ПЛОДОТВОРНЫЙ МЕТОД
|
РЕКЛАМА утверждение перепланировки |
Метод "плавающего" фундамента можно использовать частично: с его помощью регулировать нагрузку на основание до заданного значения. Поясним это на примере 25-этажного каркасно-панельного жилого дома. Масса надземной части такого здания составляет 37000 тонн. Масса двухъярусной коробчатой плиты - 5750 тонн, а масса удаленного из котлована грунта-16250 тонн. Разность между вынутым грунтом и фундаментом будет 10500 тонн. Значит, давление на основание снизилось почти на 25 процентов. Подсчет показывает, что при семиэтажной подземной части нагрузка эта станет нулевой. Однако, если это не диктуется технологическими соображениями, излишне мощные фундаменты делать невыгодно.
Глубокий котлован под фундамент центральной части здания Московского государственного университета позволил значительно уменьшить его осадку.
Когда в середине 50-х годоз в Москве велось строительство высотных зданий, одним из главных стал вопрос о надежной конструкции фундаментов.
Различные варианты коробчатых пустотелых фундаментов под высотные здания; слева направо фундаменты: многоярусный; развитой; выходящий за застройку.
| Опыт сооружения небоскребов в Нью-Йорке здесь не подходил - несущая способность московских грунтов примерно в десять раз ниже давления, которое выдерживают манхэттенские сланцы. Наши гигантские здания, масса каждого из которых достигала 200-300 тысяч тонн, просто бы утонули в сильносжимаемых грунтах. Поэтому решили прибегнуть к "плавающему" методу: располагать фундамент на слоях грунта, обжатых давлением вышележащих пород, почти равным давлению, которое возникнет после окончания строительства здания. Так, например, под главный корпус Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова со 183-метровой центральной частью вырыли котлован глубиной 14,5 метра (высота пятиэтажного дома). Решение оказалось верным. Осадка центральной, наиболее загруженной части главного корпуса к концу строительства составила от 4 до 7 сантиметров, а через два года почти полностью прекратилась. | Может возникнуть вопрос: каким образом достигается "плавающий" эффект, ведь только одна железобетонная фундаментная плита под такое сооружение окажется значительно тяжелее грунта, удаленного из котлована, а тут еще давит и надземное строение? Дело в том, что фундаментная плита делается не сплошной, а пустотелой. Она представляет собой пространственную железобетонную коробку с системой сравнительно тонких продольных и поперечных стен и горизонтальны,, плит. Такой фундамент, его называют коробчатым, почти не уступает по прочности сплошной плите и при этом значительно легче ее. Благодаря такому конструктивному решению не только резко снижается давление на основание, но и достигается значительная экономия материалов. |
Конструктивное решение жилого дома с устройством гаражей-стоянок в фундаментной плите и примыкающем подземном пространстве дома (экспериментальный жилой район Чертаново-Северное, Москва).
|
По данным Московского научно-исследовательского и проектного института типового и экспериментального проектирования, например, под 25-этажное здание, фундамент, представляющий собой двухъярусную пустотелую плиту высотой 6,5 метра, по прочности эквивалентен пятиметровой сплошной плите; расход бетона и стали при этом сокращается втрое.
Расчеты показали, что на пустотелые фундаменты можно устанавливать даже 150-200-этажные здания, не опасаясь осадки. Причем глубина заложения фундамента не обязательно должна расти пропорционально высоте надземной части здания. Многоярусная железобетонная коробка прорежет слабые наносные слои грунта и расположится на прочных породах. Коробчатые фундаменты можно использовать даже при строительстве на структурно-неустойчивых грунтах: лёссах (лёсс в переводе с немецкого - растворимый), на грунтах, быстро размокающих в воде и дающих большие дополнительные осадки, на вечномерзлых грунтах, оттаивающих в процессе эксплуатации зданий. Если учесть, что лёссы занимают 17, а вечно-мерзлые грунты - 49 процентов территории нашей страны, то становится понятной особая важность проблемы надежности подземной части сооружений, возводимых в регионах с такими грунтами. Весьма жесткая подвальная часть зданий, создаваемая коробчатыми фундаментами, позволяет возводить высотные сооружения даже над горными выработками. Пустотелые многоярусные фундаменты не только сводят к минимуму давление, передаваемое на кровлю, например, шахты, но и перераспределяют напряжения, образующиеся над подземными пустотами. "Плавающие" фундаменты оказались весьма эффективными при строительстве в сейсмических районах. Убедительный пример тому Япония. В сооруженных здесь высотных зданиях междуэтажные перекрытия и коробчатые конструкции фундаментов надежно связаны каркасом в единое целое. Выполненные из монолитного железобетона многоэтажные подвалы-фундаменты переходят в стены. Массивные в нижней части, они постепенно облегчаются кверху. Этим достигается низкое расположение центра тяжести всего сооружения, а следовательно, и устойчивость при подземных толчках. Здания такой прочной и упругой конструкции, способные выдержать сейсмические нагрузки подобно тому, как корабль в море выдерживает качку, стали строить в Ташкенте после землетрясения 1966 года. |
Небезынтересные сведения сохранила для нас история. Так, древнеримский писатель и ученый Плиний Старший (23-79 гг. н. э.) в своем известном труде "Естественная история в 37 книгах" рассказывает, что Капитолий выдержал не раз случавшиеся землетрясения благодаря подземным колодцам, которые устроили римляне, чтобы ослабить влияние земных колебаний.
Низкий центр тяжести и надежное защемление в грунте глубокого фундамента обеспечивают повышенную устойчивость зданий и против скоростного напора ветра, который создает главную опасность для высотных сооружений. И, наконец, еще один аргумент, подтверждающий рациональность "плавающих" фундаментов. К сожалению, только совсем недавно стали обращать внимание на влияние, оказываемое городскими сооружениями на недра земли. Зона сжатия пород от многоэтажных зданий достигает десятков метров. При этом возникает значительный осадочный прогиб земной поверхности, что отрицательно сказывается на экологии города: нарушаются режим циркуляции подземных вод, питание растений, почвенный покров, устойчивость склонов. Теперь все чаще наблюдается тенденция бороться с этим, применяя в строительстве облегченные материалы и прогрессивные конструкции фундаментов. И здесь пустотелые фундаменты, конечно, претендуют на первостепенную роль, когда речь идет о сооружении высотных зданий. |