ASM6_3

Трудно переоценить значение для нашего государства той территории, которую мы называем кратко — Север. Она занимает огромные пространства арктического побережья и простирается на юг вплоть до Байкала. Главной особенностью этого региона (67 % территории России) является вечная мерзлота. Экономическое значение Севера как ресурсного резерва (по определению академика В.М. Котлякова) растет с каждым годом. Здесь находятся крупнейшие источники самых важных видов сырья и топлива, цветных металлов, алмазов, платины, золота, а также леса, пушнины, рыбы, минеральных удобрений. Север обеспечивает 60–70 % всех внешнеторговых валютных поступлений. Но Север и страдает (часто больше других регионов) от интенсивного (подчас неграмотного) технического воздействия на природу, нарушающего экологическое равновесие и негативно сказывающегося на сохранности и устойчивом развитии урбанизированных территорий.

В последнее десятилетие существенно обострилась проблема обеспечения сохранности зданий и сооружений во многих городах и населенных пунктах Севера, расположенных в зоне вечной мерзлоты. Число деформированных зданий в крупных северных городах (Норильск, Воркута, Якутск и другие) составляет более 50 % всей застройки. Отмечены случаи внезапного обрушения домов, нарастание степени аварийности промышленных и гражданских объектов. Например, в Норильском промышленном районе по решению межведомственной комиссии в 1997 году подлежали сносу 34 девяти- и пятиэтажных жилых дома постройки 1960–1980-х годов. Существенные деформации в этом же районе появились на промышленных сооружениях рудников «Маяк», «Заполярный».

В настоящее время нарушено более четверти всех сооружений БАМ. Массовые деформации характерны для вновь застраиваемой 1-й очереди пригорода Магадана — поселка Дукат. В 1998 году в городе Анадырь выведено из строя многоэтажное здание окружной администрации. Из 2000 зданий городской и пригородной застройки Якутска нарушено более 300 кирпичных и крупнопанельных домов, а 23 из них находятся в остроаварийном состоянии, опасные деформации наблюдаются у ряда важных объектов жизнеобеспечения города (ТЭЦ, канализационный коллектор).

Обобщение имеющихся материалов обследования деформированных сооружений показывает, что опасная ситуация, в которой находится застройка северных городов и прилегающих к ней территорий, вызвана комплексом факторов:
— негативное техногенное воздействие на вечномерзлые грунты (отепление, обводнение, засоление), что приводит к деградации вечномерзлых толщ, являющихся основанием сооружений;
— несоответствие архитектурно-планировочных решений особенностям природно-климатических, инженерно-геологических и мерзлотных условий (часто из-за большого разрыва во времени между проведением изысканий, проектированием и строительством);
— некачественное выполнение работ общестроительных и особенно нулевого цикла (недобур скважин под сваи, погружение свай в сухие скважины без замоноличивания их в вечномерзлые грунты с помощью цементных или грунтовых растворов и прочее), отсутствие или несоблюдение ППР;
— грубое нарушение специфических правил эксплуатации зданий в северных условиях и природоохранных мероприятий на прилегающих территориях.

Положение может существенно ухудшиться в связи с прогнозируемым глобальным потеплением климата. По имеющимся прогнозным оценкам следует, что к 2050 году южная граница распространения вечной мерзлоты в Западной Сибири может сместиться к северу на 150–200 километров. Негативные последствия климатического потепления будут проявляться в оттаивании подземных льдов, активизации склоновых и криогенных процессов; десятки миллионов тонн промышленных отходов (в том числе токсичных), находящихся в настоящее время в законсервированном (замороженном) состоянии, при оттаивании будут вовлечены в кругооборот живой природы. Это может привести не только к исчезновению многих уникальных природных комплексов Севера, но и к развитию оползней, термоэрозии берегов и тому подобному. Произойдет снижение несущей способности мерзлых и оттаивающих грунтов, развитие массовых деформаций сооружений, а также разрушение различных геосистем (дамб, подземных коллекторов для инженерных коммуникаций, авто- и железнодорожного полотен).

