Мерзлота оказалась не вечной

В готовящимся к выходу в свет новом номере журнала «Вестник НОПРИЗ» будет опубликована статья Заслуженного строителя Российской Федерации, кандидата технических наук, председателя правлений Саморегулируемой организации Ассоциация «Межрегиональный союз проектировщиков и архитекторов Сибири» и Регионального отраслевого объединения работодателей «Союз строителей Омской области» Юзефа Мосенкиса. «Обеспечение эксплуатационной пригодности зданий, построенных на вечномёрзлых грунтах» – так назвал своё выступление Юзеф Матвеевич.

В статье рассматриваются актуальные в наши дни проблемы сохранения эксплуатационной пригодности жилых домов, построенных ранее по первому принципу: с условием сохранения вечномёрзлого состояния грунтов основания на весь период эксплуатации зданий на территориях с вечномёрзлыми грунтами.

Редакция издания любезно согласилась поделиться с читателями За-Строй.РФ этим материалом, а мы, в свою очередь, предлагаем его Вашему вниманию, лишь слегка сократив технические подробности. Полную версию Вы сможете прочитать в осеннем номере «Вестника НОПРИЗ».

***

Следует отметить, что объекты, о которых пойдёт речь, были построены с учётом сохранения стабильности условий существования вечной мерзлоты, но в настоящее время так называемое растепление мерзлоты вызывает сомнения в сохранении её стабильности и влечёт за собой колоссальные риски. На территории Арктической зоны России расположено множество капитальных строений, включая многоэтажные жилые дома. Эти объекты рассчитаны на стабильные условия вечной мерзлоты, но сегодня они подтверждены риску разрушения из-за постепенного таяния льда в почве и связанных с этим просадок грунтов основания и деформации зданий. Есть данные, свидетельствующие, что в зоне вечной мерзлоты деформировано более 40% зданий.

Огромный ущерб таяние вечной мерзлоты может нанести также инфраструктурным сооружениям, включая трубопроводы, дороги и объекты топливно-энергетического комплекса. Нельзя исключать экологические и социальные риски.

Осуществляемый фоновый мониторинг позволит понять фундаментальные «длинные» тренды состояния многолетней криолитозоны, на основании которого необходимо будет принять конкретные технические решения по обеспечению дальнейшей пригодности эксплуатируемых зданий.

Из 46-ти городов Арктической зоны России 27 находятся в максимальной или высокой степени риска разрушения жилого фонда вследствие таяние вечной мерзлоты, в которых проживает около 800 тысяч человек – это 35,2% от всего городского населения Арктической зоны. Специалисты отмечают, что в зоне максимального риска для жилого фонда расположены города Ноябрьск, Губкинский, Муравленко и Надым Ямало-Ненецкого автономного округа, общая численность населения которых составляет 225,6 тысячи человек, или 25% всех жителей городских поселений, подверженных влиянию таяния вечной мерзлоты.

Города высокого и максимального риска преимущественно находятся в Западной Сибири, численность населения таких городов составляет около 60% от общего количества проживающих в городах и посёлках городского типа с высоким и наиболее высоким риском. Для этих населённых пунктов остро стоит проблема устаревания жилого фонда, например, Салехард и Лабытнанги. Среди крупнейших городов, расположенных в зоне риска для жилого фонда, – Норильск (177,4 тысячи человек), Новый Уренгой (106,9 тысячи человек).

По оценкам экспертов, хозяйственный ущерб от деградации вечной мерзлоты уже составляет 3 триллиона рублей, а к 2050 году может составить до 7-ми триллионов рублей в текущих ценах.

Арктика и Север играют стратегическое значение для российской экономики, так как здесь расположены большие запасы сырья.

Проблема разрушения жилого фонда из-за последствий вечной мерзлоты касается не только Арктической зоны, но и иных территорий, не включённых в неё. Так, в зоне риска находится город Якутск и Ханты-Мансийский автономный округ, где южная граница вечной мерзлоты пролегает к северу от Сургута, а также охватывает Нижневартовск.

Более 75% всех зданий и сооружений в зоне вечной мерзлоты России построено и эксплуатируется с учётом сохранения мёрзлого состояния грунтов оснований. Чем ниже температура вечной мерзлоты, тем больше несущая способность грунтов оснований. При деградации вечной мерзлоты и повышении температуры грунтов резко уменьшаются их прочностные характеристики. Например, во время строительства Транссибирской железной дороги цеха Читинского паровозоремонтного завода, построенного в 1901 году, начали разрушаться в течение первых месяцев эксплуатации из-за таяния вечной мерзлоты.

