CC BY
54
УДК 69.032.4:502.1
С.Н. Шульженко, д-р техн. наук, проф. (Россия, Тула, ТулГУ)
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ПОДГОТОВКИ МАЛОЭТАЖНОГО ДОМОСТРОЕНИЯ В РЕГИОНАХ
Изложены основные экологические аспекты стадии инженерной подготовки при региональном строительстве малоэтажных зданий.
Ключевые слова: инженерная подготовка, экологические аспекты, домостроение.
Муниципальные образования Тульской области в период 2008 -2010 годы получили хорошую базу для планового развития территорий в виде схем территориального планирования и генпланов. Отдельные районы продвинулись дальше: на сэкономленные средства разработали правила землепользования и застройки и проекты генпланов микрорайонов. Область получила также основательное обновление базы стройиндустрии, причем уклон сделан на обеспечение малоэтажного домостроения. В вышеупомянутых инженерных разработках активно принимает участие экс-пертно - конструкторское бюро при Тульском государственном университете. Накопленный разработчиками - исследователями опыт позволяет сделать некоторые промежуточные выводы, поставить перспективные задачи. Первое, на что необходимо обратить внимание - это поверхностное отражение в правилах землепользования и застройки экологических аспектов территории и геологических характеристик земель, на которых предполагается возводить жилье, прокладывать газопроводы или магистрали дорог. Так, предполагаемое строительство кластеров в Новомосковском и Киреевском районах тульской области размещается на схемах развития территории, в том числе на заболачиваемых или подтопляемых участках. С целью предотвращения нежелательных последствий. В ПЗЗ необходима проработка карт - схем воздействия, как в процессе строительства, так и в перспективе эксплуатации факторов механического и климатического характера.
Анализ показывает, что отдельные участки территории размещения магистрального газопровода подвержены формированию подтоплений, причем в силу как природных, так и антропогенных факторов. В районах строительства переходов через водотоки возможна активизация эрозионных процессов, для водораздельных поверхностей заболачивание. Все процессы, за исключением заболачивания и (в меньшей степени) дефляции, имеют локальное развитие по площади и приурочены к долинам и придолинным участкам рек и ручьев. В результате строительных работ может произойти вторичное усиление боковой эрозии и изменение плановых очертаний русла, а также возможно локальное усиление глубинной эрозии.
Карта зон воздействия показывает участки территории, подверженные различным воздействиям при проведении строительных работ, позволяет визуально оценить масштабы трансформации компонентов природной среды. Изучение исходных материалов для создания такой карты позволяет заключить, что воздействие далеко не на все компоненты природной среды может быть в полной мере представлено на картографических материалах. Наибольшие сложности возникают при картографировании воздействия на атмосферу и животный мир.
Основной источник воздействия на атмосферный воздух - работа строительной техники, что практически невозможно локализовать. Из стационарных объектов к источникам воздействия на атмосферный воздух можно отнести трубосварочную базу, но ее воздействие незначительно по сравнению с деятельностью техники. Также затруднительно локализовать воздействие на животный мир, за исключением гидробионтов.
В такой постановке представляется возможным отобразить зоны воздействия на почвенный покров, растительность, рельеф, поверхностные воды. Выделяют два основных типа воздействия на компоненты природной среды: механическое и химическое.
Для территории строительства магистрального путепровода Тула -Новомосковск целесообразно выделить участки, подверженные механическому воздействию, а также участки смешанного - химического и механического воздействия. К первой категории относятся зоны уничтожения растительности и частично почвенного покрова. Отдельно вынесены береговые зоны, где осуществляется искусственное изменение рельефа для удобства проведения работ.
Одновременно химическому и механическому воздействию подвержены водотоки и площадки складирования материалов, размещения техники, которые часто приурочены к водотокам.
Таким образом, данные картографические материалы позволяют выявить те участки проектируемого автобана, которые представляют особый интерес с точки зрения природопользования, т.е. участки потенциального воздействия на компоненты природной среды. Отдельно необходимо рассмотреть современные экзогенные процессы, активизация которых вследствие строительных работ может привести к нарушению функционирования магистрального путепровода. Составление подобных карт требует детального знания нормативной и проектной документации, географических процессов для локализации необходимых явлений.
Вторая задача, решаемая ЭКБ, - это “привязка” к территориям перспективной застройки базовых вариантов объектов малоэтажного домостроения. При всей многовариантности предлагаемых разработчиками технологий возведения, архитектурно-планировочных композиций, расчетно-конструктивных схем и видов строительных материалов, а также учитывая вышеупомянутые возможности и перспективы развития базы
стройиндустрии, очевидным является использование для тульской области следующих основных видов: кирпичное домостроение, каркасно-
панельное, из деревянных конструктивных элементов и монолитных вариантов.
