Мерзлота г. Якутска и устойчивость инженерных сооружений

Проблемы устойчивости зданий и инженерных сооружений в городе Якутске, их связь с инженерно-геокриологическими условиями территории, потеплением климата и протекающими на территории мерзлотными процессами. Меры по улучшению состояния городской застройки.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 08.10.2014
Размер файла 5,5 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Муниципальное образовательное учреждение

Городская классическая гимназия

Реферат

к итоговому проекту

«Мерзлота г. Якутска и устойчивость инженерных сооружений»

Выполнил: ученик 10-в класса

Григорьев Александр

Научный руководитель

д.г.н. В.В.Куницкий

Якутск 2014

Аннотация

В проекте рассмотрены основные проблемы устойчивости зданий и инженерных сооружений в городе Якутске. Проанализирована их связь с инженерно-геокриологическими условиями территории, состоянием окружающей среды, современным потеплением климата и протекающими на территории города мерзлотными процессами и явлениями. Предложены конкретные меры по улучшению состояния городской застройки.

Введение

Мерзлотоведение (или геокриология) - это наука, изучающая происхождение, состав, свойства, строение, сложение и распространение мерзлых горных пород. Почвы, породы, содержащие включения льда, называются мерзлыми, причем их отрицательная температура подразумевается. Замерзание воды в почвах существенно изменяет их физико-механические, фильтрационные, тепловые, электрические и другие свойства. Сцементированные льдом рыхлые породы обычно становятся более или менее плотными, крепкими (Общее мерзлотоведение, 1974).

Мерзлотоведение находится на стыке ряда других наук: в первую очередь, геолого-географических, включая геоморфологию, литологию, палеогеографию, гидрогеологию, инженерную геологию и геофизику; физико-химичеких, включая физику, механику, термодинамику, теплофизику, химию и физическую химию; а также технических, строительных и др.

В настоящее время многолетнемерзлые горные породы занимают около 25 % суши земного шара, 65 % России и охватывают всю территорию Якутии.

Почти до середины XIX века человечество не знало о масштабах многолетнего промерзания недр нашей планеты и располагало лишь отрывочными сведениями о существовании этого природного феномена. Только в 1837 году, когда колодец, вырытый по инициативе жителя г. Якутска Ф. Шергина с целью добычи подземных вод для водоснабжения города, достиг 116 м и не вскрыл талых пород, журналисты оповестили мир о существовании в Сибири вечной мерзлоты большой мощности. С этого времени началось изучение мерзлоты. Этот колодец, вошедший в историю под названием «Шахта Шергина», сохранен в г. Якутске до настоящего времени.

Большую роль в развитии мерзлотоведения сыграл Институт мерзлотоведения СО РАН, созданный в г. Якутске в 1960 году. Это единственная в мире научно-исследовательская организация, занимающаяся всем комплексом проблем мерзлотоведения. Добыча полезных ископаемых, строительство, прокладка дорог и линий электропередачи, водоснабжение городов и поселков - все здесь осложнено, все требует особых технических решений, опирающихся на научное знание. Изучая и прогнозируя изменения, происходящие в мерзлых толщах, ученые страхуют проектировщиков, строителей, эксплуатационников от просчетов, позволяют избежать ловушек, мести мерзлоты за пренебрежение ее закономерностями.

Занимаясь в географическом кружке при Институте мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН под руководством доктора географических наук, главного научного сотрудника института Виктора Владимировича Куницкого, я неоднократно бывал на инженерных объектах Якутска. Ученые института ведут на территории города наблюдения за состоянием мерзлоты их оснований. В.В. Куницкий предложил мне сделать проект по этой тематике, сформулировал цель и поставил задачи.

Цель работы - показать неблагополучное состояние зданий и инженерных сооружений (инженерной инфраструктуры) г. Якутска; доказать, что такое положение связано с неудовлетворительным проектированием, строительством и эксплуатацией городских объектов; показать влияние современного климата на мерзлоту оснований; предложить пути выхода из кризисной ситуации.

