Неоднородный ТИМ
По мнению экспертов, готовность к внедрению ТИМ в повседневную практику среди российских строительных компаний очень неоднородна. Одна из причин этого – отсутствие единой методологии и ИТ-стандартов и нежелание некоторых игроков рынка переходить на новые стандарты работы.
1 сентября 2023 года вступило в силу Постановление Правительства РФ № 331 в новой редакции, согласно которому до 1 июля 2024 года каждый застройщик, ведущий работы на объектах капстроительства (ОКС) по 214-ФЗ, должен использовать при застройке технологии информационного моделирования (ТИМ), они же BIM. Таким образом, день X для отраслевых компаний, который несколько раз переносился, все же должен настать.
Между тем к обязательным новшествам пока готовы не все. По мнению экспертов ДОМ. РФ, в настоящее время только порядка 18% застройщиков применяют технологии информационного моделирования. Это 30–40 компаний из топ-100 игроков рынка.
Неполная готовность
Схожие выводы делают и специалисты ИТ-сферы, проектировщики, сами застройщики, представители смежных отраслей. По словам руководителя департамента внедрения и технического сопровождения программного обеспечения АО «СиСофт Девелопмет» (CSoft Development) Степана Воробьева, готовность к внедрению ТИМ в повседневную практику среди строительных компаний по России очень неоднородна. Такие лидеры рынка, как ПИК, Самолет и другие, активно используют ТИМ в своих проектах, их также задействуют при строительстве новых объектов промышленные гиганты и технологические драйверы. Москва, Московская область, Санкт-Петербург – драйверы информационного моделирования. «Во многих других регионах и компаниях, имеющих меньшие масштабы деятельности, информационная модель зачастую или не используется, или используется как инструмент самопроверки. Широкому внедрению ТИМ препятствуют такие факторы, как отсутствие у строительных компаний целостного представления о том, как информационная модель может изменить, улучшить и сделать процесс более эффективным ресурсоемкость внедрения ТИМ, отсутствие единой системы взаимодействия между представителями строительной отрасли, где ТИМ выступали бы ключевым элементом. Соответственно ускорению процесса поспособствует широкая популяризация ТИМ, в чем «СиСофт Девелопмент» принимает активное участие в разных форматах. Субсидирование внедрения в самых разных вариантах, за которое мы также выступаем вместе с коллегами из ТИМ-сообщества, и постепенное создание некой экосистемы, где все CAD, PLM, САПР могут бесшовно взаимодействовать друг с другом», – отмечает он.
Рынок не готов к работе по новым правилам, считает генеральный директор Rocket Group Борис Латкин. Использование BIM все еще тяжело вписывается в процессы застройщиков, предпочитающих классические технологии 2D-проектирования и последовательную работу. Распространена практика, когда сначала используют привычное программное обеспечение, а уже потом переводят результат в BIM-формат. Таким образом, новый закон и необходимость перехода на сложное ПО замедлили процесс разработки. «Однако уверены, что в перспективе использование BIM упростит и ускорит работу бюро, специализирующихся на проектах комплексного развития территорий. Сейчас с ИИ-платформой территориального моделирования rTIM интегрируются и классические чертежи, и BIM-модели. Тем не менее мы планируем, что в будущем разработка масштабных проектов застройки в симбиозе BIM и ТIМ-технологий будет быстрее и нагляднее для проектировщиков», – полагает представитель ИТ-рынка.
На наш взгляд, продолжает тему заместитель генерального директора компании «Метрополис» Олег Баранов, большинство застройщиков и 100% основных крупных застройщиков уже используют ТИМ, при этом у них имеются свои внутренние стандарты для информационной модели на разных стадиях проектирования и этапах строительства объекта: «По моему мнению, в Москве, Санкт-Петербурге количество застройщиков, использующих информационное моделирование, может достигать 80%. В целом по России, я думаю, это около 20%. Использование ТИМ также напрямую зависит от конкретного заказчика, от его требований по организации проектирования и строительства. Несмотря на то что ситуация меняется к лучшему, внедрение информационного моделирования на объектах строительства тормозит недостаточное количество квалифицированных BIM-менеджеров, способных интегрировать ее в реальные процессы строительства. Отсутствует понятная всем методология, недостаточные возможности отечественного ПО для реализации необходимых требований, предъявляемых к современной ТИМ-модели. Ускорение процесса внедрения возможно при разработке грамотного, тщательно спланированного последовательного плана, который будет корректироваться практическим опытом, выделения достаточного финансирования на разработку отечественного ПО и обучение специалистов».