Прогнозируемое потепление климата планеты носит медленный и неравномерный характер. Но поскольку этот процесс отмечается многими климатологами мира, не замечать его при освоении северных территорий было бы недопустимо. Поэтому при проектировании крупных капитальных и ответственных сооружений следует учитывать установившийся в регионе тренд температурных изменений. В проектах ГЭС, АЭС, специальных подъемных сооружений и хранилищ опасных отходов и веществ уже сейчас нужно предусматривать резервные системы охлаждения оснований и усиление конструкций.

К сожалению, при проектировании северных городов и поселков допускается целый ряд недостатков. Планы их застройки разрабатываются без должного учета геокриологических особенностей территорий, не регламентированного в нормативных документах. Через некоторое время после возведения зданий с сохранением мерзлого состояния грунтов основания происходит перемораживание путей миграции грунтовых вод, образование наледей и бугров пучения, термокарста. Это приводит к подтоплению сооружений, заболачиванию, оврагообразованию и техногенному засолению грунтов на городских территориях. При проектировании городской застройки, инженерных сетей, дорог, трубопроводов и других сооружений не разрабатываются прогнозы длительного взаимодействия всего комплекса сооружений с вечномерзлой толщей, что приводит впоследствии к непредсказуемым деформациям целых групп зданий, улиц, кварталов, подземных коммуникаций.

К тому же нерегулируемый рост промышленных выбросов в атмосферу и водоемы, разрушение покровных грунтов серьезно ухудшают экологическую ситуацию в пределах застроенных территорий. Вблизи промышленных центров возникает опасность отепления и нарушения устойчивости различных хранилищ, что грозит опасным загрязнением застроенных территорий и всей экологической обстановке на Севере.