В 2006 году региональные СМИ сообщали о почти повсеместных повреждениях в городах Норильского промрайона (около 60% зданий и сооружений в Игарке, Диксоне, Вилюйске, фактически 100% в посёлках Таймырского округа, около 40% в Воркуте). Сюда относились 250 промышленных сооружений с серьёзными деформациями и 100 объектов в аварийном состоянии. Деформации нефтяных, газовых продуктопроводов, а также различных производств (особенно химических и металлургических) могут привести к колоссальным выбросам загрязнителей в окружающую среду.

В мире существует только два крупных города, построенных в районах сплошной вечной мерзлоты, и оба они находятся в России: Норильск в Красноярском крае и Якутск в Республике Саха. Со времён промышленной революции к 2022 году годовые температуры в регионе выросли более, чем на два градуса Цельсия, что вдвое превышает средний мировой показатель. Вырубка лесов и лесные пожары – обе острые проблемы в Якутии – удаляют защитный верхний слой растительности и ещё больше повышают температуру под землёй.

Учитывая разные прогнозы специалистов по срокам растепления мерзлоты, следует ожидать проявление факторов фактической потери (снижения) несущей способности грунтов оснований из-за деградации вечномёрзлых грунтов ориентировочно к 2050 году, то есть примерно через 25 лет. Например, в Норильске на вершине горы Рудный температура вечномёрзлых грунтов, с температурой минус 3,5-4,0 С на глубине 20-60 метров за 30 лет (с 1955-го по 1985-й годы) повысилась до температуры минус 1,5-2,0 С. В Чите, по данным треста изысканий Забайкал ТИСИЗ, понижение верхней кровли вечномёрзлых грунтов, имеющих температуру минус 0,2-0,5 С.

Общеизвестно, что основным техническим решением при строительстве жилых домов по первому принципу являлось устройство проветриваемого подполья высотой 0,7-1,2 метра, с применением в большинстве случаев свайных фундаментов с глубиной погружения ориентировочно до 10-12-ти метров.

За последние 15-18 лет широкое распространение взамен устройства проветриваемых подполий получило устройство фундаментов с применением термостабилизации грунтов оснований в целях обеспечения промораживания грунтов за счёт установки термостабилизаторов, разработанных фирмой «ФундаментСтройАркос».

По мнению автора этих строк, в настоящее время отсутствует сводная информация, сколько всего построено многоквартирных жилых домов на вечной мерзлоте России, данные по остаточным расчётным срокам их эксплуатации, техническое состояние зданий с выводами о возможной целесообразности проведения ремонтно-восстановительных работ с ориентировочной оценкой потребности в финансовых ресурсах для обеспечения их эксплуатационной пригодности.

В этой связи предлагается принять федеральную программу по массовому техническому обследованию всех жилых многоквартирных домов с обозначением сроков и стоимости технического обследования, в целях подготовки (разработки) конкретных технических решений по обеспечению эксплуатационной пригодности многоквартирных жилых домов на вечномёрзлых грунтах всех регионов России.

Для реализации предлагаемой программы единым заказчиком, по мнению автора, должен являться ФАУ «РосКапСтрой», подведомственный Минстрою России.

Возможные решения назначить ответственным за реализацию вышеуказанной программы органы власти субъектов России будут ошибочными и не приведут к выполнению предлагаемой программы, о чём свидетельствует история по обеспечению надёжной эксплуатации многоквартирных панельных жилых домов серии 1-335 с неполным каркасом.

В 1995 году в Омске состоялось межрегиональное совещание, организованное Госстроем России, по вопросам обеспечения надёжной эксплуатации крупнопанельных жилых домов серии 1-335 с неполным каркасом, строительство которых из-за технических дефектов было прекращено в 1965 году, и были намечены соответствующие решения для регионов, где эксплуатировались такие дома.

В решениях межрегионального совещания «Проблемы комплексной реконструкции жилых домов серии 1-335» отмечалось, что проблема реконструкции крупнопанельных домов первых поколений, из которых серия 1-335 с неполным каркасом является наиболее неблагоприятной по своим конструктивным, эксплуатационным, архитектурно-планировочным параметрам, является общефедеральной проблемой.

На совещании отмечена необходимость первоочередного устранения физического износа домов с неполным несущим каркасом, имеющихся во многих городах страны, срок безопасности эксплуатации которых уже истёк.

