Фундаменты домов для севера

Какой фундамент подходит для северных регионов?

1.Особенности грунта в северных регионах.

Учитывая, что в северных регионах преимущественно стоит холодная погода, грунт промерзает достаточно глубоко в зимнее время года. В тёплые периоды, при строительстве фундамента, можно встретиться и с другими сложностями, такими как обилие грунтовых вод и болотистая местность. В летний период климат северных регионов отличается и высокой влажностью самого воздуха.

2. Ленточный фундамент

Ленточный фундамент отличается одинаковой формой сечения по всему периметру будущего здания. Больше всего данный вид фундамента подходит для домов со стенами из тяжелых строительных материалов, к примеру, кирпича, камня, бетонных, арболитовых, керамических, шлако- или газобетонных блоков. Данный вид фундамента отличается высокой влагоустойчивостью, что подходит для почвы с высокой влажностью. Благодаря своей конструкции, ленточный фундамент равномерно распределяет на себе всю массу постройки.

3. Столбчатый фундамент

Столбчатые фундаменты используются для возведения частных жилых и хозяйственных построек из лёгких строительных материалов, к примеру, деревянных срубов. Данный вид фундамента идеально подходит для построек из относительно лёгких строительных материалов. Столбчатый фундамент может быть установлен в грунте насыщенном проточными водами, так не требует слишком глубокого закрепления в почве.

4. Плитный фундамент

Данный тип фундамента лучше всего устанавливать на пучинистых почвах. Данный вид фундамента подходит для малоэтажных построек. Отличием является, что данный фундамент полностью соединяет дом или другую постройку единым монолитным основанием. Такой вид фундамента требует заранее продумать всю архитектуру будущей постройки.

5. Свайный фундамент

Свайный фундамент. Это последний из основных типов фундаментов используемых при строительстве частных домов и хозяйственных построек. Данный вид фундамента отлично подходит для слабого грунта, не способного выдержать большие нагрузки. Состоит такой фундамент из равномерно распределённых свай, закреплённых в грунте и соединённых сверху каркасом для дальнейшего возведения постройки. Особое отличие свайного фундамента, что он устанавливается довольно просто и быстро, но конечно самостоятельно заниматься установкой фундамента не рекомендуется. Любые строительные вопросы лучше доверить дипломированным специалистам.

В данной статье мы рассмотрели основные типы фундаментов используемых для строительства домов и хозяйственных построек в северных регионах и их основные характеристики.

Источник

Основания и фундаменты в условиях Севера

Вы будете перенаправлены на Автор24

Принципы и методы проектирования оснований и фундаментов, эксплуатируемых в условиях Севера

Фундамент – это строительная несущая конструкция, представляющая собой часть сооружения или здания, принимающая на себя все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяющая их по основанию.

При проектировании зданий и сооружений, эксплуатируемых в условиях Севера, и в случае использования мерзлого грунта, как основания, выделяют два основных принципа. Первый принцип заключается в сохранении мерзлого груза в основании сооружения в течении всего срока его строительства и использования, не допуская таяния мерзлоты. Второй принцип допускает оттаивании грунта в основании до начала строительных работ или при эксплуатации объекта, на определенную величину, которая рассчитывается заранее. В основном здания и сооружения (в том числе и на нефтегазовых предприятия) сооружаются по первому принципу. При расчете и проектировании фундаментов и оснований используют несколько способов:

1. Конструктивный метод, при котором обязательно учитывается осадок оттаивания грунтов.
2. Метод предварительного оттаивания и улучшения оснований до начала возведения объекта.
3. Метод сохранения мерзлого состояния грунтовых оснований.

Типы фундаментов

В северных регионах почти весь год сохраняется холодная погода, что способствует глубокому промерзанию грунта в зимний период. В летнее время при строительстве фундамента могут возникать проблемы, например, такие как болотистая местность или обилие грунтовых вод. В летний период климат северных регионов отличается высоким уровнем влажности воздуха. К основным типам фундамента, которые используются для строительства сооружений и зданий на Север относятся:

1. Ленточный фундамент.
2. Столбчатый фундамент.
3. Плитный фундамент.
4. Свайный фундамент.

