При строительстве на территории Промышленно-логистического парка г. Новосибирска в Новосибирском районе МО Толмачевский сельсовет производственного корпуса завода КПД, производительностью до 70 000 м² жилья в год, был принят вариант фундаментов из составных свай длиной 17,0 м. Указанная длина свай обусловлена сложными грунтовыми условиями площадки. Значительный по толщине слой представлен водонасыщенными суглинками, из которых выделены пять инженерно-геологических элементов ИГЭ (см. табл. 1).
Производственное здание представляет собой 4-х пролетную стоечно-балочную железобетонную конструкцию. Ширина пролетов 24,0 м, шаг средних колонн 12,0 м и по периметру корпус в сочетании с факверковыми колоннами с шагом 6,0 м. Общая длина здания 204,0 м. Общая площадь застройки 20 тыс.м³. 
За относительную отметку 0,000 принята отметка чистого пола 1 этажа, что соответствует абсолютной отметке 113,6 м.
Здание в основном одноэтажное. Первоначально предложенный вариант представлял свайное поле из составных свай в количестве 1387 шт. и длиной l=17,0 м. Под средние колонны кусты свай составляли 12 шт., а под крайние – 9 шт.

Здание в основном одноэтажное. Первоначально предложенный вариант представлял свайное поле из составных свай в количестве 1387 шт. и длиной l=17,0 м. Под средние колонны кусты свай составляли 12 шт., а под крайние – 9 шт.

Рис. 1. Геологический разрез площадки строительства

В таких грунтовых условиях целесообразно устройство фундамента в виде кустов призматических составных железобетонных свай. Несущая способность призматической сваи будет складываться из сопротивления грунта под острием R и сопротивления вдоль боковой поверхности f. Значения R и f принимаем по табл. 1 и 2 [1]. 
Несущая способность призматической сваи определяется по формуле (8) [1].

По расчету несущая способность призматической сваи длиной 17 м составляет 375 кН.
Удельная несущая способность призматической сваи:
F_уд.пр=F/V_пр., где V_пр.=S_осн.h - объем сваи;
F_уд.пр=375/(0,3·0,3·17)=245 кH/м³.
Расчетно-допускаемая нагрузка на такую сваю составит:
N_рд=F/=375/1,4=268 кH.
Несущая способность куста 12-ти призматической сваи длиной 17 м составляет 4510 кН.
N_{р.д.куста свай} =F/=4510/1,4=3220 кH.
Ростверк принимаем ступенчатый с размерами в плане 2,4х3,3м.
Стоимость куста из 12-ти призматических составных железобетонных свай составляет: 
V_роств=2,4·3,3·0,6+2,4·1,0·1,2=7,64 м³
V_свай=0,3·0,3·17·12=18,36 м³
СС_роств=7,64·14,0=107 тыс.руб.
СС_свай=18,36·14,0=257 тыс.руб.
СС_{земл.работ}=0,4·18,0=7 тыс.руб.
Итого:107+257+7=371˜370 тыс.руб.
Авторами предложен альтернативный вариант в виде фундамента «SPIDER» на песчаной подушке. С учетом расчетной вертикальной нагрузки от средней колонны N_II=5000/1,15=4350 кН фундамент представляет собой железобетонную плиту с размерами b×l=2,4×3,0 м и угловыми консолями (рис.2). Размеры последних b_k×l_k=1,2×2,1 м. Указанные размеры элементов фундамента определены с учетом расчетного сопротивления песчаной подушки равного R_п.п.=275 кПа, тогда как сопротивление водонасыщенного суглинка R_c=160 кПа.
Фундамент «SPIDER» состоит из пяти элементов, максимальная ширина которых составляет b=2,4 м. Согласно [2] при проектировании песчаных подушек толщина последних должна быть не менее 0,5·b=1, следовательно в данном случаеh_п=1,2 м. С учетом указанной толщины выполнен расчет комбинированного снования с учетом взаимовлияния всех элементов.

Рис. 3. Расчетная схема фундамента «SPIDER»

Загружаем схему, нагрузки и характеристики грунтового основания в расчетную программу «Осадка» (рис. 4). По результатам расчета получаем осадку c учетом взаимовлияния консолей S=119 мм. Таким образом расчетная осадка не превышает предельно допустимого значения S_u=120 мм. При сплошной плите фундамента минимальная ширина подошвы b_min=4,2 м и следовательно толщина плиты h_min=2,05 м. При этом расчетная осадка фундамента S=195 мм. Для уменьшения последней до 120 мм требуется запроектировать песчаную подушку толщиной порядка 3,2 м, что приведет к серьезному удорожанию фундаментов.

Рис. 4. Расчет осадки S фундамента «SPIDER» с учетом взаимовлияния

Стоимость фундамента «SPIDER» составляет: 
V_ф-та = 2,4·3,0·0,5+1,0·1,0·1,0+4·1,2·2,1·0,5·0,85 = 9,0 м³
V_{земл. работ} =6,0·6,0 = 36,0 м³
V_подбет = 1,7 м³
СС_ф-та= 9,0 м³·14 тыс. руб./м³ + 36,0 м³·0,3 тыс. руб./м³ + 1,7 м³·6 тыс. руб./м³ = 147,0 тыс. руб.
Из расчетов сметной стоимости обоих вариантов фундаментов можно сделать вывод, что экономическая эффективность последнего составляет более 50% от стоимости свайных фундаментов.

1. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов. М.: Госстрой. 2004.
2. Пособие к СНиП 2.02.01-83 Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений. М., Госстрой СССР. 1986.

Все статьи автора «Грачева Юлия Вячеславовна»