ЩЕЛЕВЫЕ И АНКЕРНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

В современном строительстве применяются разнообразные типы фундаментов и технологии их устройства. Все они имеют свои достоинства и недостатки. Так, например, основными минусами фундаментов на естественном основании можно считать большую трудоемкость возведения (установка опалубки и объем земляных работ), высокую стоимость работ, передачу нагрузки на основание только через подошву фундамента (что влечет за собой перерасход арматуры, бетонов высококлассных марок и удорожание строительства).

Проектными и научно-исследовательскими институтами проводились различные исследования по разработке принципиально новых конструкций, позволяющих устранить недостатки фундаментов, применяемых в строительстве традиционно. Таким образом, стали появляться новые типы фундаментов, которые в определенных условиях оказываются более подходящими и выгодными.

Одним из таких типов является щелевой фундамент. Он представляет собой монолитный ленточный железобетонный фундамент прямоугольного сечения с особенностью укладки бетона в выкопанную траншею "в распор" грунта. Изготавливают их только в связанных глинистых грунтах.

Нижняя часть щелевого основания формируется за счёт грунта на дне канавы. Поэтому нагрузки от строения равномерно распределяются по ленте и передаются на грунт.

Также бывает и многощелевой фундамент. В этом случае бетон заливается не в одну траншею, а в несколько прорезанных в грунте щелей одновременно. Каждая лента армируется. Позже заливается бетоном.

Рисунок 1. Конструкции ленточных фундаментов. а, б – щелевые фундаменты.

Фундамент щелевого типа возводится в такой последовательности:

1. Земляные работы. После работ по подготовки участка производят разбивку, и копают траншеи. Ширина траншеи равна ширине фундамента

2. После происходит тщательно трамбовка дна канав. Затем выполняется подсыпка из песка слоем около 10-15 см. Песок поливается водой и тоже утрамбовывается. По такой же аналогии делаем прослойку из щебня и трамбуем. Поверх засыпки прокладывается прослойка из рубероида.

3. Приступают к установке опалубки наземной части конструкции основания. Для этого используют струганые доски или ламинированную фанеру.

4. Обязательно выполняется армирование будущей ленты. Для этого изготавливается пространственный арматурный каркас из прутка диаметром 10-12 мм. Он должен устанавливаться так, чтобы со всех сторон арматура была защищена от коррозии 5-сантимеровым слоем бетона.

5. Производится заливка бетона. Раствор заливается слоями высотой 20-30 см. Каждый слой трамбуется или прокалывается арматурой в разных местах.

6. Бетон накрывают плёнкой, и первые несколько дней смачивают водой для правильного застывания бетона.

Такой тип основания экономичнее в сравнении с обычными фундаментами, возводимыми с опалубкой. Именно этот фактор привлекает застройщиков к такому фундаментному основанию при строительстве невысоких зданий. Отсутствие надобности возведения опалубки позволяет сэкономить на материалах.

Кроме того, опорой здесь служит фундаментное основание и его стенки. Ведь при закладке бетона он заливается во все щели траншеи и искривления в грунте, и уплотняет его своим весом.

В щелевых фундаментах, благодаря шершавости поверхности стен траншей и сплошной заливке бетоном, происходит отличное сцепление.

Основной недостаток таких оснований, связан с ограниченным выбором грунтов, такой фундамент предполагает возведение только на глинистых грунтах, но помимо этого щелевая конструкция основания имеет и другие недостатки:

• Нельзя применять на пучинистых почвах, поскольку силы пучения в зимний период могут создать просадку.

• На таком фундаменте нельзя строить массивные и тяжелые дома.