Задачи работы:

- изучить состояние мерзлоты в основаниях инженерных сооружений (инженерно-геокриологические условия) на территории г. Якутска на основе обобщения опубликованных материалов и собственных наблюдений;

- изучить проявление мерзлотных процессов на территории г. Якутска;

- оценить состояние окружающей среды района г. Якутска; влияние современного потепления климата на состояние городской инфраструктуры; техническое состоянии зданий и сооружений;

- предложить технические мероприятия по улучшению ситуации.

Глава 1. Область старого Якутска и строительство на мерзлоте

История застройки Якутска, который основан в 1632 году, насчитывает свыше трех с половиной столетий. Немецкая гравюра дает представление о характере этой застройки в XVIII веке (Куницкий, 2011).

Рис. 1. Общий вид деревянной застройки Якутска на гравюре XVIII века.

Общее представление о характере застройки территории Якутска в начале XX в. дают следующие снимки (рис. 2 - 7).

Рис. 2. Деревянное двухэтажное здание Реального училища по улице Логовая (ныне - ул. Кулаковского) города Якутска. Снимок сделан в 1906 году

Рис. 3. Вид с колокольни Предтеченской церкви на крыши города Якутска в начале XX столетия. Каменное здание Государственного Русского драматического театра им. А.С. Пушкина находится ныне на месте деревянных строений, показанных на переднем плане этого снимка

Рис. 4. Вид с колокольни Предтеченской церкви на улицу Большую в начале XX века. Ныне эта улица - проспект Ленина в городе Якутске

Рис. 5. Каменное здание магазина торгового дома «Коковин и Басов». Ныне на месте этого магазина находится здание ЯАБ «Якутзолотобанк» по ул. Аммосова, 18. Снимок сделан в 1914 году

Рис. 6. Вид на мост через озеро Теплое в Залог в начале XX века, по улице Большой. Ныне эта улица - проспект Ленина в городе Якутске

Рис. 7. Вид на улицу Набережную (ныне - улица Хабарова) и на фасад первой электростанцию в городе Якутске. Снимок сделан в 1914 году

Строительство городов на мерзлоте развернулось в 30-е годы прошлого века, но особый размах приобрело в 50-60-е годы. Прочность мерзлого грунта - надежной опоры фундаментов - зависит ото льда. Он цементирует пески, супеси, глины, галечники, превращая их в монолитные скалы. Но прочность эта ненадежна. Здание отепляет почву, и если тает, от былой гранитной устойчивости не остается и следа. Грунт разжижается, оседает, вызывая опасную деформацию, а часто и разрушение построенных на нем зданий. Значит ради долговечности сооружений их надо сохранять в мерзлом состоянии. Для этого мерзлотоведами разработан фундамент из железобетонных свай с проветриваемым подпольем. Дома Магадана, Норильска, Якутска, Мирного словно парят на ажурных опорах. Мерзлый грунт намертво схватывает опущенную в него сваю и полностью выдерживает расчетную нагрузку, при условии сохранения его мерзлого состояния (Некрасов, 1984).

Трубы, несущие в дома комфорт, в северных городах идут, как правило, над землей, в особых коробах, чтобы не замерзали и не "задевали" мерзлоту. За исправностью этих коммуникаций на Севере необходимо следить как нигде, потому что прорыв теплой и даже холодной воды дает толчок к таянию подземного льда. Как от одной-единственной спички вспыхивает пожар, так от струи воды начинает оседать почва.

Глава 2. О развитии криогенных процессов и явлений. Состояние окружающей среды района г. Якутска

Сегодня город Якутск - самый крупный населенный пункт в мире, находящийся в пределах сплошной криолитозоны (многолетнемерзлых пород) мощностью до 300 м. Этот уникальный город живет и развивается в очень сложных природных и техногенных условиях, многие из которых в настоящее время квалифицируются как кризисные (Алексеева и др., 2006).

