CC BY
159
6. Зеленин А. М., Первых И. А., Сосна В.М. Физическое моделирование газогидродинамической обстановки в аэротенке вытеснителе // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 8. С. 89-93.
Информация об авторах
Кульков Виктор Николаевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Инженерные коммуникации и системы жизнеобеспечения», тел.: 89021763785, e-mail: kulkof.viktor@yandex.ru; Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Солопанов Евгений Юрьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Инженерные коммуникации и системы жизнеобеспечения», тел.: 89021707622, e-mail: evgursolo@mail.ru; Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Зеленин Александр Матвеевич, аспирант кафедры «Инженерные коммуникации и системы жизнеобеспечения», тел.: 89025614470, e-mail: zelenin@avk.irtel.ru; Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Сосна Виктор Михайлович, аспирант кафедры «Инженерные коммуникации и системы жизнеобеспечения», тел.: 89086688081, e-mail: vsosna@bk.ru; Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Information about the authors
Kulkov V.N., Doctor of Technical Sciences, Professor, Department engineering services and life-support systems, tel.: 89021763785, e-mail: kulkof.viktor@yandex.ru; Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
Solopanov E.U., Candidate of Technical Sciences, Associate professor of the Department engineering services and life-support systems, tel.: 89021707622, e-mail: evgursolo@mail.ru; Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
Zelenin A.M., Post-graduate, Department engineering services and life-support systems, tel.: 89025614470, e-mail: zelenin@avk.irtel.ru; Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
Sosna V.M., Post-graduate, Department engineering services and life-support systems, tel.: 89086688081, e-mail: vsosna@bk.ru; Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
УДК 332.834.3/6
АНАЛИЗ ТИПОВ ФУНДАМЕНТОВ ДЛЯ МАЛОЭТАЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА В
УСЛОВИЯХ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ
Р.И. Кутафин
В данной статье рассмотрены наиболее популярные типы фундаментов для малоэтажной застройки в условиях Восточной Сибири: ленточный, отдельностоящий (столбчатый), свайный фундаменты и монолитная плита. Предложены как классические, так и прогрессивные конструктивные решения. Проведена предварительная оценка экономической эффективности.
Ключевые слова: фундаменты; ленточный фундамент; свайный фундамент; столбчатый фундамент; монолитная плита.
ANALYSES OF THE TYPES OF FOUNDATION FOR THE LOW-RISE BUILDING IN
THE CONDITIONS OF EASTERN SIBERIA
R.I. Kutafin
In the article we considered the most popular types of foundation for the low-rise building in the conditions of Eastern Siberia, such as stripe foundation, freestanding or columnar, piled and monolithic slabs. We offered both classical and progressive construction solutions. We also made the preassessment from the point of economical effectiveness.
Key words: foundations; stripe foundation; piled foundation; columnar foundation; monolithic slab.
Фундамент - основание для зданий и сооружений. Он является наиважнейшей частью здания, его основная функция заключается в передаче и распределении нагрузки от здания на грунт под его основанием. Общий принцип строительства фундамента для дома примерно одинаков во всех современных проектах и меняется в зависимости от конкретных особенностей грунта и используемой технологии. В настоящее время при строительстве малоэтажных домов используется несколько основных типов фундамента: ленточный, свайный, столбчатый и фундамент - монолитная плита [1, 2].
Ленточный фундамент
Среди различных типов фундаментов конструкция ленточного фундамента, в сборном или монолитном исполнении, наиболее популярна в малоэтажном домостроении Иркутского региона. По предварительному подсчету ленточный фундамент занимает более 65% от общих объемов фундаментостроения. Основными факторами, определяющими принятие решения, по применению данного типа фундамента являются:
- возможность использования конструкции ленточного фундамент в качестве подвальных или цокольных этажей;
- простота конструкции и технологии его возведения;
- возможность возведения фундамента в сборном или монолитном исполнении;
- возможность использования б/у железобетонных конструкций;
- высокая надежность конструкции по работе грунтов основания (как правило, ввиду избыточно высокой несущей способности, определяемой не характеристиками грунта, а конструктивными параметрами ленточного фундамента);
- консервативность подхода заказчика и «подогреваемой» желанием подрядной организации вложить максимум в показатель материалоемкости конструкций нулевого цикла.