Если рассматривать крупных застройщиков из центральных городов РФ, практически все они используют информационную модель в том или ином виде в своей работе, рассказывает директор департамента информационных технологий Группы ЦДС Михаил Орлов. «Про региональных или небольших застройщиков сказать сложно. Скорее всего, данные ДОМ.рф близки к истине. Но в рамках данного ПП можно еще задаться вопросом, готова ли негосударственная экспертиза принимать проекты с информационной моделью и предъявить требования к ним. В Группе ЦДС использование информационной модели на этапах проектирования и подготовки к строительству уже стало обычным процессом и со второй половины 2023 года мы начали подключать к этому коллег со строительных площадок. Для внедрения BIM у застройщиков основным тормозом, возможно, является низкая цифровизация отрасли: получив проект с ИМ застройщик не всегда знает, в каких процессах можно ее использовать, и из-за этого не может сформулировать требования к проектировщикам», – считает девелопер.
По мнению руководителя инженерной группы ANTARUS компании «Элита» Евгения Волчкова, информацию с сайта ДОМ.РФ о том, что только 18% застройщиков использует BIM-технологии, не стоит воспринимать как сигнал «все пропало». Если воспользоваться законом Парето, отмечает эксперт, то 80% текущего объема жилого строительства обеспечивает 20% застройщиков. Это примерно около 500 компаний (исходя из анализа данных сайта ЕРЗ.РФ). Среди этих топ-500 доля компаний, которые применяют BIM, в разы выше. А из 20 крупнейших застройщиков РФ как минимум две трети внедрили эту технологию не вчера, а 3–5 лет назад. Постановление Правительства РФ № 331 является просто необходимым для развития строительной отрасли.
«Наша компания уже 6-й год использует BIM-системы, и полученный опыт показывает, что их внедрение не только ускоряет все процессы реализации проекта – от проектирования до ввода в эксплуатацию, но и существенно повышает качество выполняемых работ. Сопротивление рынка естественно и свойственно любым инновациям. Например, между появлением первого автомобиля и началом его массового использования прошло более 20 лет. Единственным фактором, который мог бы затормозить процесс внедрения BIM-проектирования, является массовый уход иностранных производителей из России. А у большинства компаний, которые пришли на их место, до сих пор нет информационных моделей собственных продуктов. Например, на рынке насосного оборудования буквально единицы производителей могут предложить BIM-модели для проектов, в том числе наша компания «Элита». Мы разрабатываем BIM-семейства на все свои продукты ANTARUS и выкладываем их в свободный доступ», – сообщил Евгений Волчков.
Формообразующий фактор
Другие опрошенные эксперты отмечают саму неоднородность подходов к использованию технологий информационного моделирования. По словам генерального директора ООО «ИСП «Геореконструкция» Алексея Шашкина, сведения об использовании ТИМ спекулятивны, поскольку не определен сам термин. Я вкладываю в него прежде всего все, что способствует главному в любом сооружении – обеспечению механической безопасности. В этом смысле сегодня технологиями информационного моделирования охвачены 100% объектов строительства, поскольку для каждого из них выполняются расчеты, строится численная расчетная модель сооружения.
«Внедрению BIM, он же ТИМ, мешает прежде всего отсутствие связи между расчетной моделью объекта и всем прочим, что принято подразумевать под ним. Декларируется, что в модель достаточно внести некоторое изменение – и модель автоматически перестроится. Это ложь. Дело в том, что при этом не перестроится расчетная модель, а следовательно, конструктив сооружения. Поясню: при пролете между стенами 8 метров перекрытие может быть в виде плиты, а при 12 уже понадобятся балки солидного сечения. Ничего этого в существующем ПО не заложено. Поэтому BIM – это не более чем веселые картинки, которые оказались востребованными только потому, что топ-менеджеры разучились читать чертежи. Для того чтобы они хоть что-то поняли, приходится доводить чертежи до уровня комиксов», – считает руководитель проектной компании.
«Главная проблема – это отсутствие единой методологии и стандартов по BIM. В России есть несколько ГОСТов и других документов по BIM, но они не согласованы и не учитывают специфики разных работ и объектов. Также многие застройщики и проектировщики не имеют опыта и компетенций в BIM и необходимого софта и оборудования. Для ускорения внедрения BIM нужно разработать и утвердить комплекс стандартов по BIM, создать центры компетенций по BIM в регионах, стимулировать развитие отечественного ПО для BIM и обеспечить совместимость разных программных продуктов. Также важно учитывать специфику объекта и вида работ при выборе софта для работы с информационной моделью», – отмечает исполнительный директор BIMDATA Виктория Школина.
