есть испытание на сдвиговые нагрузки. Оно помогает оценить сцепление с фундаментом, сваями и так далее. И, наконец, проверка на сжатие позволяет установить, насколько грунт расширяется при механических воздействиях. Дополнительно мы проводим исследования по индивидуальной системе, разработанной совместно со специалистами МГУ - определяем температуру растепления грунтов, чтобы понимать, при каких условиях происходят серьёзные изменения. Полученные результаты сводятся в отчёт в виде графиков и передаются в мерзлотный центр Заполярного государственного университета для дальнейшей работы, в том числе для создания прогностических моделей.
- Нам хочется получить сложный, но безотказный инструмент, который поможет в прогнозировании на длительную перспективу. Допустим, здание по проекту должно прослужить 50 лет. Но в какой-то момент в подполье произошли нарушения в эксплуатации сантехнических коммуникаций или ухудшились условия вентилирования подпольного пространства, в результате началось локальное отепление грунта. Программный комплекс просчитает ситуацию и выдаст прогноз, гласящий, например, что при сохранении негативных последствий эксплуатации дом прослужит 30 лет. Принятие необходимых мер позволит значительно улучшить ситуацию, - поясняет Жанна Петухова. - Благодаря онлайн-мониторингу мы сможем оперативно узнавать о нарушениях, их причинах и незамедлительно реагировать на происходящее. Фактор внезапности деформационных изменений конструкций зданий хочется минимизировать, в идеале – до нуля. Не скрою: есть те, кто скептически относится к этой деятельности, но мы готовы её продолжать, веря в то, что у нас в руках - важный инструмент сохранения зданий в Арктике, особенно значимый в условиях наблюдаемых климатических изменений.