Основными криогенными (мерзлотными) процессами на территории г. Якутска являются термокарстовые и термосуффозионные просадки, морозобойное растрескивание, солифлюкция, локальное и площадное морозное пучение, термоэрозия, термоденудация, термопросадки, заболачивание и подтопление, а также техногенное наледеобразование. Активизация этих процессов неблагоприятно сказывается на функционировании городской инфраструктуры. В последние десятилетия отмечается расширение площадей распространения деструктивных криогенных процессов. Это выражается в разрушении дорожных покрытий и коммуникаций, деформациях насыпей, фундаментов сооружений, формировании термоэрозионных рытвин, увеличении зон заболачивания.

Серьезной проблемой городского хозяйства зимой являются техногенные наледи, обусловленные аварийными утечками из водопроводно-канализационных коммуникаций и являющиеся массовым и непрерывным процессом (Алексеева и др., 1999). Слой наледного стока на территории города в среднем составляет 50 мм в год. В отдельных городских кварталах он достигает более 200 мм, что значительно превышает сумму зимних атмосферных осадков. Наледи, минерализация льда которых достигает 1,5-2 г/л, являются одним из важных источников загрязнения городской территории, негативно влияют на качество грунтов и их инженерно-геологические свойства. Они способствуют заболачиванию территории, изменяют тепловой баланс и химический состав подстилающих отложений.

Наиболее интенсивное развитие криогенных процессов происходит в пределах линейных участков, приуроченных к древним пойменным и старичным понижениям, которые охватывают территорию города густой сетью и наиболее распространены на поверхности первой надпойменной террасы. Эти участки являются ареной активного развития криогенных процессов и явлений, а древние пойменные гряды, напротив, характеризуются относительной стабильностью.

К числу наиболее динамичных явлений относятся сезонное пучение и просадки грунтов (до 15-20 см в год), термоэрозия, спровоцированная техногенезом (первые метры в год), а также термокарстовые просадки дна новообразованных озер на северо-западе города (до 15-40 см в год).

Все это вынуждает администрацию г. Якутска ежегодно расходовать огромные средства на укрепительно-восстановительные, ремонтные и аварийные работы, на усложнение конструкций фундаментов, дорог, схем прокладки инженерных сетей и т.д.

Однако эти меры не снижают кризисности мерзлотно-гидрогеологической, инженерно-геологической и геоэкологической обстановки в городе. Без принятия кардинальных мер г. Якутск может оказаться в ситуации, когда дальнейшее его функционирование на существующей территории будет весьма проблематичным.

Проведенные Институтом мерзлотоведения им. П.И.Мельникова СО РАН эколого-геохимические мониторинговые исследования свидетельствуют о том, что территория г. Якутска отличается высокой плотностью техногенного давления на экосистемы. Это обусловлено как неблагоприятными климатическими и инженерно-геологическими условиями, так и ошибками, допущенными при создании и эксплуатации городской инфраструктуры. Техногенные геохимические аномалии фиксируются во всех природных средах: атмосфере, снежном покрове, почвах, природных водах, растительности.

Загрязнение атмосферы г. Якутска разнообразными выбросами охватывает не только непосредственно территорию городской застройки, но и распространяется далеко за ее пределы. Попадание сточных вод в поверхностные водоемы и их инфильтрация в почвы ведет к частичной или полной метаморфизации химического состава поверхностных и надмерзлотных подземных вод. Ухудшение санитарно-гигиенического состояния природных вод связано в основном с повышением минерализации воды за счет концентрирования хлоридов магния и натрия, увеличением концентрации соединений азота и ряда токсичных элементов (марганца, стронция, хрома и других).

В районе г. Якутска насчитывается несколько десятков озер. Наиболее крупными из них являются Сайсары (площадь 0,6 км2, глубина 5 м) и Белое (0,8 км2, глубина 7 метров). Воды озер весьма разнородны по химическому составу: от маломинерализованных гидрокарбонатных смешанных по составу катионов, до солоноватых и соленых, преимущественно гидрокарбонатных и хлоридных. Величина минерализации озерных вод колеблется от 84,0 до 6567,0 мг/л, но в большинстве озер находится в пределах 20-700 мг/л. Наиболее минерализована (1400 - 5600 мг/л) вода в озерах Хатын-Юрях, Хомустах и безымянных озерах, которые протягиваются вдоль западной окраины города. Соленость воды в этих озерах заметно возрастает с 1998 г., что связано с продолжающимся сливом сточных вод в эти водоемы и перекачкой минерализованных загрязненных вод в озеро Хатын-Юрях, предпринятой администрацией города летом 2003 г. Наиболее загрязненные озера в районе г. Якутска находятся в промышленной зоне, а также вдоль главных автомагистралей города и на территории городской свалки (Макаров, 2003).