По словам директора департамента управления, продуктом компании «Нанософт» Сергея Сыча, переход на ТИМ – это далеко не только переход на новый вид программного обеспечения, это изменение методологии и самих работ, и взаимодействия с коллегами. По разным причинам к таким изменениям готовы далеко не все организации. Любая технология должна быть целесообразной: «От информационной модели проекта прежде всего требуется быть актуальной и достоверной, доступной всем заинтересованным сторонам, а также обладать интероперабельностью, обеспечивающей обмен необходимыми данными и их извлечение, для чего эта модель и создается. Правильный подход определяет получение желаемого результата – с повышением общего качества проекта и его совокупной экономией. ПО здесь является одним из формообразующих факторов: его выбор, стандартизация, внедрение – очень важный элемент итогового результата».
По мнению главы комитета по информационному моделированию градостроительной деятельности АРПП «Отечественный софт» Михаила Бочарова, информационная модель должна быть такой, как написано в Градостроительном кодексе РФ: «Но, к сожалению, с целью снижения требований цифровой экономики делаются попытки пересмотра положений ГрК в угоду более простой схеме данных, в основном используемой за рубежом. Многие могут сказать: мы еще более простые варианты не освоили, а надо уже переходить на более сложные. Да, это именно так, но нужно понимать, что цифровая вертикаль должна учитывать амбициозные планы управления данными, и такие сейчас заложены в ГрК. С другой стороны, нужно максимально упростить формирование и ведение самой ИМ, убрать излишние требования и условности».
Переход к российскому
Информационная модель должна быть разумной и достаточной для решения тех задач и целей, которые застройщик ставит перед собой, используя ее, считает заместитель генерального директора компании Renga Software Максим Нечипоренко. Например, для решения практических задач по управлению строительным проектом. Самое главное – это задать вопрос: зачем нужна информационная модель? Только после этого можно понять, какая она должна быть. Еще можно обратиться к нормативно-техническим документам и искать описание информационной модели там. Можно сказать еще, что для застройщика информационная модель должна быть неким инструментом, который позволит, с одной стороны, сформировать чертежи на основе трехмерной модели, а с другой – сформировать набор IFС-файлов для экспертизы.
«На самом деле, – добавляет Максим Нечипоренко, – если грамотно и правильно внедрять и применять информационное моделирование, то процесс строительства (по 214-ФЗ) оно делает менее затратным, позволяет использовать более достоверные данные для оценки затрат, стоимости и сроков – это все положительно влияет на общий ход строительного процесса. О том, какой использовать софт для информационного моделирования, здесь каждый решает сам в зависимости от своих знаний, технических и финансовых возможностей, наличия квалифицированных кадров. В реалиях сегодняшнего дня этот софт должен быть еще доступным для установки и последующего официального обслуживания, сопровождения и возможности обновления, то есть отечественным», – констатирует эксперт.
Информационная модель должна быть полной и интраоперабельной, отмечает Степан Воробьев. Затраты будут заключаться в приобретении техническим заказчиком ПО и обучении специалистов, задействованных на всех этапах строительства, регламентам использования модели. «Наша позиция состоит в том, что ТИМ на российской стройке должны быть созданы на российском ПО. Мы также выступаем за то, чтобы базовые задачи ТИМ решались на единой платформе, открытой при этом для подключения либо для загрузки данных от другого российского софта, решающего специализированные задачи, связанные с профилем, технологией строительства объекта и другими его особенностями», – добавляет представитель компании «СиСофт Девелопмет».
С помощью виртуальной модели возможно контролировать сроки выполнения работ, оперативно вносить необходимые корректировки и в дальнейшем использовать ИМ на этапе эксплуатации, напоминает Олег Баранов. При этом затраты на строительство сокращаются в среднем на 10–15%. Самое распространенное ПО при создании модели проекта – это Revit, Archicad, Rengа, Model Studio и другие. Отечественное ПО на данном этапе уступает западному софту, поэтому большинство девелоперов работает с использованием Revit, на внедрение которого затрачены значительные средства, настроены необходимые технологические инструменты, и переход на альтернативный софт довольно сложная задача. Тем не менее, подчеркивает представитель компании «Метрополис», для обеспечения экспертной проверки результат всей разносторонней работы в различных моделях, выполненных в соответствии с требуемым информационным наполнением, должен иметь возможность выгружаться в унифицированный IFC-формат.
Финансовый вопрос
Переход от традиционного проектирования к информационному моделированию требует ощутимых инвестиций со стороны строительной компании, считает руководитель IT-проектов ООО «3В Сервис» Артем Солдатов. Застройщику необходимо найти деньги и время, чтобы сформировать новые команды, наладить процессы, выбрать и закупить программное обеспечение: «Несмотря на то что со временем данные вложения окупятся и начнут приносить прибыль, в моменте не все застройщики готовы к подобным издержкам. Еще одна проблема заключается в том, что не все застройщики осознают пользу от внедрения BIM-технологий. Так происходит по причине того, что компании концентрируются только на создании информационной модели объекта строительства, а не на ее использовании. Если подойти к данному вопросу более комплексно и проработать использование модели на всех этапах жизненного цикла сооружения, то преимущества работы с BIM-моделью станут очевидны».
