Строительство на вечной мерзлоте. Как это было

Вечная мерзлота покрывает более 60% территории России. Строительство на этих землях — сложная инженерная задача, которая требует нестандартных решений. Если бы в свое время не появились прорывные технологии, такого крупного промышленного города, как Норильск, могло бы не быть вовсе. Как строились и почему разрушались дома на вечной мерзлоте?

Дома, разрушающие грунт

Может показаться, что вечная мерзлота — нечто нерушимое и стабильное, но в действительности она очень подвержена климатическим изменениям. Это особенно ощущается при нынешнем глобальном потеплении. Здания, построенные на вечной мерзлоте, должны иметь специальный фундамент. Ошибки при проектировании и неправильная эксплуатация могут ускорить процесс таяния грунта, в результате чего постройка будет деформирована или разрушена. Так и случилось с первыми объектами в Норильске.

Конечно, удивительно, на месте такого крупного города, как Норильск, была лишь бескрайняя вечная мерзлота без намёка на человеческое поселение. Сейчас он является промышленным центром, занимающим высокие позиции в металлургической отрасли не только в России, но и в мире. Здесь производят 20% всего мирового никеля. Но начиналось всё с небольшого лагерного поселения.

С 1935 по 1956 годы основой рабочей силой были заключенные Норильлага, которые трудились на горнорудных предприятиях. Практически все здания, построенные в ранние годы, — деревянный цех электролиза никеля и жилые бараки — были разрушены уже к 1936–1937 годам. После этого в «Норильскстрое» решили пересмотреть технологию строительства: вместо стандартного ленточного фундамента начали внедрять нижнее перекрытие с вентилируемым подпольем, а опорой для зданий служили деревянные сваи или железобетонные колонны. Эта идея сработала, но имела серьезный минус: процесс занимал очень много времени. Грунт требовалось прогреть, чтобы загнать в него сваю, а затем дождаться, пока мерзлота восстановится.

Переломный момент наступил, когда один из бывших лагерных заключенных, инженер-гидротехник Михаил Ким, предложил уникальный способ строительства, о котором раньше никто даже не думал.

Сваи в вечной мерзлоте

По методу Кима, скважины для свай выдалбливались прямо в вечной мерзлоте, а для закрепления туда заливался жидкий шлам. Конструкция, таким образом, становилась одним целым с грунтом, и уже через неделю могла выдерживать массу до 100 т. По сути, весь Норильск построен на принципе сохранения мерзлого состояния грунта.

Поддержанию нужных условий уделяют особое внимание:

«При этом имеется достаточно много способов строительства и обеспечения теплоизоляции. Например, строительство на сваях с вентилируемым подпольем, возведение зданий и сооружений на подсыпках с теплоизоляцией поверхности, устройство холодных первых этажей, использование сезонно-действующих охлаждающих устройств или термостабилизаторов. Большая часть зданий в Норильске построена на сваях с проветриваемым подпольем», — рассказал РБК Гиорги Кунчулия, эксперт отдела адаптации научных исследований в области изменения климата «Норникеля».

Если бы не концепция Кима, мы бы никогда не увидели город в том виде, в котором он предстает сейчас. Дело в том, что из-за разрушений дома решили строить на скальных породах, где можно было делать стандартный фундамент. Это, безусловно, сильно ограничивало возможности освоения территорий:

«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», — рассказал порталу «Подземный эксперт» дтн, профессор Юрий Гончаров, советник Российской академии архитектуры и строительных наук и преподаватель кафедры архитектуры гражданских и промышленных зданий.

Новая технология снизила трудоемкость строительства в 10 раз, а стоимость — в 2. Но надо понимать, что здесь играет роль не только правильный проект, но и грамотная эксплуатация: необходимо следить за качеством исполнения проекта и контролировать изменения вечной мерзлоты. В 1976 году обрушилась столовая «Белый олень», погибло 10 человек. Причиной назвали разрушение фундамента из-за применения недостаточно морозостойкого бетона.

Даже при строительстве на сваях вечная мерзлота ошибок не прощает.

s_a