Эффективные фундаменты для объектов высотного строительстваОсобого внимания при строительстве высотных зданий требуют к себе фундаменты, на которые опирается каркас. Это связано с конструктивными характеристиками каркасных зданий, чувствительных к неравномерным осадкам отдельных колонн, крену и т.д. [1], а также взаимодействием и совместной работой системы “каркасфундаментгрунтовое основание”.

В мировой практике фундаменты высотных зданий чаще всего “садят” на коренные (скальные) породы (США, Сингапур, Канада, Франция и др.). При этом наиболее распространенными вариантами являются плитные, свайные либо плитносвайные фундаменты.

В Беларуси коренные породы залегают достаточно глубоко и перекрыты четвертичными отложениями мощностью от нескольких десятков до 300 м [2]. Характерный инженерно-геологический разрез четвертичных отложений с севера на юг Беларуси представлен на рис. 1. Опыт строительства высотных зданий на четвертичных отложениях имеется в ряде стран (Германия, Россия, Украина и др.) [3], использующих преимущественно свайноплитный вариант фундаментов (рис. 2).

В Республике Беларусь основаниями фундаментов высотных зданий в основном могут служить песчаные прочные грунты (водноледниковые и аллювиальные) и моренные прочные и очень прочные супеси и суглинки различного возраста. В зависимости от глубины их залегания, которая колеблется от нескольких метров до десятков метров, и уровня грунтовых вод предлагаются различные варианты фундаментов.

В случае, если прочные грунты (моренные глинистые и песчаные) залегают на глубине до 6,0 м, наиболее эффективными являются плитные, заглубленные более чем на 3,0 м, и свайноплитные фундаменты. Сваи могут быть как набивные (буронабивные, выштампованные, буроинъекционные с опрессовкой и т.д.), так и забивные, в том числе пирамидальные короткие (рис. 3, а, б).

В случае залегания прочных грунтов на глубине более 6,0 м целесообразно применять свайноплитные фундаменты с забивными или набивными сваями, выполняемыми по технологии буроопрессовки. Сущность технологии создания буропрессвай заключается в формировании ствола сваи под давлением в несколько атмосфер из бетонной смеси, которая нагнетается через полый шнек, предварительно

забуренный в грунт и извлекаемый при действии этого давления [4].

В Беларуси к высотным сооружениям, которые построены, можно отнести (как пример) здание Национальной библиотеки. Его высота – 72 м плюс подземная часть 12,0 м, итого

84 м. Вес здания по проекту около 140 000 тс, то есть как 35–38этажного высотника. В качестве фундамента использована плита с приведенным диаметром 62 м, толщиной 1,20 и распределительной плитой 0,5 м. Среднее давление под плитой составляет Р = 427 кПа.

Основанием служат моренные супеси и суглинки прочные (_g=22,0 кН/м3, _CH=47кПа, _jН=29° и _Е=26 МПа). Мощность их под плитой – до 12 м. Моренные грунты подстилаются прочными флювиогляциальными межморенными грунтами мощностью 12–19,0 м с характеристиками (_g=10,5 кН/м3, _CH=47кПа, _jН=36° и _Е=35 МПа) [5]. Сжимаемая зона (толщина) по схеме линейнодеформируемого слоя – 17,9 м, то есть находится в моренных супесях, суглинках и песчаных грунтах. Осадка средняя под плитой на декабрь 2006 г. составила 7,90 см, по расчету конечная осадка должна быть 9,22 см.

В стране есть опыт строительства на плитных и плитносвайных фундаментах 18–20этажных зданий, которые успешно эксплуатируются.

Однако следует отметить, что при толщине сжимаемой зоны 30–40 м часто встречаются в межморенных отложениях биогенные грунты (озерноболотные). Поэтому каждая строительная площадка под высотные дома требует индивидуального подхода и тщательных инженерногеологических изысканий.

УП “Институт БелНИИС” разработаны “Рекомендации по расчету оснований, содержащих погребенные биогенные грунты, фундаментных плит по деформациям”, в которых для различных инженерногеологических условий и нагрузок предлагаются методика расчета осадок и характеристики слабых (биогенных) грунтов.

 

Литература

1. Сеськов В.Е., Лях В.Н. Эффективные конструкции и методы устройства оснований и фундаментов в Республике Беларусь // Строительная наука и техника. 2005. № 2. С. 91–94.

2. Колпашников Г.А. Инженерная геология. Учебное пособие / УП “Технопринт”. Мн., 2005. С. 134.

3. Юрген Хониш, Рольф Каценбах, Герт Кенит. Руководство по КСП: комбинированные свайноплитные фундаменты. Издво Технического университета г. Дармштадт. 2003.

4. Ермашов В.П., Василевский Т.Н., Новик В.И. Буропрессваи: несущая способность и целесообразность применения в Беларуси // Строительная наука и техника. 2005. № 2. С. 56–61.

5. Сеськов В.Е., Окладникова А.А. Деформации основания фундаментной плиты здания Национальной библиотеки Беларуси // Строительная наука и техника. 2007. № 1.