фундамент (варианты)

Формула изобретения

1. Фундамент, включающий опоры, оболочку, свободно размещенную на грунте внутрифундаментного пространства выпуклостью вверх и прикрепленную к опорам посредством гибких связей, отличающийся тем, что на грунте внутрифундаментного пространства последовательно размещены слой цементного раствора, металлические арочные фермы, на которые уложены металлические листы, соединенные сваркой, образующие гибкую оболочку, поверх которой расположены гибкие связи, установленные с предварительным натяжением в сквозных отверстиях опор и снабженные на концах фиксирующими анкерами, и слой армированного бетона.

2. Фундамент по п.1, отличающийся тем, что поверх слоя армированного бетона расположен слой цементного раствора.

3. Фундамент, включающий опоры, оболочку, свободно размещенную на грунте внутрифундаментного пространства выпуклостью вверх и прикрепленную к опорам посредством гибких связей, отличающийся тем, что на грунте внутрифундаментного пространства последовательно размещены слой грунтовой смеси, усиленный цементным раствором, выгнутые по заданному профилю металлические листы, соединенные сваркой, образующие гибкую оболочку, поверх которой расположены гибкие связи, установленные с прослаблением в сквозных отверстиях опор и снабженные фиксирующими анкерами на концах, и слой армированного бетона.

4. Фундамент по п.3, отличающийся тем, что поверх слоя армированного бетона расположен слой цементного раствора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, а именно к реконструкции зданий и сооружений.

Известен фундамент, включающий отдельно стоящие опоры (Теткор А.Н. Проектирование и сооружение экономичных конструкций фундаментов. Киев, Будивельник, 1975, с.170-171, рис.67), в котором за счет увеличения площади опоры, создаваемой гибкими элементами, размещенными на грунте основания, создается усиление.

Известен фундамент по А.с. №715722 (М. кл. Е02D 27/01, опубл. 15.02.1980, бюл. №6), включающий отдельно стоящие опоры и размещенные на грунте между ними гибкие криволинейные обращенные выпуклостью вверх оболочки, прикрепленные своими концами к опорам и повторяющие форму очертания под ними грунта. Недостатком этого фундамента является действие значительных горизонтальных усилий, которые могут привести к смещению опор внутрь пролета, что снижает надежность работы фундамента такой конструкции.

Известен также фундамент по А.с. №1035135 (М. кл. Е02D 27/01, опубл. 15.08.1983, бюл. №30), в котором опоры соединены гибкими оболочками, лежащими на грунте, при этом опоры выполнены составными по высоте со скосом к периферии, между составными частями опор размещена антифрикционная прокладка. В этом фундаменте устраняется возможность смещения опор внутрь пролета, однако повышение несущей способности такой конструкции фундамента ограничено, так как имеется возможность смещения нижней части крайней опоры в горизонтальном направлении при повышении нагрузки, что приводит к ненадежности работы фундамента.

Наиболее близким к предлагаемому является фундамент по А.с. 962463 (М. кл. Е02D 27/01, опубл. 30.09.1982, бюл. №36 - прототип), который включает отдельно стоящие опоры, размещенные на плитах, жесткую оболочку, свободно размещенную на грунте внутрифундаментного пространства выпуклостью вверх и прикрепленную к опорам гибкими связями, например стальным канатом. При осадке опор происходит натяжение канатов и часть нагрузки воспринимается оболочкой.

Недостатком прототипа, как и всех выше перечисленных фундаментов является ненадежность работы, так как оболочка, взаимодействуя с поверхностью грунта, на котором она размещена, может быть повреждена из-за неоднородного состояния грунта не только по составу, но и по уплотненности, а главное - из-за неправильно уложенного выравнивающего песчаного слоя, что сделать на большой площади практически невозможно. При этом любая, на первый взгляд, незначительная выпуклость может явиться причиной концентрации растягивающих напряжений, порой превышающих критические значения. Кроме того, недостатком является неизбежная осадка по мере возрастания нагрузки. В процессе осадки возрастает отпор грунта под оболочкой, уплотняется грунт, натягиваются оболочка и гибкие связи. Только после окончания этих процессов создается усилие, способное воспринимать часть нагрузки от фундамента и передавать ее на грунт, обеспечивая тем самым совместную работу.

