Опыт устройства

Наиболее массовое применение фундаменты в вытрамбованных котлованах получили при строительстве в городе Набережные Челны. Для каркасных зданий (детсадов, магазинов, комбинатов бытового обслуживания) в основном применяются столбчатые фундаменты с плоской подошвой, а для жилых пяти- и девятиэтажных крупнопанельных зданий с уширенным основанием.

Фундаменты в вытрамбованных котлованах для каркасных зданий в плане квадратной формы с шириной понизу 0,9—1,2 м, поверху 1,2—1,4 м и высотой 0,8—1,4 м. Размеры их назначали исходя из расчетного давления на уплотненный грунт основания по среднему сечению 0,45—0,55 МПа. Для установки колонн в фундаментах выполняли стаканы соответствующих размеров.

Для жилых крупнопанельных пяти- и девятиэтажных домов фундаменты в вытрамбованных котлованах располагают по осям несущих стен и обязательно в местах их пересечения и изломов (см. рис. 67). Цокольные панели технического подполья, как правило, опираются непосредственно на фундаменты и лишь в отдельных местах при недостаточной прочности панелей выполнялись ростверки. Размеры фундаментов по верху назначались с учетом опирания на них трех-четырех панелей, для чего отдельные фундаменты выполнялись с уширенной верхней частью.

Для пятиэтажных крупнопанельных домов серии 464 БНЧ  фундаменты в вытрамбованных котлованах располагают по 5 шт. на каждую поперечную ось с нагрузкой до 950 кН.

Основной тип трамбовки для вытрамбовывания котлованов
Рис. 68. Основной тип трамбовки для вытрамбовывания котлованов под пяти- и девятиэтажные крупнопанельные жилые дома в городе Набережные Челны

Размеры фундаментов для пяти- и девятиэтажных крупнопанельных зданий унифицированы с учетом действующих на них нагрузок, создания необходимых площадей опирания панелей таким образом, чтобы обеспечить возможность вытрамбовывания всех котлованов одной трамбовкой (рис. 68). С использованием этой трамбовки котлованы под фундаменты с нагрузкой 800— 1200 кН вытрамбовывались на глубину 2,5 м, а под нагрузки до 400 кН — на 1,5 м. Для отдельных фундаментов с необходимой площадью их в верхней части F=l,l м2 вытрамбовывание котлованов осуществлялось на глубину 3,0 м.

В целях повышения несущей способности фундаментов в вытрамбованных котлованах путем создания уширенного основания в дно их втрамбовывался щебень прочных каменных пород: для фундаментов с нагрузками 800—1200 кН—1,2 м3, 400— 800 кН — 0,6 м3.
До начала широкого применения фундаментов в вытрамбованных котлованах был выполнен комплекс научно-исследовательских и опытных работ, которые показали, что для вытрамбовывания котлованов под фундаменты с плоской подошвой (без уширения основания) трамбовкой площадью 0,8—1,2 м2 на глубину 1—1,2 м требуется 10—16 ударов. .Вытрамбовывание котлованов под фундаменты с уширенным основанием на глубину 2,5 м трамбовкой (см. рис. 68) обеспечивалось при 8—12 ударах, а втрамбовывание каждой порции щебня объемом 0,5— 0,6 м3 за 5—7 ударов.

Массовое применение фундаментов в вытрамбованных котлованах в городе Набережные Челны началось при строительстве пяти- и девятиэтажных крупнопанельных жилых домов на территории, сложенной переслаивающейся толщей из отдельных слоев толщиной 0,5—5 м суглинков, супесей, мелких пылеватых песков. Была разработана технология вытрамбовывания котлованов в этих грунтовых условиях.

