Вместе к новым решениям!

Технология и опыт устройства фундаментов высотных зданий типа баретт.

Р. КАТЦЕНБАХ, д-р техн. наук, Технический университет, Р.А. ДУНАЕВСКИЙ, руководитель проектов по Восточной Европе, Инженерная ассоциация проф. Катценбаха (Дармштадт, Германия); А.А. ФРАНИВСКИЙ, канд. техн. наук, зав. лабораторией высотного строительства НИИСП (Киев, Украина).

Баретты представляют собой вид набивных свай повы­шенной несущей способности. Для их устройства грейфе­ром под защитой суспензии отрывается траншея, в которую впоследствии опускается арматурный каркас (в случае про­изводства армированных баретт) и производится бетониро­вание. Технология устройства баретт соответствует техно­логии выполнения одной захватки стены в грунте.

Бареттные фундаменты применяются при больших строительных нагрузках зданий, что характерно для высот­ного строительства, и могут служить альтернативой буронабивным сваям, особенно когда требуется производство значительного количества свай большого диаметра. Барет­ты благодаря сравнительно большим размерам могут воспринимать большие нагрузки по материалу и по грунту.

Баретты могут выполняться в форме четырехугольни­ков и различных комбинаций из них (рис. 1). При выборе гео­метрических параметров баретт исходят из принципа соосной передачи нагрузки от вертикальных элементов верх­ней конструкции (стен, колонн, пилонов и т. д.) на фунда­менты и соответственно подбирают размеры баретт. Кроме того, при определении размеров баретт необходимо учиты­вать размеры и технические характеристики грейфера, а также производственные особенности при соединении не­скольких баретт в единый элемент.

Рис. 1. Возможные конфигурации баретт.

Часто устройство баретт особ

енно целесообразно в комбинации с устройством стены в грунте, так как необхо­димая для производства техника и механизмы (грейфер, силосы для суспензии и т. д.) имеются на строительной пло­щадке и одна производственная технология используется как для фундаментов, так и для ограждающей конструкции.

Проектирование баретт осуществляется на основании тех же методов, что и проектирование буронабивных свай (СНиП 2.02.03-85). При устройстве крестообразных или аналогичной конфигурации баретт целесообразно предусмотреть снижение трения по боковой поверхности в об­ластях пересечения двух четырехугольников.

В зависимости от вида нагрузок применяются армированные и неармированные баретты. Неармированные баретты работают исключительно на сжатие. В случае, если предусматриваются армированные баретты, их арматура должна сопрягаться с фундаментной плитой.

В связи с большими размерами баретт и соответственно большой несущей способностью их испытание в масштабе 1:1 возможно только при устройстве массивной анкерной конструкции или при использовании гидравлических домкратов с разделением баретты на части.

Возможно провести классические статические испытания свай меньших размеров и по их результатам с по­мощью аналитического расчета определить трение по боковой поверхности и сопротивление под нижним концом сваи. Полученные данные могут применяться при проектировании бареттного фундамента. Такой способ расчета бареттного фундамента и проектирование испытания свай требует экспертного сопровождения на всех этапах строи­тельства. Метод испытания свай изложен в [1].

 Рис.2. Процесс устройства бареттного фундамента.

При проектировании бареттных фундаментов особое внимание должно уделяться устойчивости траншеи. Устойчивость траншеи должна подтверждаться расчетом. В рабочих чертежах бареттного фундамента должна быть указана расчетная плотность применяемой суспензии, при которой обеспечивается устойчивость траншеи.

При анализе инженерно-геологических условий необхо­димо обратить внимание на возможные крупнозернистые, галечные или подобные отложения. При их наличии устой чивость траншеи не может быть обеспечена без принятия особых мер (предварительного инъецироваия, специальных ограждающих конструкций и т. д.), так как в противном случае суспензия не может удержать стенки траншеи.

