Ученые ПНИПУ нашли новый способ в разы ускорить строительство зданий

Сегодня строительство часто требует использования свайных фундаментов, которые прорезают слабые слои грунта и передают вес здания на более прочные участки. Чтобы перенести нагрузку от конструкции на сваи, их объединяют плитами из железобетона. Проблема в том, что быстро и надежно соединить эти элементы между собой технически сложно. Традиционные способы требуют долгой и вредной ручной срубки бетона, что занимает несколько часов или десятков дней работы и создает горы строительного мусора. Ученые Пермского Политеха предложили новый способ соединять сваи с плитой фундамента. В отличие от традиционных решений, он занимает всего несколько минут и при этом не создает шума, грязи и бетонных отходов. Его использование позволит сократить трудоемкость выполнения работ, а значит — повысить производительность и ускорить сдачу объектов.

Почти любое крупное строительство сегодня не обходится без свайных фундаментов. Их используют при возведении жилых многоэтажек, торговых центров, промышленных цехов и мостов, поскольку они принимают на себя всю нагрузку и позволяют строить практически на любых грунтах — особенно там, где основание слишком слабое или неоднородное.

Сваи забивают глубоко в землю, а их верхушки, которые остаются торчать, соединяют друг с другом при помощи железобетонных плит. Между собой эти элементы нужно прочно скрепить, однако сделать это надежно и при этом быстро невозможно. Чтобы добраться до арматуры (соединительных элементов внутри сваи), строителям приходится разрушать верхнюю часть бетонного столба. Этот процесс занимает в среднем 30-40 минут на одну сваю, однако под небольшой одноподъездный дом количество таких бетонных столбов уже измеряется сотнями. При этом процесс «срубки голов» сопровождается высоким уровнем шума и образованием большого количества пыли.

В качестве альтернативного решения инженеры выводят соединительные элементы из верхней части наружу. Тогда после забивки не нужно ничего разрушать — арматура уже видна и готова к использованию. Это позволяет существенно ускорить монтаж, однако при транспортировке и при забивке эти выступающие элементы часто повреждаются. Вместо готового соединения строители получают изогнутые прутья, которые нужно выпрямлять или восстанавливать, что требует дополнительных трудозатрат.

Проблема в том, что современное строительство, особенно в условиях плотной городской застройки и промышленных зон, предъявляет жесткие требования к скорости возведения объектов. И это неудивительно, ведь любой простой на площадке оборачивается прямыми убытками и срывом графиков сдачи. Однако ни один из существующих подходов не позволяет добиться нужной скорости без потери надежности.

Ученые Пермского Политеха предложили уникальный для России способ соединять сваи с плитой фундамента без долгой срубки бетона. Он более экологичный: при его использовании нет шума, грязи и бетонных отходов. А в отличие от традиционных методов, которые занимают часы или дни, новый способ требует всего несколько минут, что значительно ускорит строительство любых зданий.

Исследователи предложили такой вариант конструкции сваи, при котором на ее верх одевается специальная деталь, которая будет являться выпусками арматуры, то есть стальными прутьями, которые соединяют столб с фундаментной плитой.

Вторая часть конструкции — насадка на голову сваи. На ней уже закреплены стальные прутья для последующего монтажа. При этом все детали соединяются друг с другом при помощи специальных штифтов. Это сделано для того, чтобы на стройке их можно было зафиксировать без лишней и долгой доработки.

Так как во время забивки любые выступающие части легко повредить, мы предлагаем на верх сваи надевать специальную защитную накладку. Она принимает на себя все удары, а внутренние элементы остаются невредимыми. После того как столб погрузили в землю до нужной отметки, эту накладку нужно снять. В результате верх столба оказывается чистым и полностью готовым к использованию, — прокомментировал Дмитрий Сурсанов, старший преподаватель кафедры «Строительное производство и геотехника» ПНИПУ.

Сам процесс выглядит следующим образом. На верхнюю часть сваи надевают заранее подготовленную плиту с отверстиями и арматурными стержнями. Далее детали соединяют с помощью штифтов. После этого у сваи остается несколько торчащих прутьев, которые впоследствии будут крепить ее к плитной части фундамента.

Основное преимущество способа в том, что процесс монтажа занимает минуты. Также предложенный подход полностью исключает тяжелые и опасные работы по срубке бетона, а вместе с ними уходят шум, вибрация и появление строительного мусора. Это позволит повысить производительность труда за счет нового технического решения, — отметил Дмитрий Сурсанов.

Надежность нового соединения заложена в самой конструкции. Все детали идеально совпадают друг с другом, поэтому не требуют никакой подгонки или переделки на строительной площадке. Это значит, что при монтаже не повреждается арматура и не нарушается структура бетона. Кроме того, исключается человеческий фактор — ошибки, которые часто допускаются при ручном труде.

Новый способ особенно актуален для городского строительства, где сроки возведения объектов жестко ограничены. Это позволит быстрее и легче строить жилые комплексы, торговые центры, паркинги, промышленные здания и любые другие объекты на свайных фундаментах.

На разработку выдан патент.

Фото: ПНИПУ

Источник: Минобрнауки России