Цельнолитые сотовые железобетонные плитные фундаменты

«Из всех ошибок, происходящих на стройке,

наиболее пагубны те, которые касаются фундамента,

так как влекут за собой гибель всего здания

и исправляются только с величайшим трудом»

А. Палладио, итальянский архитектор эпохи Возрождения

Увы, увлечение видимым, зримым часто лишает человека возможности (вовремя!) постичь незримое, невидимое. Которое, кстати, является еще и – как правило! – основополагающим, фундаментальным. Нужно ли тратить деньги на изыски фасадного декорирования, если уже через год или два стена покроется трещинами, «отъедет» терраса или эркер? В чем причина таких подвижек? Только в том, что при строительстве объекта не было уделено достаточного внимания фундаменту.

Гидрогеологические условия строительных площадок Калининградской области характеризуются низкими физико-механическими свойствами грунтов и высоким уровнем грунтовых вод. В лучшем случае это суглинки и супеси тугопластичной и мягкопластичной консистенции, в худшем торф, ил с глубиной залегания до 20-25 метров.

Эти условия значительно сокращают возможность применения столбчатых и ленточных фундаментов и предопределяют выбор либо свайной либо плитной конструкции.

При выборе типа фундамента следует принимать во внимание и то обстоятельство, что

состояние поверхности пола зачастую определяет возможность эксплуатации сооружения, это складские, производственные, спортивные, выставочные и др., а это в свою очередь позволяет считать более предпочтительными фундаменты плитной конструкции

так как в этом случае пол неотъемлемая часть конструкции фундамента в целом.

Таким образом определившись с выбором типа фундамента и изучив возможные затраты на его строительство выясняем, что  затраты на устройство фундамента и пола составляют до 60% общих затрат на строительство объекта.

Уменьшить затраты на устройство фундамента и пола, сократить срок строительства и повысить надёжность сооружения позволяет применение плитной конструкции фундамента, но не монолитного, а цельнолитого сотового.

Нашим КБ  разработана технология проектирования и строительства фундаментов устроенных как цельнолитая сотовая железобетонная плита.

• авторскими правами на изобретение “ Cпособ возведения фундаментной плиты рамной конструкции”.
•  авторскими правами на изобретение” Механизма с изменяемым положением центра масс для перемещения и установки многоразовой опалубки”.

Мы разработали методику расчета и проектирования таких фундаментов на любом основании.

Мы имеем опыт эксплуатации складского здания с нагрузкой 7 тонн/м.кв. построенного нами на площадке с естественным основанием в виде ила и торфа с мощностью слоя около 12 метров. См геолого-литологический разрез.  

Разработанный  фундамент представляет собой железобетонную плиту состоящую из верхнего и нижнего цельнолитых слоёв, в которых находится рабочая арматура, соединяемых сеткой пересекающихся железобетонных балок, которые в плане представляют собой квадратные ячейки.

Сечение балок, толщины слоёв и их армирование рассчитывается по заданным нагрузкам и характеристикам естественного основания. Высота балок 400-780 мм. Толщина верхнего слоя 120-200 мм. Толщина нижнего слоя 100-150 мм.  Расчетный размер ячеек в плане по осям составляет 2000 х 2000 мм.

Предлагаемая нами конструкция фундаментной плиты позволяет воспринимать равномерно распределенные (10 тн/м кв.) и точечные (50 тн) нагрузки. При передаче нагрузки на основание она равномерно распределяется на всю площадь опирания плиты. При этом отпорная реакция не превышает  допустимых для данного естественного основания значений. Фундаментная плита при этом не имеет значительных деформаций так как рассчитывается по критериям абсолютно жёсткой плиты.

Предлагаемая конструкция плиты сохранила такие  хорошие качества монолитных плитных фундаментов как:

• снижение затрат на несущие элементы здания на 15%,
• снижение расхода бетона на устройство фундамента до 30%,
• трудовые затраты — до 40% и стоимость всей подземной части — до 50%

и дополнила их рядом новых:

•  Уменьшилась на 50 % нагрузка на основание от собственной массы фундамента.
• Увеличились до 80000 х 80000 возможные размеры единой монолитной площади.
• При строительстве на самих слабых грунтах можно добиться “нулевой плавучести” сооружения в целом.

Технико – экономическое обоснование применения плитных фундаментов.

На слабых грунтах, включающих торф, или другие грунты с малым модулем деформации 1-20кг/см², могут быть применены цельнолитой сотовый фундамент либо свайный.

Сравним эти два типа фундамента для сооружения площадью 72×24м с равномерно распределенной нагрузкой на пол 10т/м2 (1кг/см2).

Для общей нагрузки на пол 72×24×10=21 600 т требуется n=Q/R=21600/30=720 свай (30×30)см с несущей способностью R=30т. На слабых грунтах в большинстве случаев сопротивление на конце сваи 30-40кг/см2 достигается при длине забивки сваи на 18-24м.

Если стоимость 10 метровой сваи 30×30см и её забивка на 10м составляют порядка 25 тысяч рублей, то стоимость свайного фундамента без пола составит  25 000×2×720=36 000 тыс.рублей, т. е. порядка 500 000 евро (курс 72 руб.).

500 000/72×24=289,35 €/м²

Ростверк над кустами свай потребует укладки как минимум 100 м. куб. и устройство пола ещё 345 м.куб бетона, что добавит к цене поля минимум 35 €/м²

Таким образом, общая стоимость фундамента и чёрного пола производственного здания на сваях составит около 324,35 €/м². (фундамент с полом составит 324,35 х72 х 24=560 476,80 €)

Цена изготовления фундаментной сотовой плиты вместе с полом, на основании с модулем деформации 1-20 кг/см² , составляет на сегодня 155€/м², (фундамент с полом составит 155 ×72×24=267 840 €.)

На грунтах в виде влажных суглинков и глин  с модулем деформации  250-180 кг/см² могут быть использованы сборные железобетонные  фундаменты под опорные конструкции и применены полы в виде бетонных монолитных слоев уложенных на уплотненное основание.

Расчеты показывают, что цена такой конструкции около 48 €/м^2.

Цена изготовления фундаментной сотовой плиты вместе с полом, на основании с модулем деформации 250-180 кг/см², составляет на сегодня 45 €/м²

1. Повышается общая жесткость здания или сооружения.
2. Обеспечивается более равномерная осадка здания или сооружения в целом.
3. Более чем в два раза сокращается время производства строительных работ.
4. Резко уменьшается объём земляных работ и работ по водоотливу.
5. Конструкция фундамента используется для прокладки различных коммуникаций.
6. Пол не имеет термошвов, что облегчает его очистку и упрощает транспортировку грузов по его поверхности.
7. Фундаментная плита имеет объёмный вес около 1 тн /м³, т.е. имеет ” нулевую  плавучесть” и не создаёт нагрузки на естественное основание от собственной массы.
8. Предлагаемая нами цена устройства фундамента на слабых грунтах сокращает затраты по сравнению со свайной конструкцией в 2,1 раза, а на лучших грунтах нашей области на 5-10%.