Уже очень много говорилось о том, что переход на BIM действительно окупается, когда модель используется на этапе строительства, а не только проектирования, сейчас же видно, что даже у многих крупных застройщиков модель на стройку пока не выходит, делится своими выводами генеральный директор компании IYNO Анастасия Морозова. Максимум, где она используется, это первоначальный подсчет ведомостей и смет. Ценность для бизнеса от такого перехода на BIM не так очевидна, а значит, и платить за BIM-проектирование на стадии П и РД застройщик не готов. В результате он получает плохую BIM-модель, которая делалась скорее для галочки, и ее сложно использовать в процессе строительства. «Мы видим разброс в ценах на BIM-проектирование в 5 (!) раз. Причем те, кто платит по самому высокому тарифу, очень хорошо понимают, зачем они это делают и как они будут работать с BIM-моделью на этапе строительства. Для них это инвестиции. Те же, кто экономит на качестве, фактически выбрасывают BIM модель сразу после оплаты. Учитывая очень разное качество BIM-моделей, особенно если проектировщика выбрали по минимальной цене, одной из причин, по которой BIM-модель застревает на этапе проектирования и не используется на стройке, не приносит отдачи, является высокая трудоемкость при обработке и «очистке» данных из BIM-модели. Если делать это без средств автоматизации, помогающих избежать рутинной ручной работы, то значительные трудозатраты убивают энтузиазм и желание использовать BIM-модель в процессе строительства», – считает представитель IYNO.
Внедрение BIM, полагает руководитель отдела информационного моделирования ВИ-ОН Екатерина Одинцова, повлечет за собой затраты на обучение персонала, приобретение программного обеспечения и оборудования, но в долгосрочной перспективе BIM может сэкономить средства и упростить процесс строительства и управления проектами: «Благодаря более точному моделированию и анализу можно уменьшить количество ошибок и дорогостоящих изменений на поздних стадиях строительства. Софт должен соответствовать потребностям конкретного проекта и организации, а также должен быть доступен в тот момент, когда внедряется BIM. Унификация и разнообразие в использовании софта зависят от целей и требований конкретного строительного проекта и предпочтений застройщика».
По словам генерального директора компании-проектировщика BIMPRO Анны Николаевой, несмотря на то, что потенциально внедрение BIM выгодно для застройщика, оптимизирует его бюджет, исключает возможность серьезных ошибок на стройке и упрощает контроль, пока еще каждый BIM-проект является уникальным. «У нашей компании накопилась статистика работы с государственными и частными объектами, которая позволяет оценить эффективность и стоимость внедрения BIM. На данном этапе застройщику не нужна сложная BIM-модель. Оптимальным, на наш взгляд, является щадящее внедрение BIM, то есть оцифровка существующего 2D-проекта – это снижает расходы застройщика и позволяет выполнить требования регуляторов к BIM-проектированию и, несмотря на щадящее внедрение, несет существенную экономию», – резюмирует эксперт.
Как получить высокопрочный промышленный бетонный пол?
Промышленный бетонный пол может быть базовым и финальным напольным покрытием. Задействуют его не только на производственных объектах, но и в большинстве торговых, офисных центрах, в общественных зданиях. Благодаря современным технологиям промышленные бетонные полы не только улучшили и без того качественные характеристики по износостойкости и прочности, но и стали иметь интересные дизайнерские решения.
Под длительной защитой
В настоящее время все активнее при строительстве различных объектов задействуются промышленные полы с топпингом - специальной смесью, укрепляющей верхний слой бетонного покрытия. Топпинги имеют свои разновидности (на основе кварца, корунда или металла), а также различаются по способу нанесения (сухой на бетонную поверхность, влажный на влажную, влажный на сухую).
По словам менеджера по продукту «Промышленные полы» Master Builders Solutions, ООО «МБС Строительные системы» Дарьи Волововой, при выборе топпинга важно знать, каковы будут условия эксплуатации пола на объекте. В первую очередь важны такие показатели, как истирающая и ударная нагрузка, к тому же вид наполнителя значительно влияет на показатель износостойкости упрочняющей смеси. Но, при этом, долговечность готового пола зависит и от множества других факторов. Бывают ситуации когда хорошо выполненный пол с кварцевым топпингом эксплуатируется лучше, чем пол с корундовым топпингом, затертым в сложных условиях. Также на рынке есть т.н. литые топпинги, технология нанесения которых отличается от традиционной порошковой. Как правило, такие топпинги в момент нанесения не рассыпаются на поверхность бетона в сухом виде, а укладываются слоем затворенного водой материала. С точки зрения конечных характеристик такой вариант более предпочтителен, так как финишный слой пола состоит из чистого упрочнителя, а не перемешанного с бетоном в процессе укладки.