Глава 3. Застройка и геокриологический мониторинг территории г. Якутска

Масштабность развития подтопления и обводнения территории г. Якутска обуславливает высокую степень нарушенности и нестабильности мерзлотно-грунтовых условий оснований зданий, сооружений и коммуникаций, способствует активизации опасных криогенных процессов (Шепелев, Шац, 2000). Именно обводнение является одним из наиболее неблагоприятных факторов, влияющих на потерю устойчивости грунтов оснований и несущих конструкций. Причем обводнение происходит как пресными, так и минерализированными подземными водами - криопэгами. Ярким примером обводнения может служить аэропорт в г. Якутске.

Характерным для г. Якутска является высокий темп интенсификации фильтрационно-миграционных процессов, вследствие которых происходит глубинное засоление многолетнемерзлых грунтов и их переход в пластично-мерзлое и талое состояние. На отдельных участках города минерализация надмерзлотных и межмерзлотных вод - криопэгов увеличивается до 50-100 г/л. Температура замерзания грунтов, содержащих воды с такой минерализацией, достигает минус 3-5оС, что приводит к возникновению отрицательно-температурных талых грунтов, на которых невозможно строительство по 1-му принципу. Коварным свойством криопэгов является способность «разъедать» материал несущих конструкций фундаментов зданий и сооружений. В городе немало участков, пораженных этими процессами. Глубина таликов, образовавшихся под некоторыми зданиями, достигает 12-16 м. Растет количество участков, где происходят активные процессы засоления грунтов (рис. 8).

Рис.8. Грунт с криопэгами (стрелка) в культурном слое строительной площадки. Район перекрестка улицы Орджоникидзе с улицей Короленко. Февраль 2010 г.

Техногенные преобразования химического состава надмерзлотных вод в совокупности с криогенными процессами негативно отражаются на состоянии подземных коммуникаций, фундаментов, подвальных помещений, дорожного покрытия и других сооружений. Многократные изменения кислотности-щелочности, содержания органических веществ и других компонентов усиливают агрессивную способность среды и повышают коррозионную активность грунтов. Природно-техногенные геологические процессы и явления наносят прямой и косвенный ущерб городскому хозяйству, создают экологические проблемы, угрожают устойчивости сооружений, вызывают аварии и разрушения жилых зданий, промышленных площадок и транспортных магистралей, служат причиной чрезвычайных ситуаций.

Глава 4. О влиянии современного потеплении климата на состояние городской инфраструктуры

Одной из серьезных проблем, волнующих в последние годы мировую общественность, является проблема потепления климата. Само потепление, наблюдающееся на протяжении 40 лет, стало фактом и его никто не оспаривает. Так в Якутии за последние 30 лет температура атмосферного воздуха повысилась на 0,5-2,0 0С. Однако, по данным Института мерзлотоведения СО РАН, температура мерзлых пород за этот период не изменилась, что можно объяснить большой инерционностью мерзлых толщ. Это указывает на то, что различные колебания температурных условий на поверхности Земли распространяются медленно, неглубоко и быстро затухают. При изменениях климата следует опасаться перехода температуры поверхности многолетнемерзлых пород в область положительных значений. Это приведет к их протаиванию сверху и к значительному увеличению глубины сезонноталого слоя. В этом случае устойчивость городских систем жизнеобеспечения и инженерной инфраструктуры достигнет критического порога, а все наземные сооружения будут подвержены интенсивному разрушению. Однако прогнозные расчеты изменения геокриологической обстановки на перспективу показывают, что такой критической ситуации в районе г. Якутска на ближайшее будущее не предвидится (Рис. 9).

