Можно и подушку подложить

И экономичнее, экологичнее, и безопаснее

Как театр начинается с вешалки, так и дом начинается с фундамента. Насколько прочным будет основание здания и насколько встроится в окружающую среду - настолько будет удобно и комфортно жить в здании потенциальным новосёлам. Строительство - отрасль консервативная, но не стоит думать, что не появляются новые технологии возведений зданий. Современные изобретатели и инноваторы понимают, что на одном старом кирпиче и бетоне в светлое будущее не уедешь. Заслуженный деятель науки и техники, заслуженный изобретатель России, руководитель центра геодинамики и сейсмостойкого строительства, профессор инженерно-строительного института СФУ Наум Абовский всю жизнь придумывает новинки для местных строителей. На его счету несколько десятков запатентованных изобретений. Одни из последних касаются усовершенствованию фундаментов зданий.

- Наум Петрович, мне кажется, очень мало изобретений внедряется в строительную отрасль. Почему так - уже нечего сказать в деле возведения зданий или строители насторожено относятся к новым технологиям?

- Это обычная ситуация с внедрением всего нового. С одной стороны, без новых технологий строить экономичнее и надёжнее невозможно. А с другой - действует психологическая цепочка, которая препятствует прониканию в строительную отрасль изобретений. Даже мои бывшие ученики, которые сейчас работают проектировщиками, признаются, что у них нет практической возможности знакомиться с инновациями. Чтобы новинки находили применение, у проектировщиков должно быть время на работу с инновациями, а так же потребность, стимул вносить в работу что-то новое. На деле же получается, что заказчик всё равно примет их проект, потому что ему необходимо быстрее пройти все бюрократические процедуры. А в результате за дорогое строительство, проведённое с использованием устаревших технологий, платят красноярцы, которые приобретают квартиры или коттеджи.

- Можно просто посмотреть сравнительные расчёты, чтобы убедиться в этом. У строителей существуют стереотипы, что всё новое дорого, но это не так. Редкие люди в отрасли понимают это. Один из них мой бывший ученик, который сейчас возглавляет одну из строительных компаний Красноярска, кандидат технических наук Владимир Сиделев. Мы с ним вместе продвигаем новые технологии в строительство.

- Потребности в решении каких строительных проблем существуют сегодня в нашем городе?

- С одной стороны, строить дешевле, а с другой - на землях, которые непригодны к традиционным способам строительства. В краевом центре более 80 процентов неудобных земель. Чтобы возводить на них здания, земли нужно либо уплотнять, либо менять их. Есть земли, на которых невыгодно строить традиционным способом. Например, бывшие свалки. Там копать или забивать сваи - нонсенс. Или пойма Качи, где плавающие грунты.

- Как же быть? Забыть о строительстве в этих местах?

- Нами разработаны новые виды фундаментов, которые называются «пространственные фундаментные платформы». В городе присутствуют и насыпные земли, и слабые, и подтапливаемые, и пучинистые, и промерзающие, и просадочные. Существующие нормативы рекомендуют, прежде всего, преодолеть их негативы. А для этого нужно либо забивать сваи, либо утрамбовывать землю. Для этого требуется специальная техника, большие затраты сил. Мы исходим из других позиций. Да, земли слабые, имеют негативные качества, но какие бы они ни были - это наша природа. И нужно научиться строить так, чтобы не нарушать природную структуру земли, использовать имеющиеся слабые несущие свойства. То есть нужно изменить форму фундамента и подход к его возведению. Принцип, который в последние годы действует в строительстве, - сэкономить на фундаменте.

- Но если говорить об экономии, она должна складываться из строительства всего здания, а не только фундамента. Построй слабое (экономичное) основание, и дом рухнет.

- И не только это. Сюда же стоит включить эксплуатацию дома. Им пользоваться нужно так, чтобы он был экономичен и надёжен. Разрабатывая новый фундамент, мы решили сохранить имеющиеся свойства грунтов. А для этого давление на землю должно быть небольшим, чтобы не нарушить природную структуру. Например, если грунт промерзает и начинает пучиниться от находящейся в нём воды, фундамент необходимо сделать таким, чтобы земля не промерзала зимой. То есть с утеплением. Существует ещё и сложившийся подземный гидрогеологический режим. Если его нарушить - вырыть котлован или забить сваи, вода рано или поздно найдёт выход наружу. Значит, грунт нарушать не стоит.

- Чтобы соблюсти все эти условия, необходимо дом ставить на своеобразную подушку?

- У нас получилась платформа. На поверхности земли делается опалубка, укладывается арматура, и заливается плита. Сверху устраиваются рёбра жёсткости и покрываются ещё одной плитой, а внутрь закладывается утеплитель - шлак. Образуется такой пирог. Фундамент становится жёстче и легче. А раз так, то нагрузка, которая на него давит, распределяется на грунт более равномерно. То есть земля оказывается в лучших условиях - не нарушается её подземный или водный режим. Для зданий типа коттеджей разработан еще более легкий вариант фундамента, который возводится только под несущими стенами

- А удаётся ли добиться устойчивости здания без забитых свай? Именно эта технология придаёт нам уверенности в безопасности дома.