Ленточные фундаменты, возводимые на нескальных пучинистых грунтах, в соответствии с действующими нормативами, требуют заложения на глубины в диапазоне 70100% максимальной глубины промерзания данного грунта, что по несущей способности грунта, применительно к малоэтажным зданиям, часто являются чрезмерно избыточным, даже при минимальной конструктивной ширине подошвы фундамента. В данных случаях стоимость возведения фундамента может достигать 40% и более от общей стоимости конструктивной части двухэтажного объекта [3].
Высокая стоимость затрат определяется большим объемом земляных и бетонных работ, значительными транспортными расходами и затратами на эксплуатацию машин и механизмов. При отсутствии заглубленных помещений удельные затраты на возведение конструкций нулевого цикла существенно возрастают и становятся экономически не оп-
равданными. Попытки волевого уменьшения глубины заложения фундамента с жестким конструктивом часто приводят к существенным неравномерным деформациям фундамента с образованием и развитием трещин в надземной части. В данном случае следует понимать, что мелкая глубина заложения фундамента с его возможными неравномерными деформациями определяется не только воздействием морозного пучения грунта на начальном периоде эксплуатации, но и упиранием подошвы фундамента на разуплотненный грунт основания, промораживаемый в достроительные периоды (рис. 1, б).
Возведение массивных ленточных фундаментов характеризуется, как указано выше, использованием высокой машиноемкостью землеройной, крановой техники, бетоносмесителями и бетононасосами, при этом их удельные затраты существенно возрастают при значительной удаленности объекта и относительно невысоких объемах работ.
Классический сборный, монолитный или сборно-монолитный ленточный фундамент, применительно к малоэтажным зданиям, не имеющих подвальных помещений, следует рассматривать, как скрытый резерв в вопросах снижения себестоимости и сроков строительства. Пример исполнения сборного ленточного фундамента показан на рис. 1, а.
Свайный фундамент
Классический свайный фундамент более сложен в исполнении, чем предыдущий вид фундамента. Основное его преимущество, по сравнению с другими типами фундаментов, - передача нагрузки от здания на нижние слои грунтов основания, при этом можно пренебречь малопригодными к нагрузкам верхними слоями грунтов основания. Не будем затрагивать вопросы материалов сваи, их типов по характеру работы и технологии возведения, потому как их насчитывается более 200 модификаций. Заострить внимание следует на технико-экономических показателях классического свайного фундамента. При использовании забивных железобетонных свай свайное поле, применительно к малоэтажной застройке, получается достаточно неплотным из-за большого запаса несущей способности свай, отсюда следует, что ростверк и ранд балки получаются массивными. Возведение такого типа фундамента сложный и весьма дорогостоящий процесс, связанный с рядом причин:
- высокая стоимость свай;
- транспортные расходы по доставке материалов, машин и механизмов;
- земляные работы (как правило, требуются);
- трудозатратный процесс возведения ростверков;
- ложный отказ сваи, приводящий к увеличению сроков возведения;
- большой объем грунта обратной засыпки;
- меры по предотвращению касательных сил морозного пучения;
- использование тяжелых дорогостоящих машин;
- складские зоны и зоны подъезда большегабаритного транспорта.
Классический свайный фундамент (рис. 2) очень редко приемлем для малоэтажной
застройки, да и, как показывает практика, редко используемый [4].
Большое распространение в решении данных вопросов имеют винтовые сваи и бу-ронабивные сваи малого диаметра.
Недавно на рынок малоэтажного строительства Иркутского региона пришла технология винтовых свай. Большие денежные вложения в рекламу и грамотные маркетинговые ходы плотно закрепляют данный вид фундамента в лидерах продаж среди свайных фундаментов. Неоспоримые плюсы вышеупомянутого типа фундамента:
- быстрота возведения;
- не требуется предварительной подготовки участка;
- низкая себестоимость и цена монтажа;
- эффективность использования материала (не имеет большого запаса несущей способности).
