Строительство зданий и сооружений на слабых грунтах всегда связано с выбором оптимальной и надежной конструкции фундамента. Чаще всего проектировщики вынуждены применять плитные или комбинированные свайно-плитные фундаменты ввиду малого расчетного сопротивления и модуля деформации грунтов. Однако такие фундаменты характеризуются высокими материало- и энергозатратами. Поэтому в отечественной и зарубежной практике продолжается поиск рациональных конструктивных решений для зданий и сооружений различного назначения.
В качестве альтернативы плитным фундаментам предложен и испытан в натурных условиях на крупномасштабной модели ленточный фундамент, объединенный бинарной оболочкой (рис. 1а, б), который представляет собой железобетонный опорный контур с заключенной в нем бинарной оболочкой. Бетонная подготовка выполнена по выпуклой вверх криволинейной поверхности грунтового основания 5 (табл. 1). Бетонная подготовка имеет переменную толщину поперечного сечения: от 8 см в середине до 3 см на краях. Размеры фундамента в плане 1,8х3,7 м, ширина ребер опорного контура — 0,25 м.
Между армированной бетонной подготовкой и несущей мембраной находится прокладка в виде двух слоев полимерной пленки с внутренней смазкой для снижения трения по контакту «несущая мембрана — бетонная подготовка». В качестве несущей мембраны используются 6 слоев геосетки марки ССП 30/30-2,5. Также по периметру между бетонной подготовкой и опорным контуром устроен зазор для исключения их совместной работы.
Натурное испытание проводилось в соответствии с ГОСТ 20276-99 «ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости». Нагружение фундамента велось железобетонными блоками ФБС 24.6.6 известной массы (рис. 2). Измеряемыми величинами являлись: осадка опорного контура, осадки армированной бетонной подготовки, горизонтальные деформации опорного контура, контактные вертикальные и горизонтальные давления под опорным контуром, контактные давления под бетонной подготовкой. Для измерения вертикальных осадок и деформаций использовались поверенные прогибомеры 6ПАО, для измерения горизонтальных перемещений — индикаторы часового типа ИЧ-10. Контактные давления измерялись при помощи тарированных мессдоз мембранного типа (рис. 1б). Регистрирующей аппаратурой для фиксации контактных давлений являлся автоматический цифровой преобразователь Field Point (National Instruments), подключенный к ПК.