способ устройства основания фундаментов сооружений с горизонтальным армированием сборными железобетонными элементами

Формула изобретения

1. Способ устройства основания фундаментов сооружений с горизонтальным армированием сборными железобетонными элементами, включающий разработку котлована, устройство горизонтально расположенных жестких протяженных элементов - шпал, отличающийся тем, что после разработки котлована на проектную глубину и его планировки, дно котлована выравнивают и производят отсыпку из песка или щебня подстилающего слоя расчетной толщины, но не менее 0,05 м, с последующим его выравниванием и уплотнением, затем производят разбивку осей фундамента и продольных осей шпал относительно осей фундамента по принятой конструктивной схеме в зависимости от типа фундамента строящегося сооружения, на подстилающий слой производят укладку шпал, формируя таким образом шпальный распределитель в сжимаемой зоне основания фундаментов, в соответствии с проектной конструктивной схемой продольных осей шпал относительно осей фундамента так, чтобы подошвы шпал были расположены на отметке подстилающего слоя дна котлована, при этом их монтаж производят торцами встык друг другу таким образом, чтобы суммарная длина каждой из шпал превышала расстояние между внешними контурами подошвы крайних фундаментов строящегося сооружения, кроме того, шпалы укладывают параллельно друг другу и на расчетном расстоянии друг от друга так, чтобы площадь шпального распределителя полностью перекрывала площадь фундаментов строящегося сооружения, затем выполняют засыпку песком междушпального пространства, а поверх уложенных шпал отсыпают буферный слой до отметки заложения подошвы фундаментов строящегося сооружения из песка, щебня из твердых горных пород или щебня из шлаков черной металлургии, при этом толщина буферного слоя не должна быть меньше 1/3 ширины или диаметра поперечного сечения шпалы, а максимальная крупность частиц щебня не должна превышать 1/5 ширины или диаметра поперечного сечения шпалы, кроме того, разработку котлована производят на проектную глубину, равную сумме глубины заложения подошвы фундамента будущего сооружения, толщины буферного слоя, высоты сечения или диаметра шпалы, толщины подстилающего слоя.

2. Способ устройства основания фундаментов сооружений с горизонтальным армированием сборными железобетонными элементами по п.1, отличающийся тем, что сборку шпал производят из специально изготовленных сборных железобетонных элементов прямоугольного сечения, серийно выпускаемых, а также отбракованных для прямого назначения по отклонениям геометрических размеров призматических свай, балок, полых труб столбов, длиной до 12 м, при этом полые трубы столбов перед укладкой заполняют бетоном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к фундаментостроению, в частности к технологии армирования сжимаемой зоны основания отдельно стоящих и плитных фундаментов строящихся зданий и сооружений, возводимых в сложных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях.

Известен способ усиления основания фундаментов (1), включающий разработку котлована и устройство горизонтально расположенных жестких протяженных элементов (шпал). Данный способ можно использовать только для усиления фундаментов аварийных или реконструируемых зданий.

Предлагаемое авторами техническое решение позволяет использовать горизонтально расположенные сборные жесткие протяженные элементы (шпалы) при новом строительстве сооружений, возводимых в сложных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях.

Это достигается тем, что в способе устройства основания фундаментов сооружений с горизонтальным армированием, включающем разработку котлована, устройство горизонтально расположенных сборных жестких протяженных элементов (шпал), согласно изобретению после разработки котлована на проектную глубину и его планировки дно котлована выравнивают и производят отсыпку из песка или щебня подстилающего слоя расчетной толщины, но не менее 0,05 м, с последующим его выравниванием и уплотнением, затем производят разбивку осей фундамента и в зависимости от типа будущего фундамента на подстилающий слой производят укладку шпал, формируя таким образом шпальный распределитель в сжимаемой зоне основания фундаментов, в соответствии с проектной конструктивной схемой расположения продольных осей шпал относительно осей фундамента так, чтобы подошвы шпал были расположены на отметке подстилающего слоя дна котлована, при этом их монтаж производят торцами встык друг другу таким образом, чтобы суммарная длина каждой из шпал превышала расстояние между внешними контурами подошвы крайних фундаментов строящегося сооружения. Стыки шпал, при необходимости, армируют и омоноличивают бетонной смесью класса В15 и выше. Шпалы укладывают параллельно друг другу и на расчетном расстоянии друг от друга так, чтобы площадь шпального распределителя полностью перекрывала площадь фундаментов строящегося сооружения в целом, потом производят засыпку пространства между уложенными шпалами, а затем поверх уложенных шпал отсыпают буферный слой до отметки заложения подошвы фундаментов строящегося сооружения из песка, щебня из твердых горных пород или щебня из шлаков черной металлургии, имеющих устойчивую структуру против всех видов распада (силикатного, марганцовистого, железистого и др.). При этом толщина буферного слоя не должна быть меньше 1/3 ширины или диаметра поперечного сечения шпалы, а максимальная крупность частиц щебня не должна превышать 1/5 ширины или диаметра поперечного сечения шпалы. Сборку шпал производят из серийно выпускаемых специально изготовленных сборных железобетонных элементов прямоугольного сечения, а также отбракованных для прямого назначения по отклонениям геометрических размеров призматических свай, балок, труб столбов длиной до 12 метров, при этом полые трубы перед укладкой заполняют бетоном. Разработку котлована производят на проектную глубину, равную сумме глубины заложения подошвы фундамента, толщины буферного слоя, высоты сечения или диаметра шпалы, толщины подстилающего слоя.

