Термометрический Мониторинг Систем Температурной Стабилизации Грунтов

Термометрический Мониторинг Систем Температурной Стабилизации Грунтов 

 

С.Н. Окунев, Г.М. Долгих

ООО НПО «Фундаментстройаркос», ООО НПО «Фундаментстройаркос»

С.Н. Стрижков, Н.А. Скорбилин

ООО НПО «Фундаментстройаркос», ООО НПО «Фундаментстройаркос»

 

Реферат

Анализируются результаты длительных наблюдений за температурами грунтов оснований зданий и инженерных сооружений с установленными системами и устройствами температурной стабилизации грунтов. Даются статистические данные по установленным системам, термометрическим скважинам, их распределению по разным районам криолитозоны. Рассматриваются особенности организации и проведения в ООО НПО «Фундаментстройаркос» геотехнического мониторинга

Ключевые Слова: криолитозона; термометрический мониторинг; системы температурной стабилизации грунтов.

При проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и инженерных сооружений в криолитозоне необходимо учитывать и регулировать теплообмен грунтов с этими зданиями и сооружениями, а также с внешней средой. При хозяйственном освоении территории изменения температурного и влажностного режимов грунтов, особенно с переходом температур через 0 ^оС, вызывают изменения состава, строения и свойств грунтов, прочности, несущей способности и сжимаемости мерзлых пород, интенсивности развития термоэрозии, наледей, термокарста, солифлюкции и других криогенных процессов и явлений. Это может привести к значительным разрушениям и деформациям строящихся и эксплуатируемых зданий и инженерных сооружений, а также необратимым негативным последствиям для окружающей природной среды.

Около 30% всего жилого фонда на российском арктическом побережье составляют деформированные здания, многие из которых находятся в непроектном или аварийном состоянии. Потери на ремонт и реконструкцию поврежденных зданий составляют около 10 % их стоимости. Основные причины деформаций – это осадки многолетнемерзлых грунтов (ММГ) при оттаивании или их пучение при промерзании. Огромные экономические потери по аналогичным причинам отмечаются при строительстве и эксплуатации железых и автомобильных дорог, подземных коммуникаций, плотин и других инженерных сооружений (Ершов 2002).

В связи с этим защита территорий от опасных криогенных процессов и явлений, надежность эксплуатируемых объектов, в первую очередь – их оснований, и экологи­ческая безопасность окружающей природной среды должны быть обеспечены на всех стадиях формирования и функциониро­вания геотехнических систем (ГТС), состоящих из совокупности природных объектов и технических сооружений, прямо связанных друг с другом, когда функционирование технического объекта сильно зависит от природного и наоборот (Экологический энциклопедический словарь 2000).

В число наиболее эффективных методов предотвращения и устранения аварийных ситуаций в периоды строительства и эксплуатации зданий и сооружений в криолитозоне входит температурная стабилизация и замораживание талых и охлаждение пластично-мерзлых грунтов. Для этих целей ООО НПО «Фундаментстройаркос» разработало, производит и широко использует системы температурной стабилизации грунтов (ТСГ): системы ГЕТ (системы горизонтальные, естественнодействующие, трубчатые), системы ВЕТ (системы вертикальные, естественнодействующие, трубчатые), ТК (индивидуальные СОУ-термостабилизаторы), СОУ (сезоннодействующие глубинные охлаждающие устройства) и другие (Долгих et al. 2002). Монтаж систем и устройств ТСГ по промораживанию грунтов оснований строительных объектах сопровождается установкой термометрических скважин (труб, ТТ). Они предназначены, прежде всего, для контроля за динамикой температурного поля грунтов, эффективной работой этих систем.

География работ ООО НПО «Фундаментстройаркос», включая разработку, производство, установку, мониторинг и научно-методологическое сопровождение систем ТСГ, охватывает большинство регионов России, а также восточные районы Украины (рис. 1).

Рис.  1 – География работ ООО НПО «Фундаментстройаркос»

Всего за период 1993-2010 гг. установлено 104428 систем и устройств ТСГ производства ООО НПО «Фундаментстройаркос», в том числе: ГЕТ – 1020 систем, ВЕТ – 337 систем, ТК и СОУ – 103071 устройство (Волкова 2011) со следующим их территориальным распределением (таблица 1):

Таблица 1 -  Территориальное распределение объектов с системами ТСГ и термометрическими скважинами

№

Регион, район

Количество

Начало термоиз-мер