При анализе гидрогеологических условий на проектиру­емом объекте важно учитывать давление воды на подошву траншеи и предотвращать ее разуплотнение вследствие давления воды. В связи с этим и необходимо выявить возможные напряженные водоносные горизонты давление в них.

Перед началом устройства самих баретт необходимо отрыть форшахты, которые обеспечат вертикальность дви­жения грейфера при устройстве траншеи.

Форшахты не являются элементами несущей конструкции и выполняются исключительно из-за технологической необходимости.

Уровень, на котором устраиваются баретты, должен находиться выше уровня грунтовых вод, так как устройство баретт при проведении водопонижения недопустимо. В противном случае при работе насосов в скважинах водопонижения возможно попадание в них суспензии и/или бетона, что может привести к выходу из строя последних и экологическому нарушению гидрогеологического режима. Кроме того, возможно снижение несущей способности бареттных фундаметов.

Процесс устройства бареттного фундамента представлен на рис. 2. По мере отрывания траншея заполняется суспензией (в качестве которой, как правило, используется бентонитовая или полимерная суспензия). Перед применением суспензии ее плотность должна быть проверена опытным путем на соответствие проектным значениям.

При производстве работ для обеспечения устойчивости траншеи должен вестись контроль за уровнем суспензии, а возможные потери должны фиксироваться и анализироваться. С точки зрения экономической целесообразности и экологичности производства суспензия должна использоваться многократно, для чего, как правило, на объекте устанавливаются силосы. Для дальнейшего применения суспензия должна постоянно очищаться от более крупных частиц грунта.

При завершении работ по устройству траншеи и перед бетонированием необходимо произвести очистку подошвы траншеи от крупных фракций грунта. После очистки подошвы траншеи от крупных частиц производится вертикальное бетонирование, при этом должны быть приняты меры по предотвращению расслоения бетона.

При заливке бетона следует учитывать, что при бетонировании под бентонитовым раствором качество и прочность верхнего слоя бетона вследствие смешивания раствора с грунтом и суспензией снижается по сравнению с параметрами, предусмотренными проектом. В связи с этим необходимо учитывать, что верхний слой бетона, так называемый грязный бетон, должен быть впоследствии удален. Как правило, высота слоя грязного бетона составляет около 1 м. Этот факт должен быть учтен в проектных и производственных отметках.

Так, например, в Киеве комбинированные бареттно-плитные фундаменты применены при строительстве 31-этажного торгово-офисного комплекса высотой 131,4м; 33-этажного общественно-офисного центра высотой 118,3м; офисного комплекса из двух зданий высотой 192 м и др. Контролируемые суммарные осадки составили 2-4 см.

На рис. 3 показан процесс устройства комбинированного бареттно-плитного фундамента при строительстве высотного офисного комплекса MIRAX PLAZA в Киеве.

 Рис.3. Устройство комбинированного бареттно-плитного фундамента при строительстве высотного комплекса Mirax Plaza в Киеве.

В настоящее время расчет бареттных фундаментов проводится по аналогии с фундаментом на буронабивных сваях. При этом влияние масштабного эффекта остается, как правило, неучтенным. Вследствие технической сложности проведения статических испытаний баретт оценка их поведения в натурных условиях, как правило, базируется на результатах статических испытаний буронабивных свай небольшого диаметра с последующим пересчетом.

В связи с этим целесообразно проведение ряда натурных испытаний баретт статической нагрузкой с целью определения коэффициентов пересчета от несущей способности буронабивной сваи к несущей способности баретт, а также разработка нормативно-технической и расчетно-методологической базы для широкого внедрения этого сравнительно нового для отечественной науки и практики эффективного вида фундаментов повышенной несущей способности.

 

Литература

1. Катценбах Р., Дунаевский Р.А., Франивский А.А. Методика испытаний буронабивных свай повышенной несущей способности по системе Остенберга // Жилищное строительство. 2008. № 8. С. 27-30
 
 

 

Связь с консультантом

+375 (17) 240-42-29

skype