Внедрение данного изобретения, а именно монтаж шпального распределителя из горизонтально расположенных жестких протяженных элементов (шпал), позволяет в 2,7-4,5 раза снизить материальные затраты на устройство оснований для фундаментов строящихся сооружений и значительно, в 2-3 раза, повысить несущую способность слабых грунтовых оснований, а также дает возможность снижать и перераспределять напряжение в плане и по глубине сжимаемой зоны основания фундаментов строящихся сооружений, а следовательно, дает возможность использовать слабые грунты для строительства любых сооружений.

Способ иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана схема реализации данного способа, на фиг. 2 - сечение Б-Б, на фиг. 3 - конструктивная схема расположения шпал в плане ленточного фундамента, на фиг. 4 приведены поперечные сечения шпал, расположенных на отметке дна котлована.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале разрабатывают котлован (1) на проектную глубину (Н), равную сумме глубины (H₁), заложения подошвы фундамента, толщины (h) буферного слоя, высоты (а) сечения шпалы, толщины подстилающего слоя (с). Далее производят планировку дна котлована. Дно котлована (1) выравнивают и производят отсыпку из песка или щебня подстилающего слоя (2) с требуемой расчетной толщиной (с) и последующим его выравниванием и уплотнением. Если толщина подстилающего слоя не превышает 0,15 м, то уплотнение не производят. Толщина (с) подстилающего слоя (2) должна составлять не менее 0,05 м. При расчете толщины (с) подстилающего слоя (2) учитывают величину уменьшения толщины слоя при его уплотнении. Подстилающий слой (2) предназначен для выравнивания дна котлована (1) под устройство шпал (3) и обеспечения равномерности обжатия основания под подошвой шпалы. Затем производят разбивку осей фундамента строящегося сооружения и разбивку по принятой конструктивной схеме (фиг. 3) продольных осей шпал (3). В зависимости от типа фундамента будущего сооружения и по принятой конструктивной схеме на подстилающий слой (2) производят укладку шпал (3) так, чтобы подошвы шпал были расположены на отметке (4) подстилающего слоя дна котлована (1). При этом монтаж шпал производят торцами встык друг другу таким образом, чтобы суммарная длина (L) каждой из шпал (3) превышала расстояние (Е) между внешними габаритами фундаментов строящегося сооружения. Шпалы (3) укладывают параллельно друг другу и на расчетном расстоянии (b) друг от друга так, чтобы площадь (S_ш) образованного таким образом шпального распределителя (5) полностью перекрывала площадь (S _ф) фундаментов строящегося сооружения. Затем вначале производят засыпку песком между шпального пространства, а потом поверх уложенных шпал отсыпают буферный слой (6) до отметки (7) заложения подошвы фундаментов (8) строящегося сооружения из песка, щебня из твердых горных пород. Допускается применение щебня из шлаков черной металлургии, имеющих устойчивую структуру против всех видов распада (силикатного, марганцовистого, железистого и др.). При этом толщина (h) буферного слоя (6) не должна быть меньше 1/3 ширины (d) или диаметра поперечного сечения шпалы (3), а максимальная крупность частиц щебня не должна превышать 1/5 ширины (d) или диаметра поперечного сечения шпалы (3). Буферный слой (6) уплотняют, а в случае применения щебня производят расклинцовывание песком. Увеличение или уменьшение толщины (h) буферного слоя (6) приводит к соответствующему изменению условий и степени нагружения шпал (3) по длине, увеличению или уменьшению несущей способности шпального распределителя (5) в целом. Сборку шпал (3) производят из серийно выпускаемых специально изготовленных сборных железобетонных элементов прямоугольного сечения, а также отбракованных для прямого назначения по отклонениям геометрических размеров призматических свай, балок, труб столбов длиной до 12 метров, при этом полые трубы перед укладкой заполняют бетоном (9). Стыки (10) шпал (3) армируют и омоноличивают бетонной смесью класса В15 и выше с применением опалубки.

Источники информации

1. Патент России №2229562, Кл. E02D 27/08, 2002 год.