Несмотря на то, что классическая «порошковая» технология упрочнения бетонных полов очень распространена на рынке, добавляет эксперт, она является одной из самых сложных с точки зрения соблюдения нюансов выполнения работ. Большая доля успеха лежит в хорошо подобранной рецептуре бетона и стабильности характеристик бетонной смеси в течение каждой заливки. Также большое значение имеют условия производства работ. Топпинги, как любой цементный материал, требуют правильного температурно-влажностного ухода непосредственно после окончания работ, а также контроля условий окружающей среды в процессе монтажа.
«В 2020 году ввиду активного роста сегмента логистики, когда открывались и расширялись складские площади интернет-магазинов, топпинги, на мой взгляд, стали покупаться активнее. При этом, спрос на ремонт и обновление старых бетонных полов становится все более актуальным в последнее время. Мы это видим по большому количеству запросов на технологию выполнения т.н. топпинга по старому бетону - тонкослойного высокопрочного финишного покрытия MasterTop 135PG или MasterTop 450PG. Эти материалы позволяют обновить существующий бетонный пол без значительного поднятия отметки пола»,- подчеркивает Дарья Воловова.
Руководитель Учебно-Технического Центра АО «ГЛИМС-Продакшн» Владимир Хрипунов продолжая тему сообщил, что в настоящее время основные требования при обустройстве промышленных полов предъявляются к марочной прочности бетонной смеси, от которой зависят все остальные свойства готового напольного покрытия - стойкость к истиранию, внешний вид и прочее. Кроме того, для торговых и выставочных залов высокое значение имеет возможность колеровки напольного покрытия. Хотя в данном сегменте встречаются и требования в стиле индустриальный лофт. Например, все напольные покрытия торговых центров «Леруа мерлен» серые – как классические промышленные полы.
Оптимальное обустройство
При заливке промышленных бетонных полов очень часто используется несъемная опалубка, а также рельс-формы. Данные системы помогают оптимальному проведению работ и улучшает качество напольного покрытия.
Руководитель проектного отдела ООО «Пейкко» Игорь Тихонов отмечает, что несъемная опалубка не требует демонтажа после заливки бетона, что экономит время и рабочую силу. За счет своей конструкции она одновременно выполняет функцию деформационного шва. Использование такой системы обеспечивает более быстрый и легкий способ укладки бетона, а также получение полов высокого качества, не требующих технического обслуживания. Несъемную опалубку можно использовать при устройстве полов толщиной от 100 мм на грунтовом основании или бетонной подготовке. С экономической точки зрение применение несъемной опалубки позволяет избежать дорогостоящего ремонта с заменой чернового и основного покрытия; повышает устойчивость к динамическим нагрузкам; обеспечивает долговечность конструктивной основы.
По словам эксперта, рельс-формы оптимальны для создания полов в небольших промышленных помещениях, таких как: гаражи, площадки подземных или крытых автостоянок. Также они применяются при устройстве бетонной стяжки поверх плиты перекрытия. Для устройства промышленных полов большой площади применяются деформационные профили, обеспечивающие передачу усилий с одной карты заливки на другую. Их стоимость в сравнении с рельс-формами существенно выше и зависит от конструктивного исполнения.
«Рынок промышленных полов постоянно развивается, появляются современные виды топинговых покрытий, улучшаются прочностные характеристики. Системы деформационных профилей также совершенствуются, учитывая потребности рынка. Увеличивается несущая способность систем для передачи усилий, улучшается форма силовых профилей, обеспечивая максимально ровное сопряжение с поверхностью бетонной плиты. В частности, не так давно появилась новая система профилей, выполненных в форме синусоиды. Данные профили успешно применяются в зоне интенсивного движения специальной техники с роликовыми колесами. В ближайшее время наша компания планирует выпуск деформационных швов с силовыми профилями в такой форме»,- сообщил Игорь Тихонов.
При ремонте бетонного пола часто проводится и его фрезеровка. Это позволяет ускорить сроки, а также качество ремонта. Генеральный директор "Швамборн Рус" Иван Минчев обращает, что при выборе фрезеровальной (шлифовальной) машины следует правильно оценить экономическую выгоду использования более дорогой или дешевой модели, ее технологические характеристики, срок службы, бренд и т.д. Также, добавляет он, важно четкое соблюдение правил эксплуатации данного оборудования. В частности, фрезерный ротор, ламели и оси ротора нужно проверять на пригодность после каждой эксплуатации и при необходимости заменить на новые. Фрезеровальная машина по бетону всегда должна работать вместе со соответствующим пылесосом – это единый рабочий комплекс. Как и каждый автомобиль, она должна проходить техническое обслуживание раз в году.