Каркасно-панельная технология домостроения в полной мере отвечает требованиям доступности и комфорта, причем не только на этапе приобретения, но и в течение всего процесса эксплуатации дома. Распространенное мнение, что самостоятельное строительство выйдет дешевле, является заблуждением. Внутренние работы обходятся застройщику значительно дороже, чем готовый дом с отделкой (таблица).
Потенциал использования каркасно-панельной технологии действительно велик:
- строительство коттеджей для социальных проектов (предоставление жилья работникам бюджетных сфер, молодым малоимущим семьям);
- переселение граждан из аварийных домов в малоэтажные дома;
- надстройка существующих зданий. В силу небольшого веса несущих панелей (20... 30 кг/м2) данная технология может сдвинуть с места давно назревшую проблему по реконструкции/надстройке пятиэтажек-хрущевок. Это очень перспективное направление развития жилищного строительства, не требующее прокладки дополнительных дорог, коммуникаций, создания инфраструктуры. При поэлементной сборке надстройка мансардных этажей и реконструкция кровель возможна без отселения жильцов;
- возведение поселков или отдельных зданий вахтового типа (общежития, столовые, административно-бытовые корпуса), которые собираются на месте из конструкционных элементов полной заводской готовности.
Шкала стоимости жилья
Технология Стоимость 1 кв.м жилья под ключ, руб.
Традиционный индивидуальный кирпичный дом От 50000
Квартира в многоэтажном панельном доме От 38000
Каркасно-панельный дом , эконом вариант От 20000
Дом из облегченного бетона, эконом-вариант От 22000
Для формирования положительного восприятия быстровозводимых домов администрацией края был реализован проект строительства ком-
плекса быстровозводимых домов, в котором приняли участие шесть кубанских компаний, возводящих малоэтажное жилье по различным технологиям. Канадскую технологию каркасно-панельного быстровозводимого энергосберегающего домостроения «Экопан» представила компания «Росса».
Постоянное стремление компании «Росса» улучшить эксплуатационные характеристики каркасно-панельного дома привело к изучению возможности использования альтернативных источников энергии. Использование энергии солнца, ветра, а также современных систем отопления позволяет создать дома с нулевым или почти нулевым энергопотреблением, особенно в южных районах страны. Подобные установки для использования в строительстве давно и успешно апробированы и используются в Европе. Работа по внедрению собственных систем альтернативного энергообеспечения активно ведется и в России.
На сегодня финансовое регулирование и участие в инфраструктурном обеспечении - два главных государственных инструмента, которые необходимы для стимулирования малоэтажного строительства. Это приведет к массовости застройки, индустриальным формам малоэтажного домостроения в виде поселков, комплексов, что еще более удешевит жилье, а в итоге - к решению жилищной проблемы в России.
Для малоэтажного домостроения наиболее эффективным считается такие конструктивные решения фундаментов, которые предотвращают подтопление.
В нашей стране большое количество так называемых «пучинистых» грунтов, которые требуют особого подхода к проектированию фундаментов. Пучинистые грунты из-за наличия в своем составе «свободной влаги» при замерзании и оттаивании меняют свой объем и свойства, при этом их уровень может колебаться до 20 см. Даже самое незначительное изменение уровня грунта вызывает появление трещин в основании и в стенах строений, что в дальнейшем приводит к полному разрушению несущих конструкций.
При строительстве домов на пучинистых грунтах часто используется технология классического фундамента с глубиной заложения ниже зоны промгрзания грунта на 0,4 м. Это значит, что в Туле и Москве фундамент необходимо заглубить не менее чем на 1,8 м, в на 2,6 м, а в Омске-на 2,8 м. Но даже если основание выполнено без из-за большой площади классических фундаментов на них воздействуют касательные силы морозного пучения, которые приводят к деформации опорной конструкции и к разрушению постройки. В строительстве малоэтажных сооружений более целесообразно применение технологии теплоизолированных фундаментов мелкого заложения.
В чем преимущества технологии таких авторов. Как отмечают авторы [2], применение дает экономию при устройстве фундамента более
50% и обеспечивает высокую надежность здания. Благодаря малой глубине заложения фундамента потребность в материалах значительно снижается, к примеру, расход бетона снижается на 50..80 %, а трудозатраты уменьшаются на 40.70 %. Теплоизоляция по периметру фундамента на 20-25 % сокращает тепловые потери и сокращает расходы на отопление.
