Научно-техническому сопровождению (НТС) проектных работ по объекту «Реконструкция аэродрома «Анадырь»

Отчет по научно-техническому сопровождению (НТС) проектных работ по объекту «Реконструкция аэродрома «Анадырь».

Цель работы:
Анализ и оценка результатов инженерно-геологических изысканий и разработанных проектных решений в инженерно-геологических и климатических условиях проектируемого объекта.

В рамках НТС выполнены следующие работы:
- Оценка выполненных проектно-изыскательских работ по объекту, в том числе анализ отчета по инженерно-геологическим изысканиям, анализ инженерно-геологических условий с точки зрения строительства в данных условиях, анализ принятых конструктивных решений, включая корректность и соответствие нормативной документации; проверка соответствия чертежей и другой проектной документации результатам расчетов; проверка полноты и корректности выполненных расчетов;
- Выдача рекомендаций по оптимизации проектных решений при необходимости;
- Разработка программы геокриологического мониторинга в ходе строительства и эксплуатации объекта;
- Разработка рекомендаций по выполнению строительных работ в условиях сплошной многолетней мерзлоты.

Климат
Климат района работ субарктический, морской. Среднегодовая температура воздуха составляет минус 7.2°С, абсолютный минимум ‑ минус 45.0°С, абсолютный максимум – 30.0°С. Количество осадков за год ‑ 355 мм.
Преобладающее направление ветра: зимой – северо-западное, летом – юго-восточное.
Среднегодовая скорость ветра составляет 6.7 м/с. Наибольшая среднемесячная скорость ветра наблюдается в ноябре и составляет 8.2 м/с.
Снежный покров устанавливается в г. Анадырь с октября по май включительно. Высота снежного покрова изменяется в среднем от первых сантиметров до 30 см. Максимальная высота снежного покрова наблюдается в марте-апреле и составляет в среднем от 25-30 см до максимальных 120 см.
Важным является экспериментальное определение основных физических и деформационно-прочностных свойств многолетнемерзлых грунтов и грунтов слоя сезонного оттаивания. Во избежание развития опасных геологических процессов, в частности развития термокарстовых процессов, обусловленных таянием подземного льда, необходим качественный теплотехнический прогноз изменения геокриологических условий в период строительства и эксплуатации зданий, сооружений и объектов инфраструктуры.
 Основными рекомендуемыми мероприятиями по организации инженерной защиты являются замена пучинистых и органических грунтов на крупноскелетные непучинистые; сохранение естественного растительного покрова (где это возможно); формирование слоя насыпных грунтов, исключение природных подземных льдов из сжимаемой толщи (чаши оттаивания при использовании грунтов основания по II принципу) и их консервация.
Программа геокриологического мониторинга в ходе строительства и эксплуатации объекта
Геотехнический мониторинг на многолетнемерзлых грунтах - комплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за состоянием грунтов основания (температурный режим), гидрогеологическим режимом, перемещением конструкций фундаментов вновь возводимого, реконструируемого и эксплуатируемого сооружения.
В соответствии с требованиями СП 25.13330 мониторинг проводится для всех видов зданий и сооружений, в том числе подземных инженерных коммуникаций. Тепловое воздействие проектируемых сооружений на многолетнемерзлые грунты основания обуславливает необходимость применения геотехнического мониторинга.
Все проектируемые сооружения подлежат наблюдениям в процессе строительства и эксплуатации.
 Основные технические решения
Мероприятия по наблюдению за состоянием зданий и сооружений предусматривают выполнение следующих работ в процессе строительства:
- установка глубинных реперов (Р);
- установка деформационных марок (М);
- установка термометрических скважин (ТС);
- установка гидрогеологических скважин (ГС).
Принципиальные схемы элементов сети мониторинга приведены.
Наблюдения за деформациями основания и фундаментов зданий и сооружений ведется с привязкой деформационных марок к глубинным реперам.
Вокруг глубинных реперов образуется исходная геодезическая сеть, предназначенная для оценки деформаций объектов.
Глубинные репера размещаются в местах, где невозможно его разрушение или повреждение. Для защиты глубинного репера от уничтожения или повреждения устраивается защитная металлическая труба. Установленные реперы сдаются на сохранность эксплуатирующей организации по актам.
Наблюдения за температурами грунтов основания сооружений производятся в термометрических скважинах.
Наблюдения за уровнем, температурой грунтовых вод и их химическим составом производятся в гидрогеологических скважинах.
Сеть геотехнического мониторинга может обустраиваться системой автоматического сбора информации, либо сбор информации выполняется в ручном режиме с помощью переносной измерительной аппаратуры.
Количество, расположение и глубина заложения устройств контроля приводятся. В связи с этим в рамках научно-технического сопровождения проектирования разработаны дополнительные рекомендации по количеству, расположению и глубине заложения устройств контроля.
Для сооружений, проектируемых в зоне многолетнемерзлых грунтов, гидрогеологические скважины рекомендуется располагать равномерно по сетке 100х100 м.  

