способ усиления фундамента здания

Формула изобретения

1. Способ усиления фундамента здания, включающий разработку траншеи вдоль усиливаемого фундамента здания, устройство в стене здания штрабов, армирование ростверка и последующее его бетонирование с образованием отверстий, через которые производится задавливание трубчатых секций свай, причем каждую секцию сваи соединяют между собой переходной манжетой, после достижения сваями расчетного давления их армируют и бетонируют одновременно с отверстиями, отличающийся тем, что отверстия формируют конусообразными за счет того, что при армировании ростверка, в месте образования отверстий, устанавливают формообразующие конусообразные элементы, расширяющиеся по направлению задавливания свай, при этом их конусность выбирают в пределах 0,17-0,50.

2. Способ усиления фундамента по п.1, отличающийся тем, что сваи армируют одиночным стержнем или пространственным каркасом.

3. Способ усиления фундамента по п.1, отличающийся тем, что секции сваи соединяют между собой путем приварки к переходной манжете.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции существующих фундаментов.

Известен способ усиления фундамента здания, при котором в фундаменте просверливают цилиндрические отверстия, через которые осуществляют секционное задавливание свай до заданной глубины, при этом закрепление головной секции сваи осуществляют до задавливания головной секции сваи, инжектируя быстротвердеющий клеевой состав, а после задавливания головной секции выдерживают сваю под нагрузкой до окончания процесса склеивания (патент на изобретение RU 2057847, МПК 6 E02D 27/08, опубликован 15.09.1996).

Недостатком известного способа является сложность технологии, при которой отверстия для прохождения свай просверливают в бетонном теле фундамента, что требует применения дополнительного оборудования и усложняет процесс возведения фундамента.

Наиболее близким техническим решением является способ, описанный в патенте на изобретение RU 2144111, МПК 7 E02D 27/48, опубликован 10.01.2000. Данный способ включает пересадку фундамента на выносные секционные сваи, которые вдавливают гидравлическим домкратом через цилиндрические отверстия ростверка, образованные при его бетонировании. После установки свай, их армируют одиночным стержнем и бетонируют вместе с отверстиями.

Недостатком известного способа является низкая надежность узла сопряжения свая-ростверк, так как при длительном действии нагрузок и/или появления дополнительных нагрузок от ростверка (фундаментной плиты) и/или вышерасположенных строительных конструкций, может произойти выдавливание свай через ростверк (фундаментную плиту), что приводит к частичной или полной потери несущей способности фундамента и его разрушению.

Задачей настоящего изобретения является создание способа, позволяющего повысить надежность усиленного фундамента здания.

Поставленная задача решается за счет того, что способ включает разработку траншеи вдоль усиливаемого фундамента здания, устройство в стене здания штрабов, армирование ростверка и последующее его бетонирование с образованием отверстий, через которые производится задавливание трубчатых секций свай. Каждую секцию сваи соединяют между собой переходной манжетой, а после достижения сваями расчетного давления, их армируют и бетонируют одновременно с отверстиями. Отверстия формируют конусообразными. Для этого при армировании ростверка в месте образования отверстий устанавливают формообразующие конусообразные элементы, расширяющиеся по направлению задавливания свай, при этом их конусность выбирают в пределах 0,17-0,50. Сваи могут быть армированы одиночным стержнем или пространственным каркасом.

Предложенный способ усиления фундамента здания позволяет повысить надежность фундамента и предотвратить его разрушение за счет уменьшения нагрузки на ростверк в месте расположения свай.

Сущность предложенного способа поясняется фиг.1-5, иллюстрирующими способ усиления фундамента.

Усиление фундамента производят следующим образом.

