НАУКА И ТЕХНОЛОГИЯ В ЯКУТИЯ
ОПИТ В СТРОИТЕЛСТВОТО НА СГРАДИ ВЪРХУ ВОДНИ ТАЛИКИ
В районите на Далечния север са широко разпространени различни видове вечна замръзналост, сред които има области на размразени - талики. Строителството върху тях се извършва по конвенционални методи: като правило се използват пилотни основи, чиято дълбочина на потапяне зависи от физико-механичните свойства на насипните почви на основата, както и от наличието на скали. В таликите силата на почвите е незначителна, освен това те доста често са водонаситени. В такива случаи обикновено се използват дълбоки пилотни основи, което значително оскъпява строителството. Като се има предвид това, както и възможното размразяване на вечната замръзналост от повърхността поради наблюдаваното затопляне на климата в северните райони, включително Якутия, е необходимо да се използва съществуващият опит в изграждането на сгради на таликови места.
В град Игарка са издигнати двуетажни и триетажни жилищни сгради (№ 1 и № 2) върху наводнени талики, както и лабораторна сграда върху повърхностни пространствени основи-черупки, които разгледахме по-рано в това списание [1].
Строителните площадки са разположени изцяло в зоната на талик. Това обстоятелство, както и геоложките условия и топографията, изискващи създаването на единна планова маркировка с околната територия, доведоха до решението да се използва пространствена фундаментна обвивка с развита опорна повърхност и изкуствена основа (междинен слой) от втвърдена чакълесто-пясъчна смес с модул на деформация 20 MPa.
Фигура 1, а показва конструкцията на фундаментната обвивка за жилищни сгради, чиито гънки са разположени по посока на напречните носещи стени със стъпка от 6 м. Дебелината на обвивката е 160 mm, класът на компресия на бетона е B25 с устойчивост на замръзване F300.Бетон от монолитни профили от същия клас като сглобяемите фундаментни елементи.
Обратното насипване на строителната площ е извършено на слоеве с пясъчно-чакълена смес с уплътняване с натоварени самосвали (фиг. 2). След завършването му до проектната марка е монтиран дървен кофраж по централните оси на къща № 1 за монтаж на пясъчно-циментови облицовки под вътрешните кухини на фундаментната обвивка. В него се налива разтвор (М25). Три часа по-късно кофражът беше отстранен и върху повърхността на облицовките беше нанесен изравняващ слой от същата пясъчно-циментова смес, след което бяха поставени сглобяеми бетонни елементи.
При полагането на втората къща последователността на работа по монтажа на фундаментната черупка беше различна. Фундаментните елементи са монтирани по осите на сградата върху подготвената основа. След това по краищата на фундаментните гънки бяха закрепени дървени щитове и улуци (фиг. 3). След това разтворът се излива през улеите и пролуките между елементите на гънките. Уплътняването на разтвора във вътрешните кухини на гънките се извършва от дълбок вибратор, който преминава през пролуките между елементите.
Степента на запълване на вътрешните кухини на гънките с разтвора се контролира от изместването на неговия излишък от кутиите и празнините между елементите.
В една от къщите през зимата (при температури под минус 25˚С) са извършени работи по вграждането на участъците между гънките на основата. Монолитните участъци на основата бяха подсилени след почистване на бетонните карти от сняг и затоплянето им с горещ въздух - всяка монолитна секция на основата беше покрита с брезент между гънките, а под него се подава горещ въздух от две самолетни установки MP-85. Нагряването се извършва в продължение на 12 часа (в полярната нощ). Армиращи мрежи и топлобетон с последващо електрическо нагряване. След набиране на якост на бетона е извършено полагане на тухлени стени на жилищната сграда.
Наблюденията на деформацията на основата, леглото и съответно сляганията на фундаментната обвивка на жилищни сгради бяха извършени с помощта на дълбоки и повърхностни марки (виж фиг. 1, b). Дълбоките белези са разположени на 1, 2, 3 и 5 m в средната част на сградите между гънките на основата, както и по една от нейните надлъжни и напречни стени, а повърхностните белези са разположени в полагането на сутерена по надлъжните и напречните стени на нивото на горните ръбове на основите. В техническите етажи на къщите в едно от отделенията са монтирани дълбоки репери, потопени в скалата (виж фиг. 1, b).
След приключване на строителните работи започнаха наблюдения на сляганията на основи и фундаменти с помощта на високоточен нивелир и инваров прът.
От фиг. 1, в, г, д, показващи големината на абсолютното слягане на основите и черупковите основи на две къщи, се вижда, че има неравномерно слягане по дължината на сградите. Максималното слягане се оказва в зоната на крайните стени по ос 5 (къща № 1) и ос 1 (къща № 2), където се срещат най-слабите и силно свиваеми почви (фиг. 4). В процеса на уплътняване на настилката в тези зони се наблюдава по-интензивно екструдиране на течната маса от естествена почва през настилката.