Техническая задача, решаемая изобретением, - повышение надежности работы фундамента.

Поставленная задача решается следующим образом. В фундаменте, включающем опоры, оболочку, свободно размещенную на грунте внутрифундаментного пространства выпуклостью вверх и прикрепленную к опорам посредством гибких связей, на грунте внутрифундаментного пространства последовательно размещены слой цементного раствора, металлические арочные фермы, на которые уложены металлические листы, соединенные сваркой, образующие гибкую оболочку, поверх которой расположены гибкие связи, установленные с предварительным натяжением в сквозных отверстиях опор и снабженные на концах фиксирующими анкерами, и слой армированного бетона. В случае, если в слое армированного бетона под влиянием давления возникнут трещины либо слабые разрушения, целесообразно поверх него расположить слой цементного раствора.

Повышение надежности работы фундамента достигается за счет его усиления путем последовательного размещения на грунте внутрифундаментного пространства слоя цементного раствора, металлических арочных ферм, на которые уложены металлические листы и соединены сваркой, образующие гибкую оболочку, поверх которой расположены гибкие связи, установленные с предварительным натяжением в сквозных отверстиях опор и снабженные на концах фиксирующими анкерами, и слой армированного бетона, поверх которого может быть расположен слой цементного раствора, и обеспечивается предварительным натяжением оболочки и гибких связей за счет нагнетания под давлением раствора в полость между поверхностью грунта внутрифундаментного пространства и гибкой оболочкой, при этом гибкая оболочка под давлением затвердевшего раствора не лежит на поверхности грунта, тем самым обеспечивая ее равномерное натяжение и полное исключение несовпадения очертаний оболочки и поверхности грунта. Осадки, связанные с уплотнением грунта при возрастании нагрузки, с ликвидацией зазоров в местах соединений и натяжения гибких связей практически сводятся к нулю, вплоть до нагрузок, превышающих ожидаемое давление на основание.

Другим вариантом решения поставленной технической задачи является фундамент, включающий опоры, оболочку, свободно размещенную на грунте внутрифундаментного пространства выпуклостью вверх и прикрепленную к опорам посредством гибких связей, в котором на грунте внутрифундаментного пространства последовательно размещены слой грунтовой смеси, усиленный цементным раствором, выгнутые по заданному профилю металлические листы, соединенные сваркой, образующие гибкую оболочку, поверх которой расположены гибкие связи, установленные с прослаблением в сквозных отверстиях опор и снабженные фиксирующими анкерами на концах, и слой армированного бетона. Целесообразно в случае, если в слое армированного бетона под влиянием давления возникнут трещины либо слабые разрушения, поверх него расположить слой цементного раствора.

Повышение надежности работы фундамента достигается за счет его усиления путем последовательного размещения на грунте внутрифундаментного пространства слоя грунтовой смеси, усиленного цементным раствором, раствора, выгнутых по заданному профилю металлических листов, соединенных сваркой, образующих гибкую оболочку, поверх которой расположены гибкие связи, установленные с прослабленном в сквозных отверстиях опор и снабженные на концах фиксирующими анкерами, и слоя армированного бетона, поверх которого может быть расположен слой цементного раствора, и обеспечивается натяжением оболочки и гибких связей за счет нагнетания под давлением грунтовой смеси, а затем и цементного раствора в полость между поверхностью грунта внутрифундаментного пространства и гибкой оболочкой, при этом гибкая оболочка под давлением слоя грунтовой смеси, усиленной цементным раствором, равномерно нагружается, все осадки, связанные с несовпадением очертаний оболочки и поверхности грунта, полностью исключаются. Осадки, связанные с уплотнением грунта при возрастании нагрузки, с ликвидацией зазоров в местах соединений и натяжения гибких связей практически сводятся к нулю.

Изобретение может быть использовано как для усиления фундамента, включающего отдельно стоящие опоры, так и усиления ленточного фундамента.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показан поперечный разрез ленточного фундамента.