Сваи – это металлические, железобетонные или деревянные стержни, заглубляющиеся в грунт, который находится в основании сооружения, с целью придания прочности фундаменту.

Готовые работы на аналогичную тему

Отличительной чертой ленточного фундамента является одинаковая форма сечения по всему периметру. Такой фундамент хорошо подходит для строительства домов и объектов с тяжелыми стенами. Он отличается высокой влагоустойчивость, также благодаря своей конструкции он равномерно распределяет всю массу здания. Столбчатый фундамент применяется для строительства сооружений и зданий, которые состоят из легких строительных материалов, например, дерева. Данный вид фундамента устанавливается в грунтах, которые насыщены проточными водами, так как не нуждается в глубоком заглублении. Плитный фундамент идеально подходит для возведениях гражданских и промышленных построек в условиях пучинистых почв. Он идеально подходит для строительства малоэтажных объектов. Отличительной чертой плитного фундамента является возможность соединения между собой различных построек единым основанием. Недостаток его заключается в необходимости продумывания архитектуры объекта заранее.

Основным фундаментом, который используется для строительства сооружений и построек на нефтегазовых предприятия в условиях Севера является свайный. Этот вид фундамента подходит для возведения построек на слабом грунте, который не в состоянии выдерживать большие нагрузки. Он состоит из равномерно распределенных свай, которые закрепляются в грунте и соединяются между собой каркасом (сверху) с целью дальнейшего строительства. Преимуществом свайного фундамента быстрота и простота его сооружения. При строительстве свайного фундамента могут использоваться буроопускные сваи, погружающиеся в скважины, диаметр которых минимум на 5 сантиметров больше, чем поперечное сечение сваи, а свободное пространство заполняется специальным раствором; опускные сваи — сваи, которые погружаются в грунт, предварительно оттаянный; забивные сваи, которые погружаются в лидерные скважины, диаметр которых меньше поперечного размера сваи, при помощи забивки; бурообсадные сваи, представляющие собой полые сваи, погружаемые в грунт при помощи его разбуривания в забое через полость сваи с ее периодическим осаживанием; винтовые сваи — полые сваи, оборудованные винтом, погружаемые в грунт при помощи завинчивание в лидерные скважины. Схемы погружения свай в грунт изображены на рисунке ниже.

Рисунок 1. Схемы погружения свай в грунт. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

а – забивка в оттаянный грунт; б – забивка в скважину с обсадной трубой; в — забивка в лидерную скважину; 1 — паровая игла; 2 — свая; 3 — обсадная труба; 4 — специальный раствор; 5 — подсыпка; 6 — лидер.

Несмотря на все преимущества свайного фундамента, он также подвержен процессу разрушения, которое может произойти из-за неправильной проектировки подполий, напора надмерзлых вод, образования трещин под действием температурных деформаций ростверков, превышение расчетных напряжений.

Источник

Строительство на мерзлоте: опыт и новшества

Если посмотреть по карте Красноярского края на наши северные пространства, они необозримы. и пустынны! В Эвенкии и на Таймыре показатель населённости составляет всего лишь 0,03-0,06 человека на квадратный километр. И всё же эта суровая земля, крайне далёкий север (на полуострове Таймыр расположена самая северная точка евразийского континента) сегодня успешно осваивается человеком.

Область вечной мерзлоты, которая занимает две трети площади нашей страны, называют стратегическим тылом России, её кладовыми, топливно-энергетической базой и валютным цехом. Здесь работают комбинаты, шахты и карьеры, проложены дороги, построены порты и аэродромы. И стоят на вечных льдах целые города, в которых строительство каждого дома можно считать подвигом.

О том, как возводят здания на северных территориях, об особенностях заполярных сооружений и роли энергосберегающих технологий в условиях сурового климата мы побеседовали с заместителем первого проректора СФУ по науке и международному сотрудничеству, доктором технических наук, профессором Рашитом Назировым и доктором технических наук, профессором, советником Российской академии архитектуры и строительных наук и преподавателем кафедры архитектуры гражданских и промышленных зданий Юрием Гончаровым, принимавшим непосредственное участие в строительстве домов Заполярья.

