Что такое фундамент глубокого заложения и когда он необходим

При строительстве зданий с большими или неравномерными расчетными нагрузками на основание часто выбирают фундаменты глубокого заложения (ФГЗ). Технология их обустройства позволяет оптимально распределить нагрузку от высотного дома, строения сложной конфигурации или с неравномерным распределением тяжелого оборудования, заглубленного или подземного сооружения. Также заглубленные фундаменты выбирают если несущие слои грунта на участке залегают на значительной глубине, если почва неравномерная (например с глинистыми линзами, валунами в толще).

Особенности фундаментов глубокого заложения

Чем больше глубина фундамента, тем он дороже. ФГЗ выбирают когда нет гарантий устойчивости здания на ленточном, массивном или свайном основании. Фундаменты глубокого заложение, в отличие от оснований мелкого заложения, могут передавать и распределять значительные горизонтальные нагрузки. Также в них увеличивается несущая способность, так как часть вертикальных нагрузок гасится за счет трения боковых поверхностей опорных элементов о грунт, а оставшиеся передаются на подошву. Кроме того уменьшаются объемы земляных работ (нет необходимости в предварительной разработке котлована).

ФГЗ делают с использованием опускных колодцев, кессонов, глубоких набивных свай или методом "стена в стене". Рассмотрим подробнее некоторые технологии обустройства глубоких оснований для зданий и сооружений.

Опускные колодцы

Проектировщики часто рекомендуют фундаменты глубокого заложения на основе железобетонных конструкций, замкнутых по периметру и открытых сверху и снизу. Бетонные, металлические и другие виды колодцев используются редко в связи с меньшей прочностью материала.

Этапы создания ФГЗ из опускных колодцев:

Допускается использование сборных железобетонных элементов круглого, квадратного, прямоугольного (обычного и с поперечными перегородками) или закругленного на торцах сечения. Круглые элементы легче заглублять в грунт, они эффективнее воспринимают нагрузки сжатия. Элементы с другим сечением позволяют эргономичнее использовать под оборудование площадь внутренних помещений. В строительстве используют железобетонные оболочки диаметром 1,2 и 6,0 метров.

Грунт из колодца выбирают, как правило, каждые 3-5 метров погружения. Делают это при помощи грейфера, гидроэлеватора, эрлифта.

Для значительных по площади основания зданий делают группы колодцев в наиболее уязвимых местах. Для равномерного распределения нагрузок группы соединяют железобетонными балками (ростверком).

Кессоны

Опускные колодцы неэффективны в условиях обводненных грунтов с прослойками скальных пород, так как велики затраты на водоотлив. На таких почвах фундаменты глубокого заложения делают с помощью кессонов. Схематически они представляют собой перевернутую вверх дном емкость, в которую нагнетается сжатый воздух. Давление подбирается таким образом, чтобы уравновесить давление грунтовых вод, то есть позволить оставаться камере сухой. Далее происходит погружение элементов фундамента и выемка грунта.

Использование кессонов дорогостоящий метод. Он выбирается только если нет возможности делать опускные колодцы.