При возведении зданий и сооружений одним из ключевых этапов является устройство фундамента. Традиционные монолитные щелевые фундаменты, выполняемые непосредственно на строительной площадке, имеют существенный технологический недостаток — необходимость монтажа сложной опалубки для подколонников, что увеличивает трудоемкость и сроки работ.
Сборно-монолитные конструкции: компромисс и его сложности
Для повышения индустриализации строительного процесса были разработаны сборно-монолитные фундаменты. В таких конструкциях нижняя, заглубленная часть (тело фундамента) заливается монолитным бетоном в подготовленную траншею, а верхняя часть (подколонник) монтируется из готовых железобетонных элементов. Это позволяет частично перенести работы в заводские условия. Однако у данного решения также есть ряд минусов: комбинация разных видов работ на объекте, сложности в изготовлении нестандартных сборных деталей, а также необходимость обеспечения высокой прочности и надежности стыков между монолитной и сборной частями.
Сборные фундаменты: максимум индустриальности
Наиболее высокой степени заводской готовности позволяют достичь полностью сборные фундаменты. Они изготавливаются целиком на предприятии и монтируются на объекте, что значительно ускоряет процесс. Хотя их стоимость, как правило, выше, они лишены многих недостатков монолитных и сборно-монолитных аналогов. Щелевые сборные фундаменты, в частности, обладают дополнительными преимуществами: они позволяют существенно сократить объем земляных работ, обходятся без устройства ростверка и более рационально используют прочностные свойства материалов.
Практические решения и экономическая эффективность
При проектировании сборно-монолитных фундаментов для снижения затрат рекомендуется максимально использовать типовые изделия, выпускаемые местными предприятиями стройиндустрии. В качестве подколонников могут применяться пустотелые блоки, железобетонные кольца, тюбинги и другие стандартные элементы. При больших объемах строительства экономически оправдано проектирование и изготовление специализированных сборных или сборно-монолитных деталей.
Принцип бескотлованного строительства
Важным преимуществом сборно-монолитных технологий является возможность реализации принципа бескотлованного устройства фундаментов. Это означает, что отпадает необходимость в разработке глубокого общего котлована. Работы ведутся либо с поверхности земли, либо с уровня планировки, с использованием специальных стаканов-вкладышей. Это значительно упрощает организацию строительства на площадке.
Особенности работы щелевых фундаментов
В отличие от фундаментов, устанавливаемых в котлован, щелевые конструкции передают нагрузку от здания на грунт не только через подошву, но и через всю боковую поверхность, что повышает их несущую способность. Применение сборных элементов открывает возможность создания конструкций с так называемым «клиновым эффектом», который дополнительно увеличивает сопротивление грунта по боковой поверхности за счет обжатия стенок траншеи. Для надежной работы такая сборная конструкция в проектном положении должна быть жестко зафиксирована, чтобы исключить подвижность элементов.
Конструктивные варианты сборных фундаментов
Конструкции сборных фундаментов могут быть различными:
- Без специальной подошвы: Применяются в грунтах, где основную несущую роль играет боковая поверхность (например, при ухудшении свойств грунта с глубиной или при большой глубине заложения).
- С плитной подошвой: Позволяют более полно задействовать несущую способность грунта основания непосредственно под фундаментом.
- Из трех или четырех элементов: Количество и форма элементов (например, клиновых) выбираются в зависимости от глубины заложения и требуемых размеров поперечного сечения.
Применение в ленточных и столбчатых фундаментах
При устройстве ленточных фундаментов поперечное сечение подземной части может собираться из прямоугольных элементов. Если же сборные фундаменты служат опорами под отдельные колонны (столбчатые фундаменты), их поперечное сечение рекомендуется выполнять П-образной формы или усиливать торцы траншеи дополнительными элементами. Это необходимо для предотвращения возможного поворота центрального клинового элемента под действием внецентренных нагрузок, обеспечивая общую устойчивость конструкции.