Промышленные виды и типы фундаментов
Прочность и надежность любого сооружения зависит от надежности фундамента и грунтового основания.
Стоимость фундамента в затратах на строительство сооружения составляет от 7 до 15%. Но при строительстве на местности со сложным рельефом, сильно обводненных почвах, с применением укрепления грунта, стен и так далее, стоимость может взлетать до 40%. Поэтому крайне важно подходить к выбору фундамента обдуманно и взвешенно.
От чего зависит выбор фундамента
Фундамент– это подземная часть здания или сооружения, воспринимающая нагрузку от надземной части и передающая ее на грунтовое основание. Фундамент состоит из следующих элементов:
- Обрез – верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются наземные части здания.
- Подошва- нижняя плоскость, соприкасающаяся с грунтовым основанием
Состояние грунтов
Грунты– это геологические породы, залегающие в верхних слоях земли. Состоят из твердых частиц- зерен, разной размерности, по- другому- «скелета грунта», и пустот, заполненных атмосферным воздухом или частично водой.
Основанием называется толща грунта, непосредственно принимающая нагрузку от фундамента здания или сооружения.
Основания, способные воспринимать нагрузку без предварительного усиления грунтов, называют естественным. Основания, которые могут принимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов, называются искусственными.
В следствии давления, передаваемого зданием, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих нагрузок грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой, которые вызывают осадку фундамента.
Неравномерные деформации грунта, происходят в результате уплотнения и коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, либо собственной массы, или других факторов. Например, замачивания просадочного грунта, подтаивания участков льда в грунте, называют просадкой. Такие деформации могут вызвать повороты фундаментов, вплоть до разрушения. Просадки основания недопустимы.
Для того, чтобы деформации не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, не повлияли на условия эксплуатации, установлены предельные величины деформации основания и напряжения в грунте, возникающих под подошвой фундамента. Ширина и глубина напрягаемой зоны значительно превосходит ширину основания фундамента. Но на глубине равной шестикратной ширине подошвы фундамента грунт уже не испытывает напряжений.
Если грунты-основания, в пределах сжимаемой толщи, не обладают необходимой несущей способностью, например, насыпные грунты, торфяники, рыхлые песчаные и суглинистые грунты с большим содержанием органических осадков, то их искусственно укрепляют или применяют фундаменты, передающие нагрузки на нижележащие прочные грунтовые основания.
При проектировании промышленных фундаментов обязательно учитываются предельные состояния грунтов по двум группам:
- Несущей способности
- Деформации
Глубина заложения фундамента
На показатель глубины заложения строительного основания влияют факторы:
- Эксплуатационное назначение строения
- Архитектурные особенности сооружения
- Нагрузки: статические и динамические
- Уровень и состояние грунтовых вод
- Глубина заложения коммуникаций и фундаментов соседних строительных конструкций
- Характер грунтов
- Уровень промерзания почвы
- Рельеф местности строительной площадки
Какие существуют нагрузки на фундамент
При расчете параметров основания будущего здания максимально учитываются всевозможные нагрузки. Нагрузки на фундамент делят на постоянные и переменные.
Постоянные нагрузки:
- Вес строительных материалов для возведения стен, материалы окон и дверей
- Вес перекрытий.
- Кровля.
- Лестничные марши
- Вентиляционное и санитарно- техническое оборудование
- Станки, подъемные механизмы и другое стационарное оборудование
Переменные нагрузки:
- Ветровая нагрузка.
- Нагрузка снежного покрова.
- Динамические нагрузки от прилегающих автомобильных дорог, аэропортов, соседних промышленных зданий.
- Вес людей работающих, проживающих и обслуживающих здание.
- Вес мебели, мобильного оборудования.
Требования к фундаментам
К строительным основаниям предъявляются те же, либо более строгие требования, что и к возводимым на них строениям. Поэтому срок службы фундамента не может быть менее срока эксплуатации здания или сооружения.
- Прочность.
- Устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы.
- Инертность к воздействию агрессивных грунтовых вод.
- Стойкость к климатическим факторам таким как морозостойкость, пучению грунтов при замерзании.
- Соответствие по долговечности сроку службы здания.
- Экономичность.
- Индустриальность – это возможность производства конструктивных элементов промышленным способом.
Исходя из вышеперечисленных требований выстраиваются принципы проектирования строительных оснований, а именно:
- Расчет фундаментов строений производится по предельным состояниям независимо от вида и типа строительного основания, опираясь на данные геолого-инженерных изысканий.
- Учет взаимодействия всей системы - грунт, строительное основание и надфундаментные несущие сооружения: стены, балки, перекрытия.