Город на краю Земли

— Рашит Анварович, Юрий Михайлович, можно ли выделить особые принципы строительства в условиях Севера?

Р.Н.: Кардинальных различий в возведении домов на Севере и «на материке» нет. Однако особенности есть. Общие принципы строительства основаны на фундаментальных законах физики. Прежде всего, необходимо обеспечить надёжную теплоизоляцию дома. Это означает применение продуманных конструктивных схем зданий, которые гарантируют отсутствие «мостиков холода», использование эффективных материалов и энергосберегающих технологий. И, конечно, это особенности строительства фундаментов.

Ю.Г.: Строить дом на ледяном панцире, который постоянно меняет свою структуру, очень сложно. Рыхлые грунты — песчаники, галечники и глины — в условиях вечной мерзлоты ведут себя самым непредсказуемым образом. Возведённые на них сооружения нагревают грунт, и он теряет монолитность, начинает подтаивать и смещаться. Известны случаи разрушения неправильно построенных домов в Чите, «плывут» некоторые участки БАМа. А в Канаде, например, жителям пришлось покинуть целых два небольших города, построенных в годы войны: их дома вечная мерзлота буквально вывернула из земли. Так что строить основания зданий на мерзлоте можно, только приняв специальные меры для поддержания постоянной температуры грунта.

— Например, строить на сваях?

Р.Н.: Да. Хотя сегодня на Севере применяются два варианта возведения фундаментов: не только на сваях, когда создаётся зазор между грунтом и основанием и обеспечивается естественная вентиляция мёрзлой поверхности, но и непосредственно на грунте. В последнем случае необходима высокая теплоизоляция, которая позволит сохранять грунт в естественном состоянии.

Ю.Г.: Надо сказать, что сегодня достижения науки позволяют строить дома в любых условиях, даже на льдах. Существует множество видов свай, например, буронабивные — одна из ведущих разработок красноярских учёных. Согласно этой технологии специальная буровая установка высверливает в мерзлоте отверстие, в скважину опускается арматурный каркас и заливается бетоном. Сегодня при строительстве используют бетоны специальных составов, с присадками, которые не успевают замёрзнуть в процессе заливки. Если раньше при установке свай грунт оттаивали паром в течение нескольких месяцев, то бурение позволило в разы ускорить этот процесс.

— Кто и когда впервые применил свайные технологии строительства на Севере?

Ю.Г.: В Якутии деревянные дома давно уже устанавливали на деревянных чурбанах. Но применение свай при возведении крупнопанельных домов — это изобретение 60-х годов прошлого века. Автором этого способа строительства фундаментов был инженер-строитель Михаил Ким, один из бывших заключённых Норильлага, который изучал свойства вечной мерзлоты ещё с 30-х годов.

Строительство будущего Норильска начиналось на скальных породах, где фундаменты можно было ставить обычным способом. И когда в конце 30-х здесь начал работать проектный отдел, собранный из сосланных архитекторов и инженеров, опыта строительства на вечной мерзлоте не существовало нигде в мире!

Благодаря идеям Кима, который предложил ставить дома на сваях, жилищное строительство в Норильске в начале 60-х приобрело широкие масштабы. Десяти архитекторам и строителям города, в том числе и Михаилу Киму, в 1966 году была присуждена Ленинская премия «за разработку и внедрение принципиально новых методов индустриального строительства в условиях Крайнего Севера». В их честь названа улица Лауреатов.

— А как в вечной мерзлоте решается проблема коммуникаций?

Ю.Г.: В небольших северных посёлках их прокладывают поверху, а вот в Норильске все трубы уложены под землей на глубине 6 м — в три раза глубже, чем в Красноярске. Коллекторы проходят в отдалении от домов, чтобы уберечь от тепла мёрзлые грунты под зданиями. А дорогу, под которой проведены коммуникации, чистят от снега особенно тщательно, чтобы ветер остужал землю.

— Кстати, о сильных ветрах Норильска. Можно ли бороться с этой стихией градостроительными методами?