- Сваи, конечно, очень эффективное конструктивное решение, но не везде оно целесообразно. Если вы строите малоэтажное здание, которое даёт небольшую нагрузку на грунт, забивать сваи нет смысла. Устанавливать коттедж на сваи - это всё равно что закапывать золотые монеты в стране дураков. Это очень дорогое удовольствие, ведь используется сложная техника. А с другой стороны - нарушение экологии. Да и не везде возможно построить дом на сваях. Например, в стесненных условиях: если рядом уже есть строение, забивать сваи нельзя. Или на берегу реки. Например, мы на пространственные фундаментные платформы установили электроподстанцию в пойме реки Кача. Фундамент замкнутый, поэтому подтопления не будет. То есть бывают условия, когда традиционным способом здание не построишь. А наш фундамент подходит для возведения малоэтажных объектов - до трёх этажей. Да еще и в сложных грунтовых условиях и с соблюдением экологии.

- Ваш проект экологичен, но насколько он экономичен?

- Казалось бы, делать сплошную плиту под здание дорого. Но это только первое впечатление. За счёт того, что мы делаем платформу пространственной, материала расходуется немного. Здесь как раз преодолевается тот психологический барьер, из-за которого строители и проектировщики не принимают новшества. Им кажется, что новинки требуют больше затрат. Применение наших фундаментов показывает, что не только материала тратится меньше, но ещё и не привлекается тяжёлая техника, не нарушается экология, обеспечивается теплозащита и в процессе строительства, и в процессе эксплуатации. Грунт не промерзает, и тепло всё остаётся в доме. Мои магистранты выполнили сравнительный анализ эффективности различных типов фундаментов для малоэтажного строительства на сложных грунтах Красноярска на примере коттеджных поселков. В одном месте установлены сваи, в другом - ленточные заглубленные фундаменты. Оказалось, что по сравнению с нашими конструкциями на традиционные ленточные идёт в шесть раз больше бетона, а по сравнению со свайными пространственные платформы в 2,5 раза дешевле. А это экономия не менее десяти процентов с каждого квадратного метра жилья. Если учитывать, что Красноярск планирует строить до 75 процентов от общего объёма ввода жилья коттеджей, наши фундаменты сохранят в кармане потребителя несколько сот тысяч рублей.

- Сегодня в Красноярске всё чаще говорят о возможности землетрясений, повышении сейсмичности нашего района. Существую ли технологии, способные обезопасить наших жителей?

- Есть ряд изобретений в части сейсмоустойчивых фундаментов. Сейчас в сейсмоактивных зонах - в Японии, в нашем Сочи - применяются традиционные технологии. Например, сейсмоизоляция - пружины, амортизаторы, поглотители энергии. Но там пружины ставят выше фундамента - между отдельными конструктивными элементами. Эти устройства оказывают существенно снижают воздействие на здание. Но сейсмические волны проникают внутрь дома. А мы ставим задачу не допустить врага на свою территорию, как говорил Клим Ворошилов. Наше изобретение связано с тем, чтобы создать внешнее сейсмозащитное устройство, которое бы ограждало, как барьер, от повышенных сейсмических воздействий. Кстати, корни этой идеи имеются в фундаментах древнейших конструкций, которые дошли до наших времен, начиная от минаретов в Средней Азии и заканчивая египетскими пирамидами. Многие сооружения в те времена строились на возвышениях - насыпных огромных платформах. Эти насыпи складывались из разных материалов и играли роль некой подушки. И когда происходило землетрясение, подушка смягчала колебания и на строения меньше передавалось волн. В Средней Азии, например, под фундаментом укладывали слой мятой гончарной глины, которая долго сохраняла влагу. И сейсмическая волна проскальзывала по ней. Этот исторический опыт уже хорошо забыт. Но мы использовали его в разработке своего противосейсмического барьера. Под фундаментом-платформой делается скользящий слой - из сухого песка или пленки, другого материала. Этот скользящий слой является барьером - уровнем, выше которого сейсмическое воздействие не передается.

- На какой стадии эта разработка? Вы уже готовы внедрять её в производство?

- Мы получили патент, провели компьютерное моделирование, расчёты конструкции, которые показали, что воздействие снижается во много раз. Сейчас договорились с ректором МГСУ на их территории провести реальные испытания. В московском вузе есть огромная виброплатформа. Но уже сейчас я уверен в положительном результате. Мы сделали соответствующие расчёты, вывели формулы, которые показывают, что через такую подушку даже на десятиэтажное здание передастся сейсмическое воздействие не выше 5-6 баллов. Кроме того, уже есть пример положительного использования похожей технологии. В Греции через пролив, который находится над тектоническим разломом, построили величайший висячий мост. Чтобы сделать опору, строители нашли решение в виде той же самой платформы, которую уложили на гравиевую подушку. Если волна идёт из разлома, она просто проскальзывает по камням и не поднимается выше. Но первоочередной вопрос безопасности, все же, создание карты сейсморайонирования в Красноярске.