6.1.3 Технико-экономический анализ имеющихся решений фундаментов под колонны
Основное требование, которое должно быть предъявлено к фундаментам под колонны, это их сборность с изготовлением элементов на заводах строительной индустрии. Монолитные фундаменты в значительной мере удлиняют сроки строительства, снижают его технический уровень и эффективность затрат. Однако одной сборности недостаточно. Необходимо, чтобы типовые решения фундаментов были достаточно гибки и позволяли при ограниченной номенклатуре изделий собирать фундаменты с разной площадью подошвы в пределах хотя бы до 15 – 20 м2 и при глубине заложения 3,0 – 3,6 м. Только при таких условиях сборные фундаменты под колонны найдут широкое применение, а изделия для фундаментов будут массовой продукцией заводов по изготовлению железобетонных конструкций, как это имеет место с выпуском элементов для ленточных фундаментов серии ИИ-03-02.
Рассматривая с изложенной точки зрения приведенные выше примеры сборных фундаментов, следует отметить, что большинство из них не удовлетворяют указанным требованиям. Все решения даны для глубины заложения 1,75 – 2,0 м, в то время как в практике строительства ввиду планировочной подсыпки или из условий напластования грунтов фундаменты часто приходиться закладывать на большей глубине. Применение в таких случаях подбутки или подбетонки вызывает значительный перерасход материалов и по существу почти ликвидирует преимущества сборного решения фундаментов. Недостаточна в приведенных примерах и вариантность по площади подошвы, что не позволяет применить такие фундаменты даже для родственных по нагрузкам и конструкциям зданий.
Исключением являются сборные фундаменты, изображенные на рис. 22. Однако эта номенклатура изделий слишком обширна и содержит только при одном варианте конструкций и лишь для колонн зданий без мостовых кранов более 70 типоразмеров довольно сложных изделий. Освоение такой номенклатуры заводами при сравнительно небольшой повторяемости изделий встретит затруднения.
Вторым требованием, предъявляемым к сборным фундаментам, является минимальный расход бетона и стали. Для оценки имеющихся конструкций с этой точки зрения составлена табл. 9, в которой приведены данные по расходу бетона и стали для шести разных фундаментов. Первые три типа фундаментов — сборный двухблочный, монолитный стаканного типа и сборный в виде оболочки имеют примерно одинаковую площадь подошвы 6,75 и 7,83 м2; последние три типа — сборный в виде оболочки, двухблочный и сборный ребристый одноблочный имеют площадь подошвы 17,4 и 17,05 м2. Показатели по расходу материалов взяты для первых двух типов фундаментов по альбомам типовых рабочих чертежей, по фундаментам в виде оболочек — по составленным расчетам и чертежам, а по последним двум типам — по рабочим чертежам. Все типы фундаментов рассчитаны при нормативном давлении на грунт основания около 2 кг/см2.
Как видно из таблицы, первые два фундамента, т. е. сборный и монолитный стаканного типа имеют примерно одинаковый расход бетона. Расход стали в сборном варианте на 20% больше, чем при монолитном. Более эффективные показатели имеет фундамент с оболочкой; расход бетона меньше в полтора раза, а стали на 15 – 20%, чем в первых двух типах. Двухблочный фундамент площадью 17,4 м2 имеет примерно одинаковые показатели .по расходу материалов с сборным фундаментом ГПИ-1. Ребристый одноблочный фундамент той же площади дает экономию в расходе бетона в полтора раза (0,43 вместо 0,64 м3), но требует двойного расхода стали (32,5 вместо 15,4 кг). Фундамент с оболочкой площадью 17,05 м2 по расходу бетона экономнее двухблочного той же площади в два раза, а по стали — на 20%.
Немаловажное значение при применении сборных фундаментов имеют транспортабельность и монтажный вес изделий, поэтому нельзя признать удачными решения фундаментов с весом элементов до 18,5 т и габаритами 4,7×3,7 м; друше типы имеют вес монтажных элементов до 10 т с габаритами изделий не более 3,0 м, что можно считать вполне приемлемым для современных строек.
При оценке конструкций сборных фундаментов нужно учесть трудоемкость монтажных работ. Предпочтение следует отдать двухблочному фундаменту ГПИ-1 с наименьшей построечной трудоемкостью. Фундаменты с оболочками хотя и дают значительную экономию в расходе материалов, но требуют монтажной сварки колец оболочки и устройства песчаной подушки. Стоимость и трудоемкость изготовления элементов для сборных фундаментов .зависит также от сложности формы изделий; здесь лучшим решением являются фундаменты ГПИ-1, с элементами прямоугольной формы без ребер и наклонных плоскостей.