Выводы и рекомендации:
Площадка строительства характеризуется сложными геолого-геокриологическими условиями. Несмотря на относительно низкие температуры многолетнемерзлых грунтов (температура в основании активного слоя составляет около минус 2,6 °С) присутствие пучинистых грунтов в слое сезонного оттаивания, грунтов, содержащих значительное количество органического вещества, а также широкое распространение ледогрунтов (подземного льда) осложняет строительство на данной территории и может привести к возникновению проблем: деформирование (подъем) основания при промерзании грунтов слоя сезонного оттаивания-промерзания, просадка дневной поверхности при сжатии пластичномерзлых сильнольдистых грунтов и подземных льдов или при их оттаивании. Перечисленные потенциальные негативные процессы в обязательном порядке должны учитываться при проектировании.
Проектная документация разработана с учетом присутствующих на территории объекта сложных грунтов, а именно повышенное внимание уделено планировке территории, формирование недеформирующихся при промерзании-оттаивании насыпных грунтов, снижению слоя сезонного оттаивания за счет применения теплоизоляционного экрана и, как следствие, недопущению оттаивания многолетнемерзлых грунтов.
Все здания и сооружения рассматриваемого объекта, а также покрытие аэродрома запроектированы по принципу I строительства на многолетнемерзлых грунтах - с сохранением многолетнемерзлых грунтов в мерзлом состоянии во время строительства и на протяжении всего периода их эксплуатации.
Покрытие аэродрома выполняется из сборных железобетонных плит, а также на отдельных участках из монолитного армобетона, покрытие обочин аэродрома выполняется из бетона. Устройство теплоизоляционных экранов в основании аэродромного покрытия выполняется с целью снижение глубины сезонного оттаивания грунтов. В качестве фундаментов зданий и сооружений используются монолитные железобетонные плиты и монолитные столбчатые фундаменты, периметровое ограждение возводится с применением буровых свай. Для сохранения грунтов оснований в мерзлом состоянии предусматривается устройство зданий с проветриваемыми подпольями и устройство теплоизоляционных экранов. Оценить правильность толщины теплоизоляции в основании покрытия аэродрома и в основании фундаментов проектируемых зданий и сооружений не представляется возможным в связи с отсутствием в проектной документации соответствующих теплотехнических расчетов.
Для защиты от пучения грунтов предусмотрена глубина заложения фундаментов, утепление от протаивания в многолетнемерзлых грунтах, замена грунта основания на песчаную уплотненную подушку.
Для защиты от подтопления территории, планировка участка принята устройством подсыпки высотой от уровня существующего рельефа.
В соответствии с СП 25.13330.2020 для зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах необходимо осуществлять наблюдения за температурным режимом грунтов в их основании, высотными перемещениями и уровнем грунтовых вод в период строительства и эксплуатации по специально разработанной программе геотехнического мониторинга.
Мероприятия по наблюдению за состоянием сооружений предусматривают установку глубинных реперов, деформационных марок, термометрических и гидрогеологических скважин.
Результатом геотехнического мониторинга должна быть база данных, содержащая не только измерения контролируемых параметров, но и анализ этих данных, сравнительные результаты измерений в одних и тех же точках в различные моменты времени, заключение о динамике температурных полей, деформаций фундаментов и уровня подземных вод, результаты поверочных расчетов несущей способности грунтов с возможностью прогнозирования устойчивости геотехнической системы.
Комплекс работ по геотехническому мониторингу позволит предупредить возникновение аварийных ситуаций, связанных со строительством и эксплуатацией сооружений.
При проведении научно-технического сопровождения проанализирована проектная документация по всем зданиям и сооружениям проектируемого объекта. По результатам анализа сделан вывод, что проектная документация разработана в соответствии с действующими нормами, отвечает требованиям надежности и безопасности, конструктивные решения приняты с учетом расчетной нагрузки, климатических условий района, грунтовых и гидрогеологических условий участка строительства,
В технических решениях применены современные материалы, конструкции и технологии, которые обеспечивают надежность и экологическую безопасность эксплуатации площадок, сооружений и прилегающей к площадкам территорий.
Учитывая принятые конструктивные решения по сооружениям и устройству фундаментов в данных инженерно-геологических условиях необходимость выполнения опытно-исследовательских и конструкторских работ, а также разработки нестандартных методов расчета и анализа отсутствует.