Эффективные конструкции мелкозаглубленных щелевых фундаментов для малоэтажных зданий и сооружений

Сообщение, сделанное Дмитрием Банниковым (отдел "Основания и фундаменты" БелНИИС) на научно-технической конференции "Проблемы энерго- и ресурсосбережения при строительстве и эксплуатации зданий"

В целях сокращения продолжительности строительства, уменьшения стоимости и сбережения ресурсов необходимо совершенствовать конструктивные и технологические решения при проектировании объектов. Особое внимание должно уделяться выбору экономичных вариантов проектов нового строительства. Несмотря на имеющиеся достижения в области строительства, выбор и проектирование фундаментов и подземных сооружений остается трудоемким и в большинстве случаев нерациональным.

Отечественная и зарубежная практика строительства показала, что в грунтах естественного сложения, особенно связных неводонасыщенных, перспективным является применение монолитных фундаментов мелкого заложения с рабочей боковой поверхностью. Технология устройства таких фундаментов исключает обратную засыпку грунтом боковых поверхностей, что позволяет включить в работу боковые стенки за счет сил трения, чего нельзя достичь при устройстве обычных фундаментов в открытых котлованах. Такие фундаменты устраиваются с помощью экскаваторов или баровых машин путем прорезывания в грунтовом массиве щелей шириной от 100 до 500 мм и глубиной от 1 до 3 м с последующим заполнением их бетонной смесью. Образованные таким образом две и более бетонные стенки могут располагаться параллельно одна другой, образуя ленточный фундамент, или взаимно перпендикулярно, образуя отдельный фундамент. Щели могут иметь вертикальные или наклонные грани, а в верхней части они объединяются ростверком, расположенным над поверхностью грунта или опирающегося на него.

Геометрические размеры щелевых фундаментов выбираются в зависимости от размеров надфундаментного сооружения, его очертания в плане, характера и величины расчетных нагрузок, инженерно-геологических условий и глубины промерзания грунтов. Применение щелевых фундаментов вместо ленточных на естественном основании под жилье и общественные здания целесообразно в бесподвальном варианте при расположении инженерных коммуникаций в техническом подполье.

Нагрузка на основание передается боковыми плоскостями, торцами стенок и подошвой плиты ростверка. В работу включается массив грунта, заключенный между стенками, за счет чего нагрузка передается в плоскости на уровне нижних торцов стенок. На несущую способность такого фундамента в значительной мере оказывает определенное расстояние между стенками. Заключенный между стенками грунт, а также щели и ростверк можно рассматривать как бетонногрунтовый фундамент на естественном основании. Кро-ме того, часть нагрузки передается внешними боковыми поверхностями щелей, что приводит к увеличению ширины условного фундамента и уменьшению давления.

Учитывая опыт БелНИИС в области внедрения щелевых фундаментов в различных грунтовых условиях Беларуси, можно заключить, что рациональным случаем применения таких фундаментов является наличие глинистых грунтов с показателем текучести не более 0,6.

Что же касается конструктивных решений, несущей способности и видов зданий и сооружений, то в данном аспекте щелевые решения рациональнее всего применять при устройстве ленточных фундаментов гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий с нагрузкой до 600 кН/м фундамента, а также столбчатых фундаментов зданий и сооружений с нагрузкой до 1000 кН на одну колонну.

Технико-экономические показатели щелевых фундаментов по сравнению с традиционными фундаментами на естественном основании, устраиваемыми в сборном варианте, следующие: экономия бетона и стоимости - 30-50%, экономия металла - 20-30%, снижение трудоемкости - до 40%.

Подготовил Владимир ДАНИЛОВ