В целом за прошедшие 29 лет после проведения межрегионального совещания в городе Омске и прошедшие 6 лет после выездного заседания комитета по жилищной политике и жилищно-коммунальному хозяйству Государственной Думы в 2019 году в Омске кардинальных изменений в решении вышеуказанной проблемы не произошло, и общая ситуация только ухудшилась, поэтому требуется принятие незамедлительных мер для выполнения работ по усилению конструктивных элементов жилых домов серии 1-335 ПК с целью обеспечения безопасности их дальнейшей эксплуатации.

Всё это говорит о том, что данную проблему следует решать только на федеральном уровне и за счёт федерального бюджета. Органы власти субъектов и муниципальных образований эти вопросы не решат, о чём свидетельствует вышеизложенная история с домами серии 1-335, которая так и не решена и по сей день.

Существующие исследования указывают на возможность строительства зданий на вечномёрзлых грунтах без устройства проветриваемых подполий за счёт устройства эффективной термоизоляции поверхности грунта и установки вертикальных охлаждающих устройств, расположенных по периметру здания в целях стабилизации температурного режима вечномёрзлых грунтов.

Рекомендации устройства эффективной теплоизоляции только в летнее время с временным удалением элементов теплоизоляции поверхности грунта в проветриваемом подполье в зимний период, по мнению автора, являются нереальными. На основании вышеизложенного на объектах-представителях рекомендуется:

1. В проветриваемом подполье существующего жилого дома при помощи малогабаритной буровой установки УКБ-12/25 пробурить две скважины глубиной (одна посредине, другая с краю поверхности подполья) 15 метров с установкой термометрической косы для определения в дистанционном режиме изменения температуры грунтов под проветриваемым подпольем. Для размещения малогабаритной буровой установки необходимо устройство шурфов по месту глубиной не менее 1-го метра.
2. В другом аналогичном объекте по всей площади поверхности грунта в проветриваемом подполье и за пределами наружных стен здания на 2 метра уложить теплоизоляцию из плит жёсткого экструдированного пенополистирола с коэффициентом теплопроводности 0,04 Вт/мС и также пробурить две термометрические скважины.
3. В третьем объекте выполнить аналогичные работы, но установить по периметру наружных стен вертикальные термостабилизаторы глубиной погружения до 8-10-ти метров. Для реализации вышеуказанных рекомендаций необходимо разработать проектно-сметную документацию, в которой учитывались бы также мероприятия для доступа к инженерным коммуникациям под перекрытием проветриваемого подполья для проведения возможных ремонтных работ с учётом уменьшения высоты подполья из-за укладки на поверхности грунта проветриваемого подполья плит утеплителя толщиной до 40 сантиметров.

На всех трёх объектах-представителях следует организовать нивелировочные наблюдения для фиксации наличия вертикальных перемещений зданий.

Результаты наблюдений за температурным режимом вечномёрзлых грунтов за период не менее трёх лет на вышеуказанных объектах-представителях позволят сделать предварительные выводы о назначении проектных решений, обеспечивающих эксплуатацию построенных жилых зданий с учётом применения вышеизложенных рекомендаций.

Ориентировочная стоимость предлагаемых работ, указанных в пункте 3, с учётом данных проектно-сметной документации капитального ремонта дома № 32 по Бауманской улице в городе Норильске может составить 10,1 миллиона рублей, или 25-26 тысяч рублей на один квадратный метр площади застройки на примере вышеуказанного жилого дома.

В целом вышеуказанные стоимостные показатели в случае подтверждения обоснованности предлагаемого проектного решения позволят определить ориентировочную потребность финансовых ресурсов для сохранения эксплуатационной пригодности жилых домов, построенных по первому принципу с сохранением вечномёрзлого состояния грунтов оснований с применением проветриваемых подполий.

При этом порядок финансирования рекомендуемых работ по обеспечению эксплуатационной пригодности жилых домов определяется органами власти субъектов страны с учётом использования не только средств фонда капитального ремонта, но и средств федерального бюджета и бюджета субъектов Российской Федерации.

ОТ РЕДАКЦИИ. Мы выражаем благодарность коллегам из журнала «Вестник НОПРИЗ» и лично Юзефу Матвеевичу за возможность ознакомить наших читателей с его статьёй. И как всегда, с нетерпением ждём на нашей дискуссионной площадке комментариев!

Искренне Ваш,
За-Строй.РФ

При полном и/или частичном копировании данного материала, для последующего размещения его на стороннем ресурсе, обратная, индексируемая ссылка на источник обязательна!