Особенность разработанной технологии вытрамбовывания котлованов в песчаных грунтах состоит в том, что на подготовленной поверхности вначале отсыпаются слои суглинков с оптимальной влажностью и щебня толщиной по 20—40 см, через которые производят вытрамбовывание на глубину до 1,5 м. В процессе вытрамбовывания суглинок и щебень перемешиваются и по стенкам вытрамбованного котлована создается оболочка из щебеночно-суглинистого грунта, обеспечивающая заданную форму котлована и устойчивость стенок его от обрушения. По мере вытрамбовывания котлована и уменьшения- толщины оболочки из щебеночно-глинистого грунта в котлован через каждый 0,6—1,0 м подсыпают слои суглинка и щебня той же толщины. После вытрамбовывания котлована на заданную глубину для создания уширенного основания производят втрамбовывание в дно его щебня отдельными порциями по 0,4—0,6 м3.

Фундаменты под жилые дома бетонируют без опалубки в распор со стенками вытрамбованного котлована путем заливки пластичного бетона из автобетоновозов.

В процессе бетонирования в верхней части фундаментов устанавливают две арматурные сетки диаметром 6 мм с ячейками по 20 см.

Контроль качества и приемка работ по вытрамбовыванию котлованов производили по глубине вытрамбованных котлованов, объему втрамбованного в дно котлованов щебня, исполнительной схеме их расположения в плане и по высоте.

При производстве работ в зимнее время оттаивают промерзший слой грунта на всю его высоту электропрогревом на площади, в 2—3 раза превышающей площадь фундамента поверху. Фундаменты бетонируют сразу после вытрамбовывания котлованов и втрамбовывания в дно их щебня с электропрогревом свежеуложенного бетона.

В процессе строительства и эксплуатации более 40 зданий, характеризующихся различными конструкциями, схемами, этажностью, видами оснований и конструкций фундаментов, выполнялись систематические геодезические наблюдения за осадками фундаментов. Полученные результаты наблюдений позволили установить что:
осадки двух-трех этажей каркасных зданий детсадов и школ, возведенных с применением обычных столбчатых фундаментов на уплотненных тяжелыми трамбовками просадочных грунтах, изменяются от 10 до 20 мм;
осадки пятиэтажных крупнопанельных жилых домов серии 1-464 БНЧ, возведенных на уплотненных тяжелыми трамбовками просадочных грунтах с применением ленточных фундаментов, составляют 25—35 мм;
осадки пяти и девятиэтажных крупнопанельных зданий серии 1—464 ДНЧ и 83 на фундаментах и вытрамбованных котлованах изменяются от 12 мм до 40 мм;
осадки девяти — шестнадцатиэтажных жилых домов на свайных фундаментах из забивных и буронабивных свай длиной 10— 16 м 10—80 мм;
осадки всех зданий в 1,5—5 раз меньше предельно допустимых.

Несмотря на случаи замачивания просадочных грунтов, ни в одном здании не наблюдается недопустимых деформаций и трещин в стенках.

Для оценки технико-экономической эффективности методов уплотнения просадочных грунтов по разработанным проектам была проанализирована сметная стоимость различных примененных вариантов оснований и фундаментов для блок-секций пяти-и девятиэтажных крупнопанельных зданий, а также сметная стоимость фундаментов на 1 м2 площади.

Для девятиэтажных крупнопанельных зданий применение двухслойного уплотнения по сравнению со свайными фундаментами из забивных свай обеспечивает снижение стоимости в 2,85 раза, а фундаментов в вытрамбованных котлованах с уширенным основанием в 5,5. Для пятиэтажных крупнопанельных домов применение уплотнения тяжелыми трамбовками по сравнению со свайными фундаментами позволяет снизить стоимость устройства фундаментов в 2,52 раза, а устройство фундаментов в вытрамбованных котлованах в 5, 5 раза.

Фундаменты в вытрамбованных котлованах в 1979 г. были выполнены при строительстве пяти- и девятиэтажных зданий общей полезной площадью около 186,1 тыс. м3, что позволило снизить стоимость на 771,2 тыс. руб. в год.