б)
Рис. 1. Ленточный фундамент: а - сборный ленточный фундамент; б - монолитный ленточный фундамент мелкого заложения
Рис. 2. Свайное поле из железобетонный свай. Классический вариант
Серьезный минус данного фундамента - непригодность отдельных видов свай для использования на пучинистых грунтах. В теплых странах, где нет отрицательных температур воздуха, силы морозного пучения отсутствуют. Отделы продаж пытаются с легкостью перенести данный вид фундамента в другие климатические, геологические и гидрогеологические условия, что зачастую приводит к негативным последствиям.
а) б)
Рис. 3. Винтовые сваи: а - конусного типа; б - сваи с винтом на конце
Винтовые сваи конусного типа (рис. 3, а), при малой глубине заложения, не могут справиться с силами морозного пучения. Данный тип свайного фундамента мало подходит для использования в Восточной Сибири. Касательные силы морозного пучения выше ан-керовочного усилия, возникающие ниже глубины промерзания (если таковая погружена ниже глубины сезонного промерзания грунта).
Есть другой тип винтовых свай, который хорошо подходит для нашего региона -винтовые сваи с винтом на конце (рис. 3, б).
Винт обеспечивает не только несущую способность сваи по грунту, но и дает анке-рующий эффект, т.к. установленное анкерующее устройство (винт) находится в грунтах ниже сезонного промерзания. При гладкой боковой поверхности сваи и при наличии мероприятий по снижению сил трения между пучинистым грунтом и поверхностью сваи -данный вид свай является удовлетворительным в климатических и геологических условиях Восточной Сибири.
Буронабивные сваи малого диаметра тоже получили широкое применение в решении вопросов фундаментостроения. Наряду с винтовыми конусообразными сваями, данный тип свай не может гарантировать нормальную работу фундамента, используемого на пучинистых грунтах основания из-за вышеупомянутых касательных сил морозного пучения.
Столбчатый фундамент
Столбчатый или отдельно стоящий в сборном (рис. 4, а и б) или в монолитном исполнении фундамент в многоэтажном строительстве не так популярен, как остальные виды фундаментов. Причина этому, как правило, «слабые» грунты основания. В малоэтажном же строительстве нашего региона данный вид фундаментов тоже не имеет широкого распространения. На наш взгляд зря. Ввиду малых нагрузок, передаваемых на грунт основания при малоэтажной застройке, столбчатый фундамент можно считать наиболее приемлемым для климатических условий Восточной Сибири. Себестоимость отдельно стоящих фундаментов, даже при глубине заложения ниже сезонного промерзания грунта, гораздо ниже ленточного фундамента. Приведем ряд преимуществ данного вида фундамента:
- снижение объемов земляных работ;
- снижение объема бетонных работ;
- из-за возможности работы с габаритными размерами в двух направлениях, можно добиться максимально оптимального размера, не имеющего большого запаса прочности, следовательно избежать перерасхода материалов;
- практический минимальный вывоз грунта или его отсутствие;
- не обязательна предварительная подготовка участка;
- при замене грунтов основания их объем минимален.
Вышеупомянутые преимущества значительно экономят денежные средства на строительство. Стоит отметить, что столбчатый фундамент при монолитном, а тем более сборном варианте исполнения, значительно сокращает сроки исполнения, что не маловажно в резко континентальном климате Иркутского региона. Монтаж колонн и ранд-балок не является трудоемким процессом при использовании отдельно стоящего фундамента. При большом заглублении основания фундамента грунты обратной засыпки дают анкерующий эффект, что в сейсмическом районе необходимо учитывать. Можно заострить внимание на объемах работ, следующих после распалубивания, например, объем обратной засыпки грунта, горизонтальная гидроизоляция и др., они также минимизированы. Можно смело заявить, что при грамотном инженерном подходе, данный вид фундамента практически максимально приемлем при малоэтажной застройке.
