Малоэтажные здания и легкие сооружения имеют широкое распространение в промышленном, жилищно-гражданском, транспортном и особенно в сельском строительстве.
Фундаменты малоэтажных зданий обладают специфическими условиями проектирования и строительства, которые главным образом связаны с малыми нагрузками на основание и значительной территориальной разбросанностью строящихся объектов. Эти условия создают предпосылки для применения в основном неиндустриальных монолитных фундаментов из бутовой кладки, бутобетона, бетона и других материалов, требующих больших затрат ручного труда на добычу и транспортировку материалов и укладку их в конструкцию. Применяемые сборные элементы блочных фундаментов мелкого заложения разработаны для зданий средней этажности и в условиях малоэтажных зданий с малыми нагрузками оказываются экономически не обоснованными. Поэтому стоимость и трудоемкость возведения подземной части малоэтажных зданий составляет 20÷25% от общей стоимости всего здания. Сборные фундаменты для сельских малоэтажных зданий весьма разнообразны (рис. 20). Для зданий малой и средней этажности, как правило, применяют сборные блочные фундаменты.
Рис. 20. Сборные фундаменты сельских зданий: а - бетонный столбчатый; б - трубчатый; в - блочный столбчатый; г - ленточный из блоков; д - ленточный из коробчатых блоков; е - коробчатые блоки 1 — элемент заглубления; 2 - элемент распределения нагрузки; 3 - засыпка шлаком; 4 - глиняный замок; 5 - дренажное отверстие; 6 - каналы теплосети; 7 — гидроизоляция.
Современные тенденции индустриализации и удешевления строительства, в том числе и сельского, по применяемым конструкциям состоят в максимальном укрупнении сборных элементов панельной и пространственной формы.
Предложения автора этих строк в области индустриализации фундаментов мелкого заложения, основанные на указаных принципах, реализованы с учетом грунтовых условий территории БССР. Разработаны, экспериментально проверены и внедрены в опытное строительство два варианта сборных фундаментов: крупнопанельные ленточно-столбовые фундаменты зданий и сооружений средней этажности и крупнопанельные облегченные фундаменты для сельского строительства.
Облегченные крупнопанельные фундаменты (рис. 21) состоят из песчаной или гравийной подушки шириной 80—120см и высотой 50—80см, фундаментно-цокольной панели-стенки ФСО и панели перекрытия при наличии подвала.
Рис. 21. Крупнопанельные фундаменты: а — для зданий с подпольем; б — для зданий без подполья; 1 — панель-стенка; 2 — панель-подушка; 3 — бетонная подготовка с песчаной подушкой; 4 — засыпка; 5 — отмостка.
Все основные типоразмеры панелей ФСО (табл. 16) имеют одинаковую длину, а доборные получаются делением основной панели на 1/3 и 2/3 ее длины. Панели армируют по полкам двумя сетками из стали классов A-I или А-Ш с расходом металла 16,5—10,2 кг на панель (рис. 22).
Таблица 16. Размеры панелей марок ФСО.
Марка панели | Размеры, мм | Марка бетона | Объем бетона, м3 | Вес панели, кг | Эффективность: объем бетона к объему панели | ||
ширина | длина | высота | |||||
ФСО-10 | 350 | 3570 | 1000 | 150 | 0,74 | 1770 | 0,59 |
ФСО-13 | 350 | 3570 | 1300 | 150 | 0,90 | 2160 | 0,51 |
ФСО-16 | 350 | 3570 | 1600 | 150 | 1,0 | 2640 | 0,55 |
ФСО-19 | 350 | 3570 | 1900 | 150 | 1,24 | 2970 | 0,52 |
Панели значительно укрупнены и по сравнению с типовыми блоками более эффективны. Объем бетона от общего объема панелей (по наружному обмеру) составляет лишь 52—59%, что также лучше соответствующих показателей пустотности типовых блоков.
Рис. 22. Фундаментно-цокольная панель-стенка ФСО-16.