Най-голямата разлика в сляганията на къща № 1 (ос В) е 44 мм, а на къща № 2 (ос А) е 33 мм. Поради неравномерността на този процес по дължината на конструкциите се получи наклон на основата, който възлиза на 0,0016 (и двете къщи), което е значително по-малко от максимално допустимата стойност (0,005).
Както знаете, огъването на основата се определя от нейната твърдост и свиваемостта на фундаментните почви под нея. Анализът на тази характеристика на раковините показа, че под къща No.лека деформация на основата, възлизаща на 0,00043, а под къща № 2 - несиметричното й движение (0,00072). Дадените стойности на огъване са много по-малки от максимално допустимите за тухлени сгради без армировка на стените - 0,001 [2]. Това ни позволява да считаме, че фундаментната обвивка има значителна твърдост, поради което тухлените стени с куха зидария (кладенците в зидарията бяха запълнени с плочи от минерална вата) не претърпяха значителни деформации, въпреки високата свиваемост на фундаментните почви. Впоследствие валежите спряха.
Слягането на черупкови основи протича неравномерно (през годините) - най-висок средномесечен темп се наблюдава след въвеждане на къщите в експлоатация през първите две години. Тази скорост, определена от средната стойност на слягане на основата, беше 2,8 и 3,8 mm/месец. съответно за къщи No1 и No2. През следващите години абсолютното газене и скоростта му рязко намаляват. Впоследствие утайката изчезва, което показва затихване на процеса във времето.
Триетажната сграда на лабораторния корпус е тухлена. Дебелината на надлъжните и крайните носещи стени е 77 см, а дебелината на вътрешните стени е 50 см. Гънките на фундаментната обвивка са ориентирани тук по надлъжните оси на стените на сградата. За поддържане на напречните стени във външните кухини на фундаментната обвивка са предвидени вертикални усилващи ребра. Във вътрешните кухини на гънките няма подсилващи ребра. Тези кухини са запълнени с материал с ниска якост M25. Класът на бетона на основата и монолитните плочи между гънките е B25.
Тъй като зоната за застрояване е разположена на терен с размразени почви, не е предвидена вентилационна система в пространствената основа. Външните му кухини бяха запълнени с чакълесто-пясъчна смес, която послужи като основа за бетонни подове.първи етаж.
Стоманобетонните елементи на фундаментната обвивка са изпълнени в метален кофраж с падащи страни на полигона, разположен на територията на цеха за производство на стоманобетон на СУ Игарстрой.
За да се получи якост на бетона, се използва качулка за пара (фиг. 5), към която парата се подава от маркуч от цеха за бетон. Продуктът се пропарва до достигане на 80% от якостта на бетона, след което капачката се повдига, стените на кофража се отварят и продуктът се отстранява.
Бетонирането на хоризонталните плочи на основата на черупката, усилвателите и фугите между елементите на гънките се извършва след едновременното монтиране на армировката по протежение на хватките по протежение на основата. На фиг. 6 показва общ изглед на фундаментната обвивка преди полагането на стените на лабораторната сграда.
Липсват наблюдения на сляганията на сградата, тъй като по време на строителството са нарушени маркировките, поставени върху хоризонталните греди на фундаментната обвивка при полагането на стените. Въпреки това, визуална проверка на сградата в продължение на много години (от 1992 г.) показа пълната липса на пукнатини в стените по цялата височина. По този начин наличието на вертикални усилващи диафрагми (във външните кухини) и запълването на вътрешните кухини с хоросан осигурява достатъчна здравина и стабилност на фундаментната обвивка върху структурно слаби неравномерно свиваеми размразени почви.
Анализът на дългосрочните наблюдения на състоянието на основите и сградите, построени върху талики, използващи повърхностни пространствени основи-черупки, ни позволява да направим следните изводи.
1. Фундаментите на черупките имат достатъчна пространствена твърдост и осигуряват надеждността на сградите при наличие на слаби и силно свиваеми размразени почви в основата.
2. Засипването и използването на фундаменти с развита опорна повърхност значително намаляват специфичния натиск исъответно напрежението в подлежащите меки почви.
3. Използването на черупкови основи върху легла позволява намаляване на потреблението на материали, разходите и разходите за труд за устройството с нулев цикъл.
1. Гончаров Ю.М. Ефективен тип основа за строителство върху вечно замръзнали почви // Наука и технологии в Якутия. - 2004. - № 1 (6). – С. 20–23.
2. SNiP 2.02.01-83. Основи на сгради и конструкции / Госстрой на СССР. - М.: Стройиздат, 1985. - 41 с.