S&T (Super Tehnology)

Эффективность использования плитного фундамента существенно возрастает в случае его заглубления, при котором уменьшается разница между сжимающими напряжениями под подошвой фундамента от приложенной сверху нагрузки и природными вертикальными напряжениями в ненарушенном массиве грунта. Такая плита вместе с подземной частью здания образует так называемый «плавающий» фундамент, который может оказаться эффективным даже при строительстве высотного здания на основании, сложенном слабыми грунтами. Конечно, устройство такого фундамента, рекомендуемого во многих руководствах, требует тщательной технологической проработки.

Повышение этажности подземной части зданий, которое в высотных объектах оказывается эффективным с геомеханической точки зрения, предъявляет повышенные требования к расчётному и геотехническому обоснованию проектов подземных частей зданий и ограждающих конструкций котлованов, в которых выполняется их устройство.

Фундаменты в виде свайного поля применяются при большой мощности четвертичных отложений с невысокими значениями показателей физико-механических свойств грунтов основания. Такое решение использовалось, например, при проектировании трех корпусов комплекса высотных зданий из монолитного железобетона в г. Москве высотой 47-50 этажей. Верхняя часть основания корпусов на значительную глубину представлена техногенными насыпными грунтами с величиной модуля деформации 10-12 МПа. Фундаменты корпусов выполнены из свай длиной 14-16 м, сечением 30x30 см. Количество свай под каждым корпусом, определенное расчётом в соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.03-85, составляет около 1400. Среднее давление по подошве условного фундамента — от 600 до 680 кПа. Головы свай объединены железобетонной плитой толщиной 30 см, выше которой забетонирована монолитная железобетонная плита толщиной 1,6 м.

В процессе строительства корпусов обнаружилось, что при крайне сложных условиях залегания различных инженерно-геологических элементов концы свай во многих случаях не были доведены до относительно плотных песков меловых отложений. В результате возникли значительные неравномерные осадки оснований и крены зданий. Для смягчения этих негативных процессов по ходу строительства корпусов применялись мероприятия по устройству дополнительных свайных фундаментов в примыкании к плите ростверков зданий и бурение компенсационных скважин на участках основания с относительно малыми величинами осадок. Эти меры позволили стабилизировать рост неравномерности осадок.

Тем не менее, деформация основания достигла значительных величин. По данным расчётных прогнозов НИИОСП, выполненных на завершающей стадии строительства и удовлетворительно согласующихся с результатами натурных наблюдений за перемещениями марок, установленных на конструкциях корпусов, конечные стабилизированные осадки фундаментной плиты-ростверка одного из корпусов достигают величин 500 мм, а относительная неравномерность осадок ~ 0,005. При этом относительное горизонтальное перемещение верха здания, не вышедшее за нормируемые в пределы, оказалось меньше крена фундаментной плиты, который, по-видимому, был «компенсирован» при возведении надземной части здания.

Данный пример наглядно демонстрирует необходимость при проектировании свайных фундаментов высотных зданий проведения более детальных инженерных изысканий, тщательного проектирования и расчётного обоснования принимаемых решений. Кроме того, нуждаются в развитии современные представления о работе свайных полей, расчётах несущей способности и деформаций основания таких фундаментов.

Следует обратить внимание на положительный опыт германских специалистов, которые при проектировании свайных фундаментов высотных зданий устраивают в пределах одного здания сваи разной длины (с различием в несколько метров), чтобы обеспечить для более длинных свай, располагаемых в центре здания, включение в работу трения по боковой поверхности в пределах нижних участков свай.