Особенности фундаментов высотных зданий

Строительство современных высотных зданий практически немыслимо без устройства фундамента глубокого заложения, что связано с наличием развитой подземной части у большинства из них и необходимостью передавать крайне высокие нагрузки на надежные грунты, залегающие на относительно большой глубине. Проектирование и устройство таких фундаментов представляет собой сложную геотехническую задачу, решаемую на стадиях расчета, испытания на площадке и работы в составе фундамента под проектной нагрузкой. В данной статье описываются особенности возведения данных фундаментов, расчета их взаимодействия с основанием и возникающие при этом проблемы.

Сваи и барреты в составе фундаментов глубокого заложения
Основные несущие элементы фундамента – сваи или барреты, устраиваемые непосредственно на площадке строительства, могут в отдельных случаях достигать длины до 60 м. При этом их нижний торец может быть заглублен как в скальные грунты – прочные малосжимаемые грунты, имеющие высокие деформационные и прочностные характеристики (гранит, известняк, доломит, песчаник различной степени выветрелости и трещиноватости), так и в сжимаемые грунты (твердые глины, пески).

В первом случае несущая способность таких свай-стоек оказывается очень высокой, что позволяет эффективно строить высотные здания, при этом рассчитывая на получение ими сравнительно небольших по величине осадок (порядка нескольких сантиметров). Однако при нагрузках на одну сваю порядка нескольких тысяч тонн ее ствол неотвратимо будет претерпевать сжатие, что повлечет за собой возникновение определенных сил трения на ее боковой поверхности, что может некоторым образом разгрузить нижний торец элемента. Поэтому сваю или баррету длиной более 30 м не совсем корректно считать сваей-стойкой в классическом понимании, когда вся нагрузка передается по нижнему торцу элемента и нет бокового трения, так как практически отсутствуют вертикальные перемещения.

Во втором случае сильно нагруженный элемент фундамента претерпевает большие вертикальные перемещения, что вызывает частичную или полную мобилизацию сил трения по боковой поверхности и сопротивления на уровне нижнего торца. Такая схема соответствует классической «висячей» свае. Имея большую длину и развитую боковую поверхность (большой диаметр сваи или большие стороны барреты), такие элементы также способны нести большие нагрузки до нескольких тысяч тонн, однако заведомо будут уступать по несущей способности заглубленным в скальный или другой малосжимаемый грунт.

С полным содержанием этого номера Вы можете ознакомиться здесь

Полную версию статьи Вы можете прочитать в нашем печатном издании или подписавшись на электронную версию нашего журнала

Авторы: Виталий Сидоров, к.т.н., доцент, Армен Тер-Мартиросян, к.т.н., доцент, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», НОЦ «Геотехника» МГСУ