Впервые комплексный плитно-свайный фундамент был воплощен при строительстве офисных небоскребов во Франкфурте (Германия) в начале 1980-х годов (Рис. 1). Расчетами была доказана эффективность таких конструкций по сравнению с классическим свайным или плитным фундаментом. Осадка зданий оказалась более чем на 50 % ниже в сравнении с плитным фундаментом. [1,с.22] Также, рациональное распределение нагрузки в плитно-свайном фундаменте позволяет в полной мере использовать несущую способность, как свай, так и плиты и уменьшить длину свай, снизив трудозатраты на их устройство на 60%.[1,с.22]

Рисунок 1. Высотные офисные здания, Франкфурт (Германия).

Рисунок 2. Башни Петронас, Куала-Лумпур (Малайзия).

В конце XX века в условиях урбанизации и экономического роста активно развивалось высотное строительство. Так, в 1988 году окончилось строительство башен Петронас в Куала-Лумпуре (Малайзия). Изначально здание рассчитывалось как на традиционном свайном фундаменте. Однако, как показали дальнейшие расчеты, часть общей нагрузки (около 15%) воспринимается плитой (ростверком). [2, с.1245]

Рисунок 3. Международный коммерческий центр, Гонконг (Китай).

Аналогичным примером может служить Международный коммерческий центр в Гонконге – 484-метровый небоскрёб, построенный в 2010 году (Рис.3). Здание проектировалось на свайном фундаменте, однако расчеты показали, что около 30% общей нагрузки может приходиться на ростверк. [2, с.1245]

W-Tower – 156-ти метровая башня в Тель-Авиве является еще одним примером строительства зданий на комплексном плитно-свайном фундаменте. Согласно предположительным расчетам плитно-свайный фундамент даст общую осадку 5 см, около 50-70% общей нагрузки воспримут сваи. [3, с.7]

Рисунок 4. W-Tower, Тель-Авив (Израиль).

В заключение следует отметить, что применение комплексного плитно-свайного фундамента в строительстве актуально на сегодняшний день и будет развиваться в будущем. Эффективное использование несущей способности как свай, так и плиты позволит возводить здания в осложненных инженерно-геологических условиях, на слабых грунтах, без перерасхода материалов.

1. при больших величинах нагрузки на обрез фундамента (данное условие стало актуальным ввиду развития многоэтажного строительства);
2. при строительстве на основании, сложенном слабыми или насыпными грунтами, ввиду появления проблемы дефицита пригодных для строительства грунтов;
3. строительство в стесненных условиях, в связи с увеличением плотности городской застройки.

Плитно-свайный фундамент представляет собой монолитную плиту, опирающуюся на сваи. Плита воспринимает нагрузки от вышележащих конструкций, а сваи стабилизируют неравномерность осадок, уменьшают их величину. Особенность этого типа фундамента заключается в вовлечение в работу конструкции плитной части фундамента. Всего в системе «Основание-Плитно-свайный фундамент» наблюдается 5 видов взаимодействия элементов конструкции [2, с.22]:

1. Свая-свая
2. Свая-фундаментная плита
3. Между участками фундаментной плиты
4. Свая-грунт
5. Пята сваи-боковая поверхность сваи

Рисунок 1. Взаимодействие элементов конструкции плитно-свайного фундамента

Ключевую роль в поведении конструкции плитно-свайного фундамента играет распределение нагрузки между плитой и сваями, которое выражается следующим уравнением:

где  – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между сваями и плитной частью фундамента;

 – нагрузка от вышележащих конструкций, приходящаяся на сваи;

 – общая нагрузка от здания.

Значение  свидетельствует о том, что конструкция представляет собой плитный фундамент, сваи не воспринимают нагрузку от здания;
Если , значит фундамент работает как свайный, несущая способность плиты в расчетах не учитывается.