Фундамент включает опоры 1 со сквозными отверстиями 2, на грунте внутрифундаментного пространства 3 последовательно размещены слой грунтовой смеси, усиленный цементным раствором, 4, на который уложены выгнутые по заданному профилю металлические листы, соединенные сваркой, образующие гибкую оболочку 5, поверх которой расположены гибкие связи 6 с фиксирующими анкерами 7 на концах, слой армированного бетона 8.

В фундаменте с опорами 1 пробивают поперечные сквозные отверстия 2. На грунт внутрифундаментного пространства 3, после его выравнивания, укладывают выгнутые по заданному профилю металлические листы и приваривают друг к другу. Образованная таким образом гибкая оболочка 5 усиливается сверху гибкими связями 6 с фиксирующими анкерами на концах 7, например, стальными канатами, которые устанавливают с некоторым прослаблением в сквозных отверстиях 2. Для придания оболочке выпуклой формы в полость между поверхностью грунта внутрифундаментного пространства и гибкой оболочкой 5 под давлением закачивают грунтовую смесь, создают поверх оболочки с гибкими связями слой армированного бетона 8, после затвердевания которого нагнетают цементный раствор в полость между поверхностью грунта внутрифундаментного пространства и оболочкой, усиливая тем самым уже закачанную грунтовую смесь. В случае, если в слое армированного бетона под влиянием давления возникнут трещины либо слабые разрушения, по окончании работ по его поверхности необходимо сделать стяжку слоем цементного раствора (не показано).

Например, в ленточном фундаменте в опоре с некоторым шагом пробивают поперечные сквозные отверстия 2. Напротив отверстий на грунт внутрифундаментного пространства 3 с тем же шагом по всей ширине фундамента выпуклостью вверх устанавливают металлические арочные фермы, имеющие одинаковые очертания внешней дуги (не показаны). На них укладывают, например, стальные листы, которые приваривают с помощью электросварки друг к другу. Полученная таким образом гибкая оболочка 5, обращенная выпуклостью вверх, закрывает всю внутрифундаментную площадь. Затем в отверстия 2 пропускают стальной канат 6 с фиксирующим анкером 7 на конце и укладывают поверх оболочки 5, другой его конец на противоположной стороне фундамента напрягают растяжением и также заанкеривают. Гибкую оболочку 5, усиленную стальными канатами со стороны выпуклости, заливают затем слоем армированного бетона 8, который после затвердевания способен создавать распорные усилия, предотвращающие перемещение опор внутрь пролета оболочки при возрастании на нее нагрузки, затем нагнетают цементный раствор в полость между поверхностью грунта внутрифундаментного пространства и оболочкой. В случае, если в слое армированного бетона под влиянием давления возникнут трещины либо слабые разрушения, по окончании работ по его поверхности необходимо сделать стяжку слоем цементного раствора.

Пример.

Необходимость усиления фундамента трехэтажного жилого здания при его реконструкции связано с увеличением нагрузки на фундамент при увеличении этажности здания до пяти этажей. Для этого в существующем фундаменте с шагом, определяемым прочностью материала стен и нагрузкой, передаваемой на оболочку, пробивают сквозные поперечные отверстия диаметром 30 мм, после чего напротив отверстий на грунт внутрифундаментного пространства устанавливают изготовленные арочные металлические опоры, на которые укладывают стальные листы толщиной 2 мм и с помощью электросварки приваривают друг к другу, образуя таким образом гибкую оболочку. В качестве гибких связей использована канатная арматура марки К-7, которую с фиксирующим анкером на одном конце пропускают сквозь отверстие, укладывают поверх оболочки, пропускают сквозь отверстие напротив, натягивают и заанкеривают на другом конце. На оболочку укладывают слой армированного бетона класса В20 и после его затвердевания в полость между поверхностью грунта внутрифундаментного пространства и оболочкой нагнетают цементный раствор марки M15 под давлением, превышающим на 20% ожидаемое давление здания на основание, так как при таком давлении дополнительные осадки, связанные с увеличением давления на грунт, полностью исключены.

Предлагаемое устройство фундамента позволяет без отселения жильцов произвести его усиление. Несущая способность полученного фундамента увеличивается пропорционально площади опирания.