А везде ли такая технология эффективна? Она позволяет полностью исключить промерзание пучинистого грунта под фундаментом здания, даже тогда, когда здание не отапливается, что гарантирует геометрическую стабильность грунта и надежность построенного здания. Это достигается либо путем установки плит ПЕНОПЛЭКС® расчетной толщины, либо устройством специальной подушки в зависимости от климатических условий района, под зданием, отмосткой и в зоне цоколя. Таким образом, граница промерзания грунта уходит за пределы подошвы фундамента.
Последовательность работ при возведении нового фундамента по такой технологии достаточна проста. Котлован глубиной 0,6 м засыпается песчано-гравийной смесью (ПГС) толщиной 0,2 м. После уплотнения ПГС производится укладка плит ПЕНОПЛЭКС ® необходимой толщины под всей площадью здания (при переменном режиме отопления) или только по периметру здания под отмосткой (при постоянном режиме отопления). Перед непосредственной заливкой фундамента необходимо установить плиты ПЕНОПЛЭКС® в зону будущего цоколя в опалубке. Однако для Тульской области плиты ПЕНОПЛЕКС®, с учетом их поставки на расстояние более 1000 км. Резко увеличивают стоимость квадратного метра основания. Нами предлагается их замена на устройство теплоизоляционной подушки из местного материала - гранулированного уплотненного шлака.
Достаточно часто к уже построенному дому требуется пристроить гараж, веранду, ступеньки или другую конструкцию. В процессе эксплуатации таких сооружений появляются дефекты в местах сопряжения конструкций, трещины в кладке, вызванные различными величинами деформаций фундаментов из-за морозного пучения основания пристроенной части и самого сооружения. Чтобы избежать таких проблем, необходимо использовать утепленную подушку не только при строительстве основного здания, но и при строительстве дополнительных сооружений.
Если новая технология применена и разрушения уже пошли, по существующему фундаменту требуется его реконструкция. Для этого необходимо сначала произвести оценку состояния построенного здания, его фундамента и грунтов под ним и, с учетом анализа режимов отопления, выбрать вариант утепления фундамента. При уже построенном доме по неправильной технологии придется делать полный демонтаж постройки, что соразмерно строительству нового дома. Поэтому так важна правильная технология устройства фундаментов.
В качестве теплоизоляции фундаментов мелкого заложения можно рекомендовать и другие утеплители, отвечающие необходимым требова-
ниям по количеству закрытых ячеек, по показателям долговечности и теплопроводности. При устройстве фундаментов мелкого заложения важно учесть глубину промерзания грунтов на данной территории и условия их подтопляемости или уровень грунтовых вод, т.е. задачи должны рассматриваться во многокритериальной постановке. Только в таких многокритериальных постановках может быть получен желаемый результат.
Список литературы
1. Градостроительство. №1, 2010.
2. Малоэтажное домостроение. 2009. Сентябрь. С. 59.
3. Малышев М.В., Болдырев Г.Г. Механика грунтов. Основания и фундаменты. М.: Изд-во «АСВ», 2000. 320 с.
S. Shulgenko
Environmental aspects of engineering preparation for regional low-rise house building
Basic environmental aspects of engineering preparation for regional low-rise house building phase were discussed at this paper.
Key words: engineering prepare, environmental aspects, house building.
Получено 17.03.2010
УДК 624.131.431.2
С.В. Семашко, канд. геол.-минерал. наук, доц., (4872) 35-20-41 (Россия, Тула, ТулГУ)
ОЦЕНКА ЕМКОСТНО-ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И МОДУЛЯ ЮНГА ПОРОД ОЧАГОВОЙ ЗОНЫ СУМАТРИНСКОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Показано, что на основании определений добротности очаговой зоны Сумат-ринского землетрясения и вмещающих ее пород, а также результатов исследований напряженного состояния земной коры и верхней мантии района землетрясения, получены оценки пористости, проницаемости и модуля Юнга горных пород.
Ключевые слова: добротность, флюиды, эффективное давление, пористость, проницаемость, модуль Юнга, очаговая зона землетрясения, вмещающие породы.
До настоящего времени определение роли флюидов при тектонических движениях и подготовке землетрясений остается одним из основных направлений изучения геодинамических процессов в земной коре и верхней мантии. В результате комплексных исследований на геодинамических полигонах во второй половине XX века установлено, что разломы земной коры могут интенсивно поглощать флюиды, особенно при активизации движений (подвижках) в пределах разломов или разломных зон.