б)
Рис. 4. Сборный железобетон: а - отдельно стоящий фундамент; б - отдельно стоящий фундамент
в проектном положении
Фундамент - монолитная плита
Фундамент - монолитная плита (рис. 5) относятся к мелко заглубленным или неза-глубленным фундаментам. Жесткое пространственное армирование по всей несущей плоскости обеспечивает устойчивость таких фундаментов даже на сильно и неравномерно сжимаемых грунтах, к которым относятся пучинистые грунты. Снижение давления на грунт достигается благодаря тому, что монолитная плита всей своей площадью лежит на нем. Важную роль в таком фундаменте играет качество материалов. Благодаря способности к сезонным перемещениям вместе с грунтом плитный фундамент иногда называют плавающим [5, 6].
Основные достоинства монолитного плитного фундамента состоят в следующем:
- высокая несущая способность;
- способность противостоять смещению и вспучиванию грунта основания;
- простота конструкции;
- хорошая способность противостоять грунтовым и талым (поверхностным) водам;
- возможность строительства цокольного этажа, защищенного от талых вод.
Рис. 5. Фундамент монолитная ж/б плита
Недостатков у монолитной плиты практически нет, исключение - ее высокая стоимость. Монолитный сплошной фундамент, особенно заглубленный, может составить 3050% стоимости надземного конструктива малоэтажного здания. Если же плитный фундамент мелкозаглубленный, то затраты на бетон и арматуру компенсируются простотой технологии. Если же плитный фундамент заглублен, то помимо большой массы бетона придется завести значительное количество песка и щебня для сооружения подушки и обратной засыпки. Аренда техники для сооружения котлована и другие расходы зачастую превышают разумную пропорцию (20% общей стоимости надземной части малоэтажного здания).
Принимая решение использовать плитный фундамент, наряду с его простотой и надежностью, стоит учитывать высокую стоимость. Преимуществом использования данного вида фундамента является готовый черновой пол первого этажа.
БИБЛИОГРФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Атаев С.С. Технология индустриального строительства из монолитного железобетона. М.: Стройиздат, 1989. 592 с.
2. ЕНиР. Сборник 4. Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций. Вып. 1. Здания и промышленные сооружения // Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1987. 64 с.
3. Рейш А.К., Борисов С.М., Бондаков Б.Ф. Машины для земляных работ: справочное пособие по строительным машинам. М.: Стройиздат, 1981. 352 с.
4. Руководство по конструкциям опалубок и производству опалубочных работ. М.: Стройиздат. 1983. 500 с.
5. Афанасьев А.А., Данилов Н.Н., Копылов В.Д. Технология строительных процессов. 2-е изд. М.: Высшая школа, 2000. 464 с.
6. Ербахаев В.О. Методы возведения подземных зданий и сооружений. Поярусный способ // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014. № 7. С. 64-71.
Информация об авторе
Кутафин Роман Игоревич, магистрант, e-mail: kutafinri@mail.ru; Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Information about the author
Kutafin R.I., candidate for a master's degree, e-mail: kutafinri@mail.ru; Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
УДК 696.1
ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИНЖЕНЕРНЫМ СИСТЕМАМ И ОБОРУДОВАНИЮ МНОГОКВАРТИРНЫХ ЗДАНИЙ В НОВЫХ СВОДАХ
ПРАВИЛ
Л.В. Макотрина
Рассмотрены изменения в сводах правил в сравнении со СНиПами, касающиеся внутреннего противопожарного водоснабжения зданий различного назначения. Приведено сравнение раздела «Системы противопожарного водопровода» СНиПа 2.04.01-85* и СП 10.13130.2009, посвященного системам противопожарного водопровода. Показано, что СП 10.13130.2009 не имеет значительных изменений по сравнению с разделом «Системы противопожарного водопровода» СНиПа 2.04.01-85*.
Ключевые слова: свод правил; СНиП; внутренний противопожарный водопровод; внутриквартирное пожаротушение; расход воды; технические требования.