Рис. 9. Прогнозная кривая изменения температуры атмосферного воздуха с 2000 по 2200 год

Ученые Института мерзлотоведения создали систему скважинного геокриологического мониторинга в восьми административных округах города Якутска. Эта система включает в себя 65 участков. Скважины оснащены контрольно-измерительной аппаратурой. Система позволяет изучать в режиме реального времени процессы формирования состава и строения мерзлых грунтов на глубину до 10 м в многолетнем цикле.

Данные измерений Института мерзлотоведения СО РАН свидетельствуют о преобладании отрицательной температуры грунтов порядка -4є C на глубине 10 м, но изменяющейся от места к месту в широких пределах (-2,2ч-5,0є C). Этот разброс связан с влиянием промышленных, жилых и других построек с большим тепловыделением через фундаменты в грунт, наличием улиц с уплотненным снежным покровом зимой, с настилами тротуаров и дорожных покрытий и др. (табл. 1).

Таблица 1. Средняя температура грунта (tСР) на глубине 10 м, по разрезам буровых скважин в области старого Якутска (по данным В.В. Куницкого)

Буровая скважина, №

Дата окончания бурения

Период измерений температуры для расчета tСР

tСР,

От

До

Кол-во месяцев

град. C

3

11.08.2009

23.11.2009

26.10.2011

24

-2,4

7

07.10.2009

30.11.2009

20.10.2011

24

-4,9

8

07.10.2009

30.11.2009

24.10.2011

24

-5,0

9

08.10.2009

30.11.2009

20.10.2011

24

-3,8

13

13.10.2009

30.11.2009

24.10.2011

24

-5,7

17

19.10.2009

20.12.2009

26.10.2011

22

-2,5

26

11.05.2010

21.09.2010

26.10.2011

14

-4,4

27

18.05.2010

08.07.2010

20.10.2011

16

-4,0

28

24.05.2010

08.07.2010

20.10.2011

16

-4,2

29

24.05.2010

22.09.2010

26.10.2011

14

-3,0

30

25.05.2010

08.07.2010

20.10.2011

16

-2,2

32

28.05.2010

08.07.2010

26.10.2011

16

-4,8

48

05.10.2010

28.12.2010

24.10.2011

11

-4,1

По данным измерений, проведенных в этот период в Шахте Шергина, температура грунтов на глубине от 20 до 70 м тоже равна -4є C. Следует отметить, что температура грунтов в Якутске на этих глубинах почти 100 лет назад тоже была равной примерно -4є C.

Проведенный анализ свидетельствует о том, что основные проблемы устойчивости инженерных сооружений на территории г. Якутска необходимо связывать не с изменением климата, а с неудовлетворительным их проектированием, строительством и эксплуатацией, которые вызывают деградацию мерзлых оснований, фундаментов зданий и сооружений.

Глава 5. О негативных тенденциях изменения природной среды и технического состоянии зданий и сооружений

К концу XX столетия в г. Якутске сформировался большой фонд жилых и общественных зданий в каменном мелкоштучном и крупнопанельном исполнении с различными конструктивными решениями.

По данным Департамента жилищно-коммунального хозяйства администрации города число каменных строений составляет около 3000 единиц, в том числе жилых домов - 968. Состояние жилого фонда признано катастрофическим. Начиная с 1970 г., в городе произошло более 20 случаев крупных обрушений каменных зданий постройки 1950-1960 годов.

Основными причинами неудовлетворительного технического состояния зданий в каменном и крупнопанельном исполнении является ухудшение мерзлотно-грунтовых условий, отсутствие надлежащей вертикальной планировки возле зданий, в кварталах и микрорайонах, отсутствие сети ливневой канализации как в пределах квартальной застройки, так и в объеме генерального плана города, частые аварийные утечки воды из трубопроводных систем (Шепелев, Шац,2000).

Все это привело к широкому развитию в разных районах города водоёмов застойного типа, своего рода техногенных болот и засоленности.

Оценка современного состояния обводненности города позволила установить, что наибольшее развитие эти образования имеют в его северной и северо-восточной частях, где занимают около 30 - 35% отдельных участков.

