Сущность метода и область применения
Щелевые фундаменты создаются по технологии «стена в грунте». Этот метод включает два ключевых этапа: сначала в грунте выкапывается траншея с вертикальными стенками, а затем полученная полость заполняется строительными материалами или монолитными конструкциями.
Классический вариант технологии предполагает ведение земляных работ под защитой специального глинистого раствора. Этот подход особенно востребован при строительстве глубоких ограждающих конструкций в сложных геологических условиях, например, в слабых, насыщенных водой грунтах, где требуется обеспечить устойчивость стенок выемки.
Особенности щелевых фундаментов как несущих конструкций
Применение метода «стена в грунте» для устройства несущих щелевых фундаментов имеет свою специфику. В отличие от сплошных ограждающих стен, эти фундаменты часто представляют собой отдельные столбчатые элементы — одиночные, сдвоенные или пересекающиеся короткие стенки. Это дает ряд технологических преимуществ:
- Нет необходимости искусственно увеличивать глубину заложения для создания подземного помещения.
- Упрощаются вопросы гидроизоляции (основное внимание уделяется защите бетона и арматуры от агрессивных вод).
- Снижаются требования к качеству стыков между соседними участками (захватками) в ленточных вариантах.
- Глубина заложения не привязана жестко к уровню залегания водоупорного пласта.
Благодаря этим особенностям, щелевые фундаменты для типовых промышленных и гражданских зданий часто закладывают на глубину 10–15 метров. В условиях, например, Среднего Урала, где распространены прочные маловлажные глинистые грунты с неглубоким залеганием скальных пород, глубина обычно не превышает 6–8 метров.
Механизация и технологические нюансы
Исследования показывают, что в устойчивых, ненасыщенных водой грунтах траншеи под щелевые фундаменты глубиной до 8 метров можно разрабатывать «насухо», без применения глинистого раствора. Стенки таких траншей, например в полутвердых суглинках, сохраняют устойчивость длительное время, значительно превышающее неделю.
Ключевым фактором эффективности и конкурентоспособности этой технологии является грамотная механизация. Наиболее распространены экскаваторы, оснащенные плоскими грейферными ковшами или ковшами типа «обратная лопата». Важно подбирать оборудование, соответствующее размерам фундаментов, чтобы избежать излишков мощности и неоправданного расширения траншей. Все механизмы на площадке должны быть согласованы по назначению, производительности и грузоподъемности.
Объем работ на каждом отдельном фундаменте, как правило, невелик по сравнению с масштабными подземными сооружениями, возводимыми по той же технологии. Чтобы успешно конкурировать с фундаментами мелкого заложения и сваями, необходимо также совершенствовать методы армирования и бетонирования щелевых конструкций, стремясь к их максимальному технологическому упрощению и механизации.
Роль геодезического обеспечения
В современных условиях, с их сложными проектными решениями и плотной застройкой, критически важную роль играет качественное геодезическое сопровождение. Недочеты в этой области, хотя и не всегда очевидны, напрямую влияют на стоимость и качество строительства. Особенно это актуально для новых типов конструкций, таких как щелевые фундаменты. Необходимы:
- Качественный проект производства геодезических работ.
- Развитая опорная разбивочная сеть.
- Точная разбивка и последующая исполнительная съемка.
Последовательность производства работ
Работы начинаются с нивелировки площадки и определения проектных отметок. После разработки пионерного котлована выполняется разбивка контуров фундаментов с использованием проволок и отвесов. Затем монтируется и тщательно выверяется воротник — конструкция, фиксирующая верх траншеи. Контроль его планового и высотного положения крайне важен, так как у щелевых фундаментов нет плитной части, и возможности для корректировки положения последующих элементов (подколонника, анкерных болтов) ограничены.
После устройства воротника и разработки траншеи замеряется ее глубина и конфигурация.
Конструкции и технологии устройства воротника
Воротник может быть монолитным железобетонным (остается в грунте как часть конструкции), сборным железобетонным или металлическим (используется как многоразовая оснастка). Традиционный способ его монтажа включает разработку пионерной траншеи, установку элементов, обратную засыпку и, после бетонирования фундамента, демонтаж (для инвентарных вариантов).
Эффективность можно повысить, применяя инвентарный металлический воротник многоразового использования. Такая конструкция представляет собой единый элемент: платформу с жестко закрепленными направляющими стенками и анкерами для устойчивости. В центре платформы имеется прорезь по форме фундамента. Установка осуществляется путем вдавливания стенок в грунт под весом землеройной машины. Для облегчения демонтажа платформу можно делать складной (на шарнире) или использовать гибкий воротник с невысокими стенками (15–20 см), что оправдано при глубине траншеи до 5–6 м в устойчивых грунтах.
Проектная и исполнительная документация
При возведении щелевых фундаментов оформляется пакет документов, включающий акты приемки котлована, разбивки осей и готовности подземной части с приложением исполнительных схем.
Основой для работ служат проект щелевых фундаментов и проект производства работ (ППР) или технологическая карта. Проект фундаментов содержит чертежи, геологические данные, нагрузки и требования к материалам. ППР детализирует процесс: календарный план, стройгенплан, схемы производства земляных и бетонных работ, мероприятия по контролю качества и охране труда.
Технологическая карта должна подробно раскрывать: область применения, организацию процесса, параметры и контроль глинистого раствора (если используется), методы крепления, разработки, армирования и бетонирования, технико-экономические показатели, график работ, требования безопасности и потребность в ресурсах.
Подготовительные работы
К началу строительства необходимо завершить комплекс подготовительных мероприятий: перенос мешающих коммуникаций, устройство ограждения и бытовых помещений, подведение временных сетей, планировку площадки или устройство пионерного котлована, создание складских зон, точную разбивку осей, доставку и монтаж техники, материалов и оснастки, а также пробный запуск оборудования. Только после оформления акта о готовности можно приступать к основным работам.