Обеспечение нормального функционирования городов и поселений Севера в условиях нарастания техногенных нагрузок и тепловых воздействий на вечномерзлые основания становится одной из главных задач современных инженерных, геокриологических и — неразрывно связанных с ними — градостроительных исследований. Специалисты НИИ оснований и подземных сооружений имени Н.М.Герсеванова (под руководством доктора технических наук, профессора В.А.Ильичева) в сотрудничестве с градостроителями РААСН (под руководством академиков Л.В.Вавакина и В.В.Владимирова) разработали и проверили на практике комплекс концептуальных превентивных мер:
1. Разработаны предложения по управлению геокриологической обстановкой на урбанизированных территориях путем поддержания заданного теплового режима грунтов с помощью различных методов тепловой мелиорации.
2. Разработаны рекомендации по усилению оснований (в том числе с использованием природного холода) и конструкций фундаментов.
3. Разработана новая методика обследования и мониторинга состояния вечномерзлых грунтов оснований, фундаментов и частей зданий (особое внимание уделяется обследованию подземных вводов тепловых и сантехнических коммуникаций в подполья зданий, а также наблюдениям за развитием процессов морозной деструкции бетонных фундаментов).
4. Разработаны рекомендации по решению ряда проблем фундаментостроения на структурно неустойчивых вечномерзлых грунтах, в том числе возникающих и при изменении геокриологических условий. В частности, метод устройства фундаментов из составных свай большой длины в обводненных вечномерзлых грунтах и при глубоком залегании скальных пород или кровли вечной мерзлоты, а также методы фундаментостроения на засоленных и слабонесущих вечномерзлых грунтах. Последняя задача решалась преимущественно для малоэтажных промышленных и жилых зданий в районах, расположенных вблизи северных морских побережий (предложены конструкции поверхностных и малозаглубленных фундаментов и способы усиления слабонесущих природных вечномерзлых оснований).
5. Разработана новая методика компоновки генеральных планов застройки с учетом выполнения инженерной защиты застраиваемой территории для сложных мерзлотных условий и рельефа местности (склоновые, овражистые и другие неудобные для строительства места). На генплане выделяются зоны, принципиально различные по методам использования мерзлых грунтов в качестве оснований зданий и сооружений и функциональному назначению:
зоны преимущественной застройки, в которых располагаются жилые микрорайоны и предприятия социально-культурного назначения (здесь можно использовать упрочнение грунтов путем их замораживания или дополнительного охлаждения без опасения нарушить природный водоток подземных вод);
зоны рекреации (свободные от застройки и предназначенные для мест отдыха), которые можно также использовать для размещения инженерных коммуникаций и сооружений, что повысит экологическую безопасность территории, так как грунты рекреационных зон будут выполнять функции подземных водотоков застраиваемой территории.
6. Разработана градостроительная концепция устойчивого и эффективного функционирования и развития северных территорий, обеспечения благоприятных условий проживания населения, базирующаяся на следующих положениях:
а) целесообразно сохранить на ближайшую перспективу сложившуюся (в ряде районов складывающуюся) схему расселения для Севера — формирование систем расселения разного ранга, функциональную типологию городов и поселков. Вместе с тем, рекомендуется отказаться от экспедиционных методов освоения месторождений и перейти к методу внутрирегиональной вахты;
б) в планировке и застройке населенных мест необходимо строго следовать известным рекомендациям для северных районов, уделяя особое внимание методам использования солнечного тепла и наиболее выгодной ориентации зданий, приемам ветрозащиты и снегозащиты и особенно теплоизоляции зданий и инженерных коммуникаций;
в) жилищная политика в северных районах должна предусматривать проведение следующих мероприятий:
— постепенное снижение доли сборного железобетона и переход к более широкому и универсальному использованию местных строительных материалов;
— переход на преимущественное строительство домов с приусадебными участками (сохранение значительной доли многоэтажных зданий целесообразно лишь в больших городах);
— принципиальная реконструкция жилых домов первых массовых серий 1960–1970-х годов (прежде всего, их теплоизоляция от внешней среды);
— осуществление системы изменений в структуре управления жилищной сферой;
— совершенствование приемов застройки населенных мест, поиск новых градостроительных приемов для малоэтажной высокоплотной застройки;
— развитие принципиально новых объемно-планировочных решений и конструкций суперлегких сборных домов для приполярных и арктических условий;
— поэтапное снижение применения в сельской местности дорогостоящих лесоматериалов, кирпича и сборного железобетона с заменой их мелкими и крупными керамзито-бетонными, газосиликатными, ячеистобетонными безавтоклавными конструкциями;
— реформирование строительной индустрии на основе существенного изменения структуры строительных материалов и конструкций и постепенного перехода на применение энерго- и ресурсосберегающих, экологически чистых материалов и конструкций, а также развитие экономичных конструктивных систем с частичным использованием крупных железобетонных элементов для внутренних стен и перекрытий;
— развитие производства новых видов теплоизоляционных изделий и конструкций наружной теплоизоляции.

Действенное проведение градостроительной политики в северных районах невозможно без разработки соответствующей нормативно-правовой базы (местных законов о градостроительстве, правил застройки в северных районах, местных подзаконных актов, регулирующих строительство в соответствии с конкретной геокриологической обстановкой в том или ином городе или районе). Необходима разработка Федеральной целевой программы по обеспечению устойчивого развития и функционирования городов и поселков в зоне Севера. Проведение градостроительной политики должно опираться на Постановление Правительства Российской Федерации от 7 марта 2000 года № 198 «Концепция градостроительной поддержки экономического и социального развития районов Севера». Для решения указанных проблем необходимо объединение усилий аппаратов Госстроя и РААСН с целью мобилизации научно-технического потенциала Академии и Комитета и привлечения региональных специалистов. Без заинтересованного участия администраций северных территорий не удастся решить и финансовую сторону обеспечения выполнения необходимых работ.