Надежный фундамент на любом грунте

НИО оснований и фундаментов РУП «Институт БелНИИС» рекомендует использовать набивные фундаменты с микросваями в выштампованных котлованах (ФСМ) в любых грунтовых условиях Беларуси, кроме водонасыщенных. Освоение данной технологии началось еще в 90‑е годы прошлого века, но в последнее время проведены работы по совершенствованию оборудования, штампов, которые помогут широко применяться в практике строительства зданий с трехшарнирными рамами и другими видами зданий с горизонтальными нагрузками.

В результате групповой забивки штампов‑скважинообразователей с последующим бетонированием скважин микросвай и котлована ростверка изготавливается ФСМ. Изготовление скважин и котлована под ФСМ осуществляется с применением комплекта специальных штампов‑скважинообразователей (см. таблицу 1) по конструкторской документации ТО‑461.21, ТО‑468, ТО‑580, ТО‑581, выполненных по форме ФСМ и навешенных на копрах типа С‑878 С, С‑995, С‑996 и др., снабженных приводом на серийно выпускаемых сваебойных установках.

Забивка и извлечение их из грунта осуществляется свае­бойной установкой. В зависимости от назначения, конструктивных решений фундаментов (ленты, столбчатые, отдельные для распорных нагрузок), передаваемых нагрузок и грунтовых условий, применяются ФСМ различных размеров (см. таблицу 2).

Особенностью ФСМ является то, что в процессе забивки штампа происходит интенсивное уплотнение грунтов как по глубине, так и в стороны от оси фундамента. Это способствует получению одной из наиболее высоких удельных несущих способностей (до 3000 кН/м3 бетона) среди всех видов фундаментов, применяемых в настоящее время в строительной отрасли Беларуси.

Для разработки методов расчета ФСМ были проведены натурные испытания (более 40) в основных видах грунтов Беларуси на вертикальные и горизонтальные нагрузки. Анализ результатов показал, что несущая способность колеблется от 400 до 1200 кН и зависит от плотности грунтов, размеров штампов, то есть все это влияет на сопротивление грунта по подошве заглубленного ростверка, острию и боковой поверхности микросвай, нормального давления грунта по боковой поверхности (боковым отпором), вызванным конусообразной формой микросвай и ростверка.

Были проведены испытания ФСМ на совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок, которые показывают, что в зависимости от применяемого штампа (ТО‑461, ТО‑468, ТО‑580) фундамент воспринимает вертикальную нагрузку до 800 кН и горизонтальную – до 350 кН.

На основании экспериментальных и теоретических исследований разработана методика расчета по несущей способности, где учитывается сопротивление грунта под ростверком, концами микросвай и на боковой их поверхности.

Накопленный в Беларуси опыт подтверждает эффективность применения ФСМ при строительстве зданий с распорными нагрузками от трехшарнирных рам, которые, как правило, экономичнее не только забивных и буронабивных свай, но и фундаментов на естественном основании. Также они могут использоваться при строительстве крупных торговых и логистических центов и других объектов.

Таким образом, можно выделить следующие преимущества ФСМ:

• могут использоваться в любых грунтовых условиях Беларуси, кроме водонасыщенных, прямо с поверхности земли, где требуется водопонижение, как и для других видов фундаментов;
• могут возводиться в условиях залегания на поверхности насыпных и других слабых грунтов мощностью до 3 м без их дополнительного уплотнения;
• четко установлены критерии и методы оперативного контроля несущей способности ФСМ в процессе их устройства по контрольному отказу;
• простота технологии устройства и высокая скорость строительства до 20–25 ФСМ за одну смену;
• наличие нормативно-технической документации и строительных организаций, имеющих соответствующее оборудование и опыт возведения ФСМ (ОАО «СМУ‑96» и др.).

По материалам статьи В. Е. Сеськова, кандидата технических наук, доцента, заведующего НИО оснований и фундаментов РУП «Институт БелНИИС»