При проектировании и строительстве зданий часто встречаются слабые грунтовые основания с низкой несущей способностью и высокой сжимаемостью. Для их укрепления и улучшения характеристик используют армирующие элементы, в частности фиброволокна, внедрение которых усиливает грунтовое основание фундамента. Однако полная замена слабого грунта фиброармированным нецелесообразна и может оказаться экономически невыгодной. Ученые Пермского Политеха предложили более экономичный вариант укрепления основания фундамента, который позволяет значительно сократить расход материала, но при этом остается таким же эффективным.
В ПНИПУ предложили экономичный вариант укрепления фундамента / © freestockcenter, Freepik
Статья с результатами опубликована в журнале «Известия высших учебных заведений. Строительство». Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Армирование грунта фиброволокнами происходит путем внедрения и распределения по всему объему грунтового основания коротких высокопрочных элементов (фибры). Укрепление таким способом подпорных стен и откосов насыпей уже исследовано, но особенности применения фиброгрунта в качестве основания здания почти не изучено.
Его прочностные характеристики значительно выше по сравнению со слабым неукрепленным основанием. Фиброгрунт увеличивает несущую способность грунта, сокращает площадь подошвы фундамента и уменьшает его осадку. Но, несмотря на это, полная замена слабого основания под зданиями – очень дорогая и нецелесообразная процедура.
Ученые Пермского Политеха изучили возможность применения подушек из фиброармированного грунта, которые укладываются на слабую естественную земляную основу. Такое устройство сравнивали с полностью замененным на фиброгрунт и неукрепленным грунтом.
Для каждого варианта политехники рассчитывали прочностные и деформационные характеристики основания, определяли сопротивление грунта, площадь подошвы фундамента и его осадку.
«Грунт, полностью армированный фиброволокном, позволяет сократить площадь подошвы фундамента и тем самым расход его материала в 1,8 раза. Кроме того, результаты расчетов показали, что частичное добавление фиброволокон может до трех раз сократить объемы строительных работ в различных грунтовых условиях. Особенно важно, что осадка фундамента не значительно больше и не превышает допустимых пределов», – рассказывает Андрей Пономарев, профессор кафедры «Строительное производство и геотехника» ПНИПУ, доктор технических наук.
Ученые Пермского Политеха выяснили, что применение фиброгрунтовых подушек позволяет также продуктивно увеличить прочность основания и сопротивляемость нагрузкам, но при этом такой вариант устройства гораздо рентабельней, значительно уменьшает объемы производства армирующих элементов и сокращает сроки строительства.