Несколько меньшее развитие (15 - 30% площади) водоемы застойного типа имеют в западной части центра города, где их воздействие на различные инженерные объекты весьма активно. В южной части города техногенные болота пока ограничены, в целом занимают не более 10% и приурочены, главным образом, к западной и восточной периферийным областям.

Рис. 10. Засоленные грунты и аварийные сооружения на территории Якутска. 2003 г. 1-2 - засоленные грунты (сумма солей, %): 1 - 0,5-1.0, 2 - выше 1,0; 3 - аварийные сооружения; 4-5 - границы городской застройки: 4 1821 год, 5 - 1908 год

Заключение

Высокая динамичность криолитозоны, обусловленная воздействием колебаний климата, определяет не только своеобразие ее строения, состава и параметры, но и направленность, интенсивность и продолжительность развития многочисленных криогенных явлений и процессов. Однако на этот естественный динамический характер природной обстановки Якутии все существенней и зримее накладывается техногенный фактор, т.е. техническая деятельность людей. Своеобразие и сила этого фактора объясняется тем, что он воздействует на природу концентрированно и почти мгновенно по сравнению с масштабами геологического времени. Строительство новых поселков и городов, водохранилищ, промышленных и сельскохозяйственных комплексов, дорог, газопроводов, развитие горнодобывающей промышленности с ее карьерами, шахтами, подземными рудниками и т.д. - все это примеры концентрированного воздействия технической мощи человека на природу, причем по существу внезапные для нее, поскольку не предусмотрены эволюцией ее геологического развития. Это приводит к появлению многочисленных ран на теле земли. Мерзлотоведы отмечают, что способность земли к самолечению в условиях Якутии очень слаба. Может получиться так, что скованная льдом земля не будет успевать залечивать многочисленные раны и постепенно превратится в техногенную пустыню. В этих обстоятельствах отрицательную роль техногенного воздействия на природу Якутии можно свести к минимуму только в том случае, если развитие строительства и промышленного производства будет идти в тесном союзе с достижениями мерзлотоведения.

Вводы

В рамках работ по данному проекту удалось установить следующее:

1. На территории города Якутска наблюдаются многие мерзлотные процессы, такие как термопросадки, пучение, появление криопэгов, обводнение и заболачивание талыми и надмерзлотными водами и многие другие.

2. Потепление климата, начавшееся во второй половине 60-х годов XX века и продолжающееся до сих пор, почти не отразились в изменениях мощности деятельного (сезонноталого) слоя на исследуемой территории. Состояние мерзлоты на пригородной и малозастроенной территории практически не изменилось.

3. Повышение температуры, засоление и обводнение в основаниях зданий и сооружений города говорит о том, что все эти негативные процессы происходят не из-за потепления климата, а из-за неправильного строительства и эксплуатации.

4. На территории города много зданий в аварийном и ветхом состоянии.

Рекомендации

Для выхода из сложившейся кризисной ситуации предлагаются следующие мероприятия:

1. Начать восстановление мерзлого состояния грунтов оснований с применением горизонтальных, вертикальных и наклонных систем замораживания, автоматически действующих за счет естественного холода (термосифонов) (рис. 16-17).

2. Создать ливневую канализацию и эффективную систему дренирования надмерзлотных и талых вод на территории г. Якутска (рис. 18-20).

3. Использовать альтернативные свайным фундаментам поверхностные фундаменты, приспособленные к повышению температуры грунтов и неравномерным осадкам оснований (фундаменты-оболочки, фундаменты структурного типа, плоские фундаментные плиты с сотовым заполнителем) (рис.).

4. Организовать специализированную городскую службу, осуществляющую цикл работ по схеме: изыскание - проектирование - строительство - научно-техническое наблюдение.

1. Восстановление мерзлого состояния грунтов оснований с применением горизонтальных, вертикальных и наклонных систем замораживания, автоматически действующих за счет естественного холода (термосифонов).

