Технология возведения фундаментной плиты известна каждому, кто хоть раз сталкивался со строительством. Обычно она представляет собой монолитную бетонную плиту с двумя слоями арматуры, уложенными сеткой с шагом 200 мм. Один слой размещается ближе к земле, второй — ближе к поверхности.
Такая конструкция обеспечивает прочность и долговечность: нижний слой арматуры берет на себя нагрузку от стен и перекрытий, а верхний компенсирует давление и пучение грунта снизу. В результате плита выдерживает значительные нагрузки и не растрескивается при деформациях. Однако у этого метода есть существенный минус — огромный расход арматуры и бетона.
Например, для фундамента размером 8,5 на 9,3 метра требуется около двух километров арматуры. Тот же принцип используется и при армировании монолитных перекрытий. С точки зрения надежности решение проверено временем, но затраты — весьма ощутимы.
Интересно, что в США, где строительство обходится не менее дорого, архитекторы нашли способ значительно снизить расходы. Там фундаменты для частных домов возводят по другой технологии — Post Tension Slab, то есть «фундаментная плита с пост-напряжением». И самое удивительное — вместо километров металлической арматуры применяются стальные тросы, натянутые с помощью гидравлики.
Как это работает
На подготовленное основание устанавливают опалубку, после чего внутри раскладывают тросы, помещенные в пластиковые гильзы. Концы этих тросов выводятся наружу, за пределы опалубки. Изначально тросы провисают, образуя своеобразные волны — это не ошибка, а расчетная форма, которая позволит при натяжении равномерно стянуть бетонную плиту. Такие волны делают в обоих направлениях, формируя сетчатую структуру натяжения.
После заливки бетона и его первичного затвердевания (примерно через две недели) опалубку снимают. Затем на объект приезжает специализированная бригада, оснащенная гидравлическими натяжителями. С их помощью тросы натягиваются до заранее рассчитанных значений, а затем фиксируются специальными анкерными замками. В этот момент бетонная плита получает внутреннее сжатие, что делает её невероятно прочной и устойчивой к трещинам.
Где применяется и какие преимущества
Для частных домов в США, особенно каркасных построек, фундамент с пост-напряжением часто выполняется в виде «перевернутой чаши». По периметру и вдоль поверхности плиты закладываются тросы — обычно по два в траншеях и через каждые два метра по площади. Такой способ обеспечивает необходимую прочность при минимальных затратах.
Главный плюс — существенная экономия материалов. Общая длина тросов в десятки раз меньше количества арматуры, необходимой для классического армирования. Кроме того, трос можно транспортировать в скрученном виде, буквально в багажнике легкового автомобиля. Укладка тросов занимает считанные часы, тогда как вязка арматурной сетки может растянуться на несколько дней. Это снижает не только расходы на металл, но и общие затраты на доставку и монтаж.
Особенности технологии
Разумеется, такой способ не универсален. В США отсутствует явление морозного пучения грунта, поэтому требования к фундаменту там мягче, и число тросов в плитах меньше. Однако в многоэтажном строительстве, особенно при возведении высотных зданий и небоскребов, технология пост-напряжения применяется очень активно.
В перекрытиях небоскребов может одновременно использоваться несколько рядов тросов — по четыре или пять штук в каждой зоне. Арматура при этом все же используется, но лишь в качестве вспомогательного каркаса, удерживающего тросы в нужном положении до заливки бетона.
Вывод
Технология Post Tension Slab — это пример того, как современный инженерный подход позволяет добиться прочности при минимуме материалов. Там, где раньше требовались километры арматуры, сегодня достаточно нескольких сотен метров тросов. Это экономит время, силы и средства, при этом не снижая надежность конструкции. Возможно, со временем этот метод станет популярным и в наших широтах — с адаптацией под климат и свойства почвы.
