Строительство щелевых фундаментов с использованием глинистого раствора в качестве стабилизирующей среды — это специализированная технология, применяемая в сложных грунтовых условиях. Она становится необходимой при недостаточной несущей способности грунта, высоком уровне грунтовых вод или значительной глубине заложения фундамента, когда стенки траншеи не могут сохранять устойчивость самостоятельно.
Ключевые требования к глинистому раствору
Основная функция раствора — создать гидростатическое давление, превышающее давление грунта и подземных вод по всей глубине выемки. Это обеспечивает стабильность стенок вплоть до момента полного бетонирования конструкции. Параметры раствора (плотность, вязкость) подбираются индивидуально, исходя из геологии участка, глубины траншеи и продолжительности работ.
Организация работ и нормативная база
Началу строительства должен предшествовать тщательно разработанный проект производства работ (ППР) в соответствии с нормами СНиП, а также пакет технологической документации. В него входят инструкции по контролю качества глин и раствора, проект организации глинорастворного хозяйства и технологические карты на каждый этап.
Оборудование глинорастворного хозяйства
Для реализации технологии на площадке разворачивается комплексное хозяйство, включающее:
- Ёмкости для хранения свежего и отработанного раствора.
- Оборудование для приготовления (глиномешалки, растворосмесители) и перекачки (насосы).
- Установки для очистки и регенерации раствора (гидроциклоны, вибросита).
- Систему трубопроводов диаметром от 100 мм для подачи раствора в траншею.
Материалы для приготовления раствора
В качестве сырья могут использоваться:
- Бентонитовые глинопорошки или глина-сырец.
- Местные комовые глины, соответствующие строгим критериям по пластичности, гранулометрическому составу и набуханию.
Контроль качества раствора
Качество контролируется по комплексу показателей, измеряемых специальными приборами (например, лабораториями ЛГР-3 или ЛГР-69):
- Плотность (1.06–1.25 г/см³).
- Условная вязкость и водоотдача.
- Статическое напряжение сдвига и стабильность.
- Содержание песка (не более 4%).
Технология бетонирования методом ВПТ
Укладка бетонной смеси производится методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). Комплект оборудования включает бетонолитные трубы диаметром 250–300 мм, загрузочную воронку и механизмы для их перемещения.
Критически важные условия процесса:
- Зазор между нижним срезом трубы и дном траншеи — 6–10 см.
- Начало подачи бетона через временную пробку для предотвращения смешивания с раствором.
- Постоянное заглубление конца трубы в бетонную смесь не менее чем на 1 метр для исключения прорыва глинистого раствора.
Подготовка траншеи и монтаж арматуры
Перед бетонированием проверяются геометрические размеры траншеи, а дно очищается от шлама. Арматурные каркасы монтируются с помощью траверс, их размеры должны быть на 10–15 см меньше габаритов траншеи. Для уменьшения адгезии глинистой плёнки каркасы предварительно смачивают водой. В каркасах предусматривают направляющие для свободного перемещения бетонолитной трубы.
Требования к бетонной смеси и организация процесса
Бетонная смесь для метода ВПТ должна обладать:
- Осадкой конуса 16–20 см (для жестких смесей 7–10 см требуется вибрирование).
- Водоцементным отношением не более 0.6.
- Сохранением подвижности не менее 40 минут.
- Максимальной крупностью заполнителя до 50 мм.
Последовательность основных работ
Технологический цикл включает:
- Организацию глинорастворного хозяйства и контрольной службы.
- Приготовление и поддержание параметров глинистого раствора.
- Разработку траншеи под защитой раствора.
- Очистку дна, замену загрязнённого раствора и монтаж арматуры.
- Сборку оборудования ВПТ и непрерывное бетонирование.
- Отвод и очистку вытесняемого раствора, демонтаж оборудования.
- Зачистку верха конструкции, устройство подколонника.
Повышение эффективности и зимние работы
Для снижения трудоёмкости можно применять сборные фундаментные элементы, использующие клиновой эффект, что исключает операции по ВПТ и замене раствора.
Работы в зимних условиях сопряжены со значительными сложностями: требуется утепление всего оборудования, непрерывный график для предотвращения замерзания раствора, подогрев бетонной смеси и устройство тепляков. В качестве экономического стимула для переноса работ на тёплый сезон может применяться понижающий зимний коэффициент к расценкам. В исключительных случаях при температуре не ниже -15°C и наличии мёрзлого слоя грунта толщиной 10–50 см возможна разработка траншеи без предварительного устройства воротника, начиная с прорезания контура баровой установкой.