Несущая способность панелей отвечает требованиям норм проектирования бетонных и железобетонных конструкций и соответствует расчетной нагрузке 150 т на панель. Как показали испытания, разрушающая нагрузка достигает 270—400 т. В то же время расчетная нагрузка на фундаменты малоэтажных зданий даже для самого невыгодного случая загружения не превышает 45 т/пог. м.
Изготовление фундаментных панелей ФСО на Смолевичском заводе ЖБИ Минской области прошло три стадии, включая наиболее простые полигонные методы и самый эффективный метод заводского изготовления — виброштампование.
По простейшей полигонной технологии, доступной любым строительным организациям или заводам, панели формуют на плоском поддоне или бетонированной площадке способом «столбами вверх».
Для этого на деревянном плоском поддоне, обитом кровельной сталью, или на ровной бетонной площадке устанавливают сборно-разборную деревянную опалубку бортов. В ее прорези навешивают пустотообразователи, имеющие размеры согласно рабочему чертежу панели и выполненные из досок, обитых кровельной сталью.
Бетонирование формы панели можно проводить в один или два приема. Сначала укладывают сплошной слой бетона толщиной 80 мм, а затем, после установки пустотообразователей, бетонируют столбы и полки панели.
При бетонировании в один прием применяют бетон с осадкой конуса 2—3 см и уплотняют его вибратором И-21 с гибким валом; во втором случае можно использовать более жесткий бетон с осадкой конуса 1—2 см, уплотняя первый слой плоскостным вибратором, а второй — глубинным, с гибким валом.
Трудоемкость изготовления панели по способу «столбами вверх» звеном в два человека составляет 1,9 чел-ч.
Для снижения трудоемкости формования и повышения качества сборных элементов более целесообразно применять второй способ их изготовления — «столбами вниз».
Он включает следующие технологические операции: сборку форм, их смазку, установку арматурных сеток, подачу бетона к форме козловым краном в бункерах с откидным дном, заполнение форм бетоном из бункера, его разравнивание и уплотнение глубинным вибратором, заглаживание верхней поверхности бетона виброрейкой, пропаривание изделий, снятие боковой опалубки, транспортирование панелей в штабель.
Как показал опыт массового изготовления панелей по этому способу на ребристых поддонах, сборные элементы получаются лучшего качества, а трудовые затраты по сравнению с первым способом снижаются почти вдвое.
Наиболее совершенным способом изготовления фундаментных панелей стенок является виброштампованне.
На одном из заводов процесс виброштампования был освоен с использованием стандартной установки для формования пустотных панелей перекрытий. Эта установка включает формовочную машину СМ-563В, бетоноукладчик, вибропригрузочный щит и подъемную тележку.
Переделка формующей установки на виброштамп касается только вибропригрузочного щита, который превращается в штампующий пригруз. Пустотообразователи виброштампа свариваются из листовой стали толщиной 8—14 мм согласно рабочему чертежу панели и закрепляются на общий 18-миллиметровый стальной лист. Сам лист в свою очередь соединен болтами с рамой вибропригрузочного щита, колебания в котором возбуждают 4 вибратора марки С-414, и пригруз создает давление на изделие 12 кгс/см2.
При виброштамповке звено из двух человек затрачивает на изготовление панели всего 16 минут, что в 2 раза меньше, чем при способе «столбами вниз». Кроме того, на 10—15% экономится цемент.
Изготовляемые заводом фундаментные панели были внедрены в строительство малоэтажных зданий различного назначения: заводов торфобрикетов, полевых производственных баз, жилых домов, цеха стройиндустрии и прочих зданий сельскохозяйственного назначения.
По сравнению с типовыми монолитными и блочными фундаментами была достигнута значительная экономия средств (в 1,5—2 раза); уменьшен объем конструкций примерно в 2 раза и соответственно расход бетона и стали, сокращены затраты труда монтажников в связи с резким уменьшением числа монтажных элементов и укрупнением монтажных единиц сборных фундаментов.
Изложенный опыт изготовления и внедрения панельных фундаментов позволяет рекомендовать их для широкого использования в малоэтажном строительстве сельских зданий самого различного назначения.