Рис. 11. Конструктивная схема холодной сваи с монолитной рандбалкой: 1 - монолитная железобетонная рандбалка; 2 - воздушный компенсатор термосифона; 3 - разделяющая диафрагма в термосифоне; 4 - внутренние коаксиальные струеразделяющие патрубки; 5 - корпус термосифона; 6 - железобетонная свая

Идея термосифона нашла применение на многих строительных площадках. Предложены различные варианты охлаждающих устройств - их встраивают в саму сваю или помещают рядом.

При снижении температуры с минус 0,50С до минус 2 градусов прочность грунта повышается в 2-2,5 раза. Это обстоятельство подсказало весьма эффективное решение - дополнительно промораживать землю вокруг сваи с помощью сезонно действующего охлаждающего устройства. Представляет оно собой сифон с незамерзающим хладогентом. Трубу, опущенную в грунт так, чтобы ее верх торчал над поверхностью трубы, заполняют керосином, аммиаком или фреоном. Зимой, на морозе, часть жидкости или газа охлаждается и стремится вниз, а согревшаяся поднимается вверх. Циркуляция совершается беспрестанно и доставляет наружный холод в грунт. Дополнительная порция холода поодерживает повышеннуют прочность породы в течение лета, ведь оно на мерзлоте такое короткое. А чем прочнее грунт. Тем меньше можно заглублять сваи, больше их нагружать.

2. Ливневую канализация и эффективная система дренирования надмерзлотных и талых вод на территории г. Якутска

С учетом специфики городской территории, находящейся в зоне мерзлоты, Институт мерзлотоведения предлагает применять комплексную систему осушения (Шепелев, 2012). В основу ее положен принциа совмещения ливневой канализации и дренажа надмерзлотных вод сезонноталого слоя. В комплекс рекомендуемой системы осушения входят следующие основные элементы: магистральные дренажные коллекторы, главные (уличные) дрены и локальные (внутриквартальные) дрены. Для предотвращения замерзания воды в коллекторах в весеннее время, когда в них начинают поступать талые снеговые воды, а температура окружающих грунтов отрицательная, внутри дренажных труб следует предусмотреть прокладку греющего кабеля.

мерзлотный потепление климат застройка

Рис. 12. Схема комплексной системы дренирования ливневого и надмерзлотного стока застроенной территории

Рис.13. Конструктивная схема дренажного коллектора в разрезе

Рис. 14. Распределительная емкость дренажного коллектора

Таким образом, для осушения застроенных территорий криолитозоны предлагается создание единой взаимосвязанной трехуровенной системы сбора и отвода как дождевых, так и надмерзлотных вод.

3. Поверхностные фундаменты, приспособленные к повышению температуры грунтов и неравномерным осадкам оснований (пространственные вентилируемые фундаменты, фундаменты-оболочки, фундаменты структурного типа, плоские фундаментные плиты с сотовым заполнителем).

Для правильного применения поверхностных фундаментов изданы специальные рекомендации (Гончаров и др., 2012), составленные на основе опыта проектирования, строительства и многолетней эксплуатации зданий на пространственных фундаментах на промежуточном слое (подсыпке) в районах вечномерзлых грунтов.

Схемы пространственных вентилируемых фундаментов-оболочек: а - под ограждающие конструкции; б - под колонны; в - сборный элемент под стены; г - под колонны; д - фундаменты-оболочки с вентиляционными каналами

Таким образом, чтобы правильно строить на мерзлоте, надо правильно оценивать особенности каждой территории, каждой строительной площадки. Ученые-мерзлотоведы разработали способы точно, с цифрами в руках предсказывать поведение мерзлых и оттаивающих грунтов под фундаментами, разработали набор технических приемов, позволяющих использовать полезные свойства мерзлоты и нейтрализовать вредные.

Список использованных информационных источников

1. Алексеева О.И., Балобаев В.Т., Григорьев М.Н., Макаров В.Н., Чжан Р.В., Шац М.М. Природные и техногенные проблемы г. Якутска // Наука и образование, 2006, № 4, с. 94-98.

2. Алексеева О.И., Демченко Р.Я., Курчатова А.Н. Мониторинг мерзлых оснований зданий в Якутске // Криосфера Земли. 1999, № 4. - с. 9-15.

3. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. - Москва: Мин. охраны окружающей среды РФ. 1992, 48 с.