- Всесторонний подход при отборе типа фундамента: оценка работы грунтов на основе инженерно-геологических условий на строительной площадке; степени реакции несущей конструкции здания или сооружения на неравномерные деформации грунта.
Проектирование фундаментов
Проектировать строительные основания должны специалисты высокого профессионального уровня. Цена ошибки, допущенной при проектировании, может быть очень высока. К проектированию фундамента следует приступать только тогда, когда на руках имеются все вводные данные: результаты инженерно- геологических исследований, подробный проект надфундаментной части здания или сооружения. Приведенные факторы указывают на сложность выполнения проектирования оснований и фундаментов. Поэтому бывает трудно однозначно решить с выбором рационального типа фундамента, не приняв во внимание несколько возможных, конкурирующих вариантов. Окончательное решение следует принимать на основе технико-экономического сравнения рассматриваемых вариантов оснований и фундаментов. При этом необходимо учитывать финансовые затраты на подготовительные работы, проектировку и строительство; долговечность конструкции, материалоемкость, индустриальность изготовления, трудоемкость, возможность проведения работ в холодное время года. Важно учесть момент сохранения естественной структуры грунтов основания во время производства земляных работ.
Вариантное проектирование оснований и фундаментов рекомендуется выполнять в такой последовательности:
- Наметить возможные, конкурирующие варианты оснований и фундаментов с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных особенностей здания или сооружения и действующих нагрузок.
- Рассчитать выбранные варианты оснований и фундаментов в стадии технического проекта, отобрав наиболее нагруженные фундаменты.
- Провести технико-экономическое сравнение вариантов и выбрать из них наиболее рациональный.
Классификация фундаментов
Фундаменты классифицируют по признакам.
По форме в плане:
- Ленточные
- Столбчатые
- Сплошные (плитные)
- Свайные
По виду материала:
- Бетонные
- Железобетонные
- Бутовые
- Бутобетонные
- Кирпичные
- Деревянные
По характеру работы под нагрузкой
- Жесткие. Такие фундаменты испытывают преимущественно сжатие, и в которых не возникает деформации изгиба. Производятся из природного камня и цементного раствора. Например, бутобетон или бетон.
- Гибкие. Работающие как на сжатие, так и на изгиб. В строительстве подобных фундаментов применяют железобетон.
По способу производства:
- Сборные
- Монолитные
По глубине заложения
- Мелкого заложения. Как правило, это до двух метров, но выше точки промерзания грунта
- Глубокого заложения. Ниже точки промерзания грунта.
Виды и типы фундаментов
Ленточные
Применяют на сухих, прочных грунтах. Ленточные фундаменты могут быть как сплошными, так и прерывистым. В разрезе могут представлять собой прямоугольник, трапециевидную форму, либо ступенчатую конструкцию.
- Сборные. Состоят из железобетонных блоков, блоков-плит, фундаментно-стеновых блоков. Блоки- плиты или блоки-подушки выпускаются прямоугольной или трапециевидной формы. Укладываются на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100 мм. В целях сокращения расхода бетона и снижения массы фундамента применяют пустотелые блоки с узкими сквозными или широкими замкнутыми пустотами. Размеры блоков подушек принимают: по ширине от одного до трех метров; по длине от 1,2 до 3 метров; по высоте 0,3 метра и 0,5 метра
- Монолитные. Представляет собой армированную бетонную конструкцию, проложенную под несущими и ограждающими стенами здания. Может быть выполнен как с мелким заглублением, так и с заглублением ниже уровня промерзания почвы. Позволяет, как и сборный ленточный фундамент, предусмотреть в проекте сооружения подвальные помещения и цокольный этаж.
Все типы ленточных фундаментов подлежат обязательной защите от дождевых и талых вод. С этой целью по периметру наружных стен делают отмостку из асфальта или бетона или сборных железобетонных плит. Ширина отмостки должна быть не менее 0,5 метра, с уклоном от здания 2-3%. Однако, в любых грунтах содержится капиллярная влага. Влага проникает в тело фундамента и поднимается к зоне сопряжения с элементами надземной части строения. Чтобы не допустить поступление влаги на границе фундамента со стенами устраивают гидроизоляцию.
За неправильным осуществлением работ по устройству гидроизоляции и отведению внешних вод неминуемо кроется разрушение фундамента. Увеличение влажности станет причиной вымывания раствора из соединительных швов, отслоения штукатурки, коррозии арматурного каркаса.
Столбчатые фундаменты
Устраиваются в тех случаях, когда нагрузка от здания вызывает давление на грунт меньше нормативного (малоэтажное промышленное строительство), либо под колонны. Бывают сборными и монолитными. Под зданиями с несущими стенами столбчатый фундамент располагают под углами, под простенками и через 3-5 метров на глухих участках стен. По фундаменту прокладывают балки из сборного или монолитного железобетона.