Следующим типом современных нетрадиционных фундаментов являются фундаменты с анкерами, которые обеспечивают восприятие значительных выдергивающих усилий, что позволяет уменьшить крены и устранить отрыв подошвы фундаментов. Подобные условия могут возникнуть при строительстве линий электропередачи, спортивных сооружений, подпорных стен и причальных стенок, подземных гаражей, тоннелей, креплении свободностоящих откосов грунта, закреплении сооружений от всплытия, дымовых труб, подпорных армированных стен и др. В нескальных грунтах анкеры представляют собой армированные каркасами буронабивные сваи диаметром 15...20 см и длиной 3...4 м, жестко соединяемые с плитной частью фундамента. В скальных грунтах обычно используются напрягаемые стержни с анкерующими болтами.

Анкерный фундамент включает грунтовые пресс-тяги с утолщенными (вуты) опорными площадками по грунту, а также опорные площадки здания, анкеры в грунте. Отличие данной конструкции фундамента заключается в том, что опорные площадки по грунту стянуты пресс-тягами к анкерам со сплачиванием вутов в единую трехосно сжатую конструкцию, вдавленную в грунт, причем так, что это обжатие и вдавливание в грунт сохраняется при последующей в процессе строительства и эксплуатации частичной замене натяжения тяг давлением от опорных площадок здания и исключением части тяг из работы путем их демонтажа.

Рисунок 2. Ключевые элементы анкерного фундамента.

1 - Грунтовый анкер; 2 - Скважина; 3 - Вертикальная пресс-тяга; 4 - Опорная площадка (с утолщениями, вутами); 5 - Законтурная опорная площадка; 6 - Набетонка, объединяющий железобетонный монолит; 7 - Щебенистая (из прочных дискретных элементов) подсыпка; 8 - Геосетка, габионная сетка, силовая сеть; 9 - Вертикальная несущая конструкция здания (колонна);10 - Подстилающие грунты основания

Анкерные фундаменты изготавливаются из различных материалов, таких как железобетон, сталь, пластмасса, пленка и сетка. По способу изготовления делятся на сборные и сборно–монолитные анкеры. По схеме работы анкеры подразделяются на: свободно лежащие гравитационные анкеры (в том числе с использованием сил присоса за счет сцепления и атмосферного давления); анкеры мелкого и глубокого заложения; анкеры трения. Конструктивно анкерные фундаменты классифицируются на массивные-столбчатые фундаменты, грибовидные фундаменты, анкерные плиты, инъекционные анкеры, винтовые сваи, забивные железобетонные или металлические сваи, фундаменты в виде закладных плит.

Глубину заложения таких фундаментов обычно принимают такую же, как в столбчатых и ленточных фундаментах. Глубина заложения анкера связана с необходимой несущей способностью по грунту.

Марку бетона и толщину защитного слоя принимают по примеру столбчатого и свайного фундамента. Способы армирования анкерных фундаментов, размеры сеток и класс арматуры также принимаются аналогично столбчатым и свайным фундаментам.

Монтаж конструкции анкерного фундамента:

1. Устройство анкера, к которому крепятся тяги (некоторые временно) и скважины.

2. Укладка опорных площадок, например, в виде сборных железобетонных или металлических (из перфорированного металла) плит.

3. Стягивание и обжатие опорных площадок с вутами (сплачивание) и вдавливание их в грунт (пресс-тяги). Обжатие и вдавливание сопровождается трехосной работой бетона в вутах (трехосное обжатие). Объемное обжатие производится и подстилающих грунтов основания, поскольку выпору грунта препятствует дискретный материал в силовой, габионной и геосети.

Исходя из этого, можно сделать вывод о значительных преимуществах щелевого и анкерного фундаментах, которые позволяют рациональнее организовать строительный процесс, снизить стоимость возведения фундаментов путем сокращения расхода материалов, трудоемкости работ, а также сократить время строительства.

Список литературы:

1. Сорочан Е.А. «Фундаменты промышленных зданий» - М.: Стройиздат, 1986 – 303.
2. Ухов С.Б. «Механика грунтов, основания и фундаменты» -М: Высшая школа, 2002 -566.
3. Техэксперт. Информационный портал профессиональной справочной системы: [Электронный ресурс] – Режим доступа – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200086086 (дата обращения 08.01.17)