Ю.Г.: Сильные ветры и частые метели — это ещё одна особенность северного климата, с которой сталкиваются проектировщики и строители. На Таймыре, в Норильске крайне тяжёлые погодные условия. Скорость ветра в один метр в секунду, по ощущениям человека, понижает температуру воздуха на два градуса. Например, когда температура ­—400 и дует ветер в 18 м/с, мороз получается на уровне — 800! Местный климат по жёсткости уступает только антарктическому.

Для борьбы с ветром норильские кварталы строили замкнутым контуром, с минимальным числом площадей и узкими разрывами между домами, компактно. Благодаря этому получалось снижать скорость ветра. Фасады и крыши заполярных домов отличаются ровными линиями и простыми профилями — это служит профилактике снежных заносов.

— Какие именно научные учреждения занимались вопросами северного строительства?

Ю.Г.: Большие масштабы строек на Севере в трудных погодных условиях требовали постоянных научных разработок. Ещё в 1957 году была организована Якутская комплексная научно-исследовательская станция — специально для изучения строительных технологий, разработки норм и инструкций, накопления опыта работы в мерзлотных условиях. Была в Якутии создана и лаборатория технологии стройматериалов. В 1962 году обе эти организации объединились в Якутский отдел Красноярского НИИ по строительству Академии строительства и архитектуры СССР. Мне довелось несколько лет возглавлять его.

Впоследствии Красноярский НИИ по строительству был переименован в ПромстройНИИпроект, где, без преувеличения, объединились лучшие силы страны в области заполярного строительства. Наши научные разработки востребованы до сих пор!

Р.Н.: К сожалению, надо признать, что сегодня в вопросе возведения зданий на северных территориях во многом утрачена преемственность поколений. Очень немногие люди по-настоящему владеют практикой подобного строительства. Организации, которые ведут работы сегодня, строят по СНиПам, разработанным ещё в советское время. А вот новых научных и теоретических разработок почти не ведётся.
Часто проект делает организация, которая имеет об объекте весьма смутное представление.

— Как активно идёт строительство на Севере в наши дни? Народ сейчас оттуда скорее уезжает…

Р.Н.: Динамика строительства городов на вечной мерзлоте будет расти благодаря разработкам новых месторождений на севере края. Например, освоение Ванкорского месторождения способствует развитию Игарки. Всего один факт: пассажиропоток в городе за последние полтора года увеличился почти в три раза! В связи с проектами освоения Нижнего Приангарья активно развиваются Богучаны… Это, безусловно, положительные моменты.

Точка отсчёта

— Так или иначе, все сегодняшние масштабные промышленные проекты на Севере имеют отношение к энергетической отрасли. А недавно в стране был принят закон «Об энергосбережении». С чем это связано в широком смысле?

Р.Н.: Всё началось с энергетического кризиса 70-х годов. Но если вспомнить, нефть тогда стоила 17 долларов за баррель. Сейчас — около 80-100. И эта цифра будет только расти. В США, например, проблему энергосбережения рассматривают в числе основных, её решение способствует обеспечению национальной безопасности. Несмотря на все меры по сбережению энергии, её потребление, скажем, в жилищно-коммунальной сфере, будет увеличиваться на 1,5 – 2% ежегодно, причём в структуре потребления энергоносителей, по западной статистике, снизится доля потребления нефти, а использование энергии, вырабатываемой ГЭС и АЭС, останется примерно на прежнем уровне.

­— Есть ли такие прогнозы в России?

Р.Н.: Должны быть, но они пока не стали всеобщим достоянием. Разработка программ по энергосбережению ведётся на всех уровнях: федеральном, региональном, муниципальном. Уже с 1 января 2010 года вступили в силу требования Закона об обеспечении снижения потребления энергии и воды в государственных или муниципальных организациях. А до 1 января 2011 года органы государственной власти и местного самоуправления должны обеспечить завершение мероприятий по оснащению зданий, строений, сооружений приборами учёта потребляемой воды, природного газа, тепловой и электрической энергии.