Вдоль существующего фундамента здания разрабатывают траншею 1, а в самом фундаменте здания выполняют штрабу 2, в зоне которой просверливают шпуры 3 (фиг.1), в которые устанавливают анкерные стержни 4. Затем армируют ростверк и устанавливают технологические анкера 5 для крепления установки 6 и формообразующие конусообразные элементы 7, которые размещают в месте образования отверстий для прохождения свай (фиг.2-3), устанавливают опалубку 8. При этом формообразующие конусообразные элементы устанавливают таким образом, чтобы сформировать отверстие, расширяющееся по направлению задавливания свай. После этого, ростверк 9 бетонируют, а по достижении бетоном прочности 60% от проектной (что составляет не менее 7 дней) приступают к работам по устройству свай 10 (фиг.4). Сваи выполняют по безударной технологии методом статического задавливания секций свай, в процессе которого производят обязательный контроль усилия погружения свай. При этом первая секция имеет конусообразный наконечник, обеспечивающий лучшие условия для прохождения грунта и предотвращающий попадание последнего в полость сваи. Между собой секции соединяют путем приварки к переходной манжете, изготовленной из трубы меньшего диаметра. Задавливание секций свай производят до момента фиксации на манометре установки 6 такого давления, которое соответствует превышению расчетной несущей способности сваи в 1,2 раза. Затем полость сваи армируют одиночным стержнем 11 или пространственным каркасом (в зависимости от расчетных характеристик) и заполняют бетоном одновременно с конусообразным отверстием. В результате, в месте соединения ростверка со сваей образуется конусообразная пробка 12 (фиг.5), образованная формообразующим конусообразным элементом 7. При этом конусность формообразующего элемента 7 равна 0,17-0,50.

Длительное действие нагрузок, появление дополнительных нагрузок от ростверка (фундаментной плиты) и вышерасположенных строительных конструкций может привести к выдавливанию свай через ростверк (фундаментную плиту), потере несущей способности фундамента и его разрушению. Увеличение площади поверхности трения в узле сопряжения свая-ростверк нейтрализует вредное действие нагрузок, вызывающих выдавливание сваи через ростверк. Данное увеличение площади реализуется за счет формирования поверхности трения конусообразной. Предельные значения конусности выявлены расчетным путем и зависят от таких параметров как высота ростверка, шаг армирования и диаметр свай. Минимальное значение конусности 0.17 рассчитано для максимальной высоты ростверка. В этом случае площадь поверхности трения увеличена за счет высоты ростверка и большая величина конусности не требуется. Максимальное значение конусности 0.50 рассчитано для минимальной высоты ростверка, при этом величина 0.50 ограничена такими параметрами как шаг армирования ростверка и диаметр свай.

Пример осуществления способа.

Вдоль существующего фундамента здания разрабатывают траншею шириной 600 мм на глубину 800 мм. Затем в фундаменте выполняют штрабу на глубину 300 мм, в зоне которой пробуриваются шпуры. В шпуры устанавливают анкерные стержни Ф 25 А III. Далее армируют ростверк, шаг армирования ростверка 400 мм. Одновременно с армированием устанавливают технологические анкера Ф 25 А III для крепления установки, а также устанавливают формообразующие конусообразные элементы с конусностью 0.37. После этого ростверк бетонируют с использованием бетона класса В25. По достижении бетоном прочности 60% приступают к работам по устройству свай. Сваи выполняют по безударной технологии путем задавливания инвентарных труб-оболочек Ф 159×6 мм на глубину 10 м. Элементы труб-оболочек соединяют между собой с помощью сварки. Сваю армируют одиночным стержнем Ф 25 А III на всю длину, а затем сваю вместе с конусообразным отверстием бетонируют.

Сформированная таким образом конусообразная пробка повышает надежность фундамента и предотвращает его разрушение за счет уменьшения нагрузки на ростверк в месте расположения свай, так как действие нагрузок, приводящих к выдавливанию сваи через ростверк, распределяется в теле ростверка более равномерно. Кроме того, ориентация пробки в ростверке, при которой конус своей расширяющейся частью ориентирован по направлению задавливания сваи, создает эффект заклинивания, что также препятствует выдавливанию сваи через ростверк (фундаментную плиту).

Предложенный способ позволяет в процессе усиления фундамента сформировать коническую пробку, что позволяет повысить надежность фундамента в месте расположения свай.