Столбчатые фундаменты применяют для отдельно устанавливаемых столбов, колонн при строительстве, как одноэтажных, так и многоэтажных промышленных и гражданских зданий. Колонный каркас опирают на железобетонные блоки стаканного типа или блок- стакан.
Монолитный столбчатый фундамент представляет собой ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для установки колонн. Высота ступени составляет 0,3 или 0,45м. Подколонники устанавливают на плиту по цементно-песчаному слою. Высота блок-стакана 1,5 и 1,8 метра до 4,2 метра с градацией через 0,6 метра. Размеры подошв в плане составляют от 1,5 на 1,5 метра до 6,6 на 7,2 с модулем 0,3 метра.
Сплошные фундаменты
При очень слабых грунтах и значительных нагрузках в строительстве применяют сплошные фундаменты или иначе- плитные. Они представляют собой сплошную железобетонную плиту под всей площадью здания. Имеют плоскую или ребристую конструкцию. Применяется в строительстве сооружений без подвалов и цокольных этажей. Плитный фундамент отличается высокой надежностью. Поэтому может применяться на любых видах грунтов. Экономически неоправданно использование плитного фундамента на местности с большим уклоном. Устройство плитного фундамента является затратным, так как подразумевает значительный объем земляных работ и использования большого количества строительных материалов. Конструктивно плитный фундамент представляет из себя многослойную структуру.
- Работы по обустройству сплошного фундамента начинают с выборки слоя почвы и подготовки котлована.
- Площадь котлована утрамбовывают. Затем кладется песчаная или гравийно-песчаная подушка. Она служит для гашения вибраций, отведения грунтовых вод, противодействует пучению.
- Прокладывают геотекстиль для армирования и противодействию заиливания подушки. В зависимости от толщины подушки геотекстиль можно прокладывать между слоями, для улучшения армировки.
- Для выравнивания основы проводят бетонную подготовку жидким раствором. Таким образом выравнивается горизонтальный уровень, что необходимо для правильной установки железобетонного каркаса и улучшается гидроизоляция.
- Гидроизоляция. Гидроизоляционные материалы предотвращают капиллярный подсос влаги
- Железобетонный армирующий каркас. Представляет собой взаимосвязанную конструкцию из арматуры. Каркас предотвращает растрескивание бетона и обеспечивает высокую стойкость к деформациям.
- Бетонный массив. Толщина его зависит от расчетных характеристик здания.
Дополнительно, в зависимости от характера грунтов может монтироваться дренажная система и выполняться утепление для противодействия промерзанию почвы.
Свайные фундаменты
Свайным называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используется свая. Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи- ростверка, либо плиты- перекрытия. В соответствии с этим свайные фундаменты бывают:
- Ростверковые
- Безростверковые
Сваи располагают под зданием по аналогии со столбчатым фундаментом, но с меньшим шагом, который определяют расчетом.
Свайные фундаменты применяют там, где необходимо передать значительные нагрузки на слабые водонасыщенные грунты. Когда производство большого объема земляных работ для устройства основания под другие виды фундамента технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.
В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи могут располагаться:
- По одной. Под отдельной опорой.
- Рядами под стеновыми конструкциями
- Кустами. Под колоннами.
- Свайными полями. Под строениями малой площади со значительными нагрузками.
По виду материала сваи выпускают:
- Бетонные.
- Железобетонные.
- Стальные
По способу изготовления и погружения в грунт сваи делят на:
- Забивные. Погружают методом забивки, вдавливания, вибрации и ввинчивания
- Набивные. Относятся к группе монолитных. Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона, с помощью специальных обсадных труб, которые погружаются в предварительно сформированную скважину. Применяют такой тип фундамента при больших нагрузках. Диаметр сваи может достигать 1000 миллиметров, а глубина заложения 20 метров и более.
По характеру работы в грунте сваи делятся на два типа:
- Висячие. Не достигают плотного грунта. Принимаемую нагрузку передают за счет сил трения между их боковой поверхностью и грунтом.
- Сваи-стойки. Такие сваи проходят через слабый грунт и нижним концом опираются на прочное основание, передавая на него всю нагрузку от строения.
Отличие фундамента промышленного от частного
Основное отличие промышленных фундаментов, в том числе и фундаментов гражданского многоэтажного строительства, от фундаментов частного малоэтажного строительства заключается в том, что промышленные объекты производят значительно большую нагрузку на строительное основание. Промышленные фундаменты многоэтажных зданий часто испытывают нагрузки не только на сжатие, но и на растяжение, скручивание, смещение. Поэтому промышленные фундаменты отличаются большей прочностью, массивностью, более высокими требованиями к материалам, и дороговизной.