Предприятия будут обязаны принимать меры по дополнительной теплоизоляции помещений, утилизации и рекуперации тепла. Государство поставило в деле энергосбережения «точку отсчёта». Наш университет, как бюджетное учреждение, должен по сравнению с прошлым годом уменьшить потребление энергии на 3%, а в течение пяти лет — на 15%. Деньги, которые выделяет на энергетические расходы федеральный бюджет, будут соответственно уменьшаться. При размещении заказов на поставку товаров и оказание услуг должны учитываться требования энергетической эффективности этих товаров.

— В чём именно заключаются энергосберегающие технологии?

Р.Н.: Это, во-первых, автоматическое регулирование теплового режима зданий и применение альтернативных, в том числе возобновляемых источников энергии (солнечные батареи, тепловые насосы и др.). Если взять административно-бытовые здания, то в нерабочие часы и дни, например, можно экономить на их освещении и отоплении. Во-вторых, это использование нового техрегламента по освещению с отказом от традиционных ламп накаливания — оно позволит сэкономить до 40% электроэнергии. В-третьих, утилизация тепла. Мы впустую тратим тепло, сливая горячую воду в канализацию. По строительным нормам в большей части помещений должен быть обеспечен один воздухообмен в час, а это значит, зимой нужно нагреть воздух, к примеру, от минус 40 до 21 градуса. Принимая во внимание объём здания, можно представить, сколько требуется энергии только на отопление. Эту тепловую энергию можно использовать. Если будет реализовано всё, что предписывает закон, в ближайшие 2-5 лет можно будет сэкономить (по разным оценкам) от 15 до 40% энергии.

Продиктовано Севером

— Есть ли конкретные мероприятия по энергосбережению для районов Крайнего Севера?

Р.Н.: Всё перечисленное имеет прямое отношение к северным территориям. Ну а в связи с тем, что Север потребляет намного больше энергии, мероприятия по её экономии здесь приобретают ещё большее значение. Например, расчётная температура при проектировании зданий в Москве — минус 28, в Красноярске — а это ещё не север – показатель уже минус 40, в Богучанах дома строят, рассчитывая на минус 46, в Игарке — на минус 49, в Эвенкии — минус 55. Этот показатель рассчитывается по средней температуре самой холодной пятидневки. Помимо этого существует такая характеристика, как градусо-сутки отопительного периода, показывающая длительность отопительного периода и его среднюю температуру. Так вот, если для Москвы этот показатель составляет 4943 градусо-суток, то в Красноярске он равен 6575, а в поселке Ессей — 11532, почти в три раза больше, чем в столице.

— Как тогда там сэкономить?

Р.Н.: Только благодаря применению новых технологий. Развивая сырьевые отрасли, мы должны тратить полученную прибыль на разработку и внедрение новых способов энергосбережения. Необходимо вкладывать деньги в науку, в проекты. Не надо «стесняться» и заимствовать то хорошее, что есть в других странах. В Красноярском крае институт «Пром-стройНИИпроект» разрабатывает концепцию «Сибирского дома». К сожалению, СФУ пока не участвует в этом проекте, хотя есть предложение от института заняться разработкой эффективного жилья совместно. Реализация такого социального проекта, несомненно, даст толчок к развитию кластера специальных и энергоэффективных технологий, затраты на которые в условиях неослабевающего спроса на жильё должны быстро окупиться.

— Как, по-вашему, стоит ли вообще жить на Севере? Не проще ли добывать полезные ископаемые вахтовым методом, как это уже практикуется сегодня?

Ю.Г.: Я считаю, что жить на Севере можно. А к морозу привыкаешь быстро. Я, например, приехал туда с юга, из Дагестана, в январе 1959 года — и остался на десятилетия. В Норильске мы с женой год жили в бараке, с «удобствами» во дворе, потом в течение 11 лет — в доме, где бытовые условия тоже были трудными. Но Север проверяет людей, и в этом его особая
прелесть.

Р.Н.: Надо использовать имеющийся у нас уникальный опыт возведения городов на Крайнем Севере. Университет может предложить комплексные решения всех основных проблем Заполярья, тем самым улучшая жизнь северян. На севере Сибири есть все полезные ископаемые, необходимые человеку. Глубокое освоение этих территорий неизбежно. И мы должны быть готовы к этому.

Источник