В строительной практике для разных типов зданий применяются различные виды фундаментов. Если для промышленных объектов часто выбирают столбчатые фундаменты, требующие специальной землеройной техники, то для бескаркасных жилых и гражданских зданий, где используются ленточные фундаменты, более эффективны общестроительные экскаваторы с ковшом типа «обратная лопата».
Преимущества и область применения щелевых фундаментов
Опыт проектирования и строительства щелевых ленточных фундаментов для жилых и гражданских зданий пока не столь обширен, но существующие наработки показывают их высокую рациональность. Наиболее целесообразно применять такие фундаменты ниже уровня пола подвала или технического подполья. Хотя технологически возможно устройство и выше этого уровня, особенно при срезной планировке площадки, это создает сложности: затрудняет последующую разработку грунта между осями здания и устройство проемов в стенах, которые обычно располагаются в этой зоне.
По сравнению со сборными аналогами, которые монтируют в котловане, монолитные щелевые ленточные фундаменты обладают рядом преимуществ:
- Сокращение объема земляных работ.
- Снижение общей стоимости благодаря использованию более экономичного монолитного бетона.
- Уменьшение трудоемкости и сроков возведения фундаментной части здания.
Пилотный проект: жилой дом 1987 года
Первым экспериментальным применением щелевых ленточных фундаментов стало строительство жилого дома в 1987 году. Площадка была сложена маловлажными прочными элювиальными суглинками и глинами, что позволило вести работы «насухо».
Ключевые параметры проекта:
- Глубина траншей: для наружных стен — 1–1,6 м, для внутренних несущих — 2–3,5 м.
- Ширина траншей: 600 мм.
- Технология: разработка грунта экскаватором с ковшом «обратная лопата» захватками по 3–6 м.
- Особенности: отверстия ниже отметки 2,1 м формировались с помощью установленных в траншею коробов.
- Бетонирование: производилось бетоном класса В15 с обязательным уплотнением глубинными вибраторами.
Технические условия и требования
Проектом были установлены строгие технологические регламенты для обеспечения качества и безопасности:
- Сроки: перерыв между разработкой траншеи и началом бетонирования не должен превышать 3–4 суток.
- Защита: устье траншеи на время перерывов закрывалось щитами для защиты от осадков и обеспечения безопасности.
- Зимние работы: должны полностью исключать промерзание грунта в траншее и бетона до набора им 50% прочности. Технологический цикл включал короткие захватки (3–6 м), бетонирование в течение 2 часов после выемки грунта, прогрев бетонной смеси и возможность использования противоморозных добавок.
- Контроль: перед бетонированием обязателен осмотр траншеи на соответствие проектной глубине и отсутствие рыхлого грунта, воды, снега или льда.
Фундаменты выше отметки пола техподполья выполнялись из сборных блоков по стандартному проекту.
Особенности разработки траншей и причины выбора технологии
При глубине траншеи до 2 м грунт разрабатывался без направляющего устройства. Для больших глубин допускалось использование в качестве направляющего «воротника» из горизонтально уложенных свай или плит.
Решение о применении щелевых фундаментов вместо запланированных сборных ленточных было продиктовано не только лучшими технико-экономическими показателями, но и геологическими условиями. Элювиальные грунты на площадке склонны к быстрому разрушению структуры после вскрытия котлована из-за выветривания и разуплотнения, что в будущем могло привести к недопустимым деформациям фундамента. Экономический эффект от замены составил 2545 рублей.
Пример в гражданском строительстве: здание столовой-ресторана
Другим примером успешного применения технологии стало строительство двухэтажной столовой-ресторана в Свердловске. В оригинальном проекте наружные стены опирались на сборные ленточные фундаменты, а колонны — на фундаменты стаканного типа. В ходе проектирования сборные ленточные фундаменты были заменены на столбчатые щелевые, на которые затем оперли фундаментные балки для стен.
Работы велись ниже дна котлована, соответствовавшего уровню пола подвала. Проектная сложность возникла из-за того, что обрез фундаментов под колонны располагался на 450 мм ниже пола подвала. Чтобы не менять надземную часть здания, обрез щелевых фундаментов оставили на той же отметке. Это потребовало разместить подколонник в теле фундамента и увеличить ширину траншеи до 1000 мм.