4. Куницкий В.В. и др. Фондовые материалы Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН.

5. Макаров В.Н. Геохимический атлас Якутска. - Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО АН СССР. 1985. 65 с.

6. Некрасов И.А. Вечная мерзлота Якутии. Якутск. 1984.

7. Общее мерзлотоведение. Изд-во «Наука». Сибирское Отделение. Новосибирск. 1974.

8. Рекомендации по проектированию и устройству поверхностных вентилируемых фундаментов на подсыпке в районах вечной мерзлоты / ФГБУН Ин-т мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН ; [авт.-сост.: Ю. М. Гончаров, А. П. Попович; отв. ред. Р. В. Чжан]. - Якутск : Изд-во ФГБУН Ин-т мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, 2012. - 60 с.

9. Шепелев В.В. Надмерзлотные воды криолитозоны. - Новосибирск: Академическое издание «Гео». - 2011. - с. 169.

10. Шепелев В.В., Шац М.М. Геоэкологические проблемы обводнения и подтопления территории г. Якутска // Наука и образование.- 2000, № 3. - с. 68-71.

Размещено на Allbest.ur


Подобные документы

  • Анализ состояния разрушений зданий на территории России. Физико-географическая характеристика района проведения работ по наблюдению за осадками здания. Основные источники погрешностей геометрического нивелирования. Наблюдение за осадками сооружений.

    курсовая работа [438,9 K], добавлен 30.01.2016

  • Методика, позволяющая применять рекуррентный алгоритм, для контроля грубых ошибок и последующего уравнивания геодезических сетей при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений и земной поверхности. Блок программы для анализа плановых деформаций.

    автореферат [434,7 K], добавлен 14.01.2009

  • Комплексная оценка использования земель в границах сельского населенного пункта "Лобаниха". Использование земель для улучшения условий жизнедеятельности сельских жителей. Проектирование инженерных сооружений общего пользования, озеленение территории.

    курсовая работа [36,8 K], добавлен 01.12.2010

  • Понятие о гармонизации — системной методологии проектирования гидросооружений. Основные принципы и методология инженерных расчетов. Вероятностный метод расчета гидротехнических сооружений. Решение гидротехнических задач в вероятностной подстановке.

    реферат [959,5 K], добавлен 11.01.2014

  • Геодезический контроль точности выполнения строительно-монтажных работ. Высотная разбивка зданий и сооружений. Вынос обноски строительного нуля. Перенос на местность угла, проектной высоты, плоскости с заданным уклоном. Контрольная геодезическая съемка.

    курсовая работа [570,9 K], добавлен 09.04.2015

  • Трассирование линейных сооружений. Цели инженерно-геодезических изысканий для линейных сооружений. Геодезические работы при проектировании линейных коммуникаций и при прокладке трасс сооружений. Установление положения автодороги в продольном профиле.

    контрольная работа [319,9 K], добавлен 31.05.2014

  • Описание физико-географических условий района, включающее орогидрографию, климат района и геологическое строение. Оценка инженерно-геологических условий на основе районирования территории. Методика и условия проведения инженерно-геологических изысканий.

    дипломная работа [161,5 K], добавлен 30.11.2010

  • Разбивка на промышленной площадке шахты сооружений и зданий. Вынос в натуру осей фундаментов. Сущность гироскопического ориентирования. Камеральная обработка результатов ориентирно-соединительной съемки подземного горизонта шахты через вертикальный ствол.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 13.05.2014

  • Взаимодействия потока, русла, транспортных сооружений. Основные гидрологические характеристики водных потоков, методы их определения, гидравлические расчёты. Движения наносов и русловые процессы. Методы инженерных гидрометрических изысканий на водотоках.

    контрольная работа [42,9 K], добавлен 30.04.2011

  • Геодезические методы определения деформаций инженерных сооружений. Виды деформаций и причины их возникновения, исполнительные съемки. Геодезические знаки, применяемые при выполнении наблюдений за деформациями. Определение горизонтальных смещений.

    контрольная работа [1,0 M], добавлен 10.05.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.