способ стабилизации основания ремонтируемого фундамента, преимущественно после промерзания грунта

Формула изобретения

1. Способ стабилизации основания ремонтируемого фундамента, преимущественно после промерзания грунта, включающий отрывку грунта вдоль по крайней мере одной из сторон фундамента и уплотнение грунта основания под ним, отличающийся тем, что зону уплотнения, ограниченную подошвами ремонтируемого фундамента и разуплотненного, например, промерзшего грунта, разделяют на участки, длину которых определяют по формуле

L = B_ф : K,

где B_ф - ширина фундамента;

K - коэффициент зависимости длины участка от консистенции грунтов,

а уплотнение грунта основания последовательно на каждом из участков осуществляют вдавливанием в грунт основания несжимаемого материала, например щебня, объем которого определяют по формуле:

V = K_o B_ф (H_пром - H_ф),

где B_ф - ширина фундамента;

K_о - коэффициент зависимости объема несжимаемого материала от консистенции грунта;

H_пром - глубина промерзшего грунта;

H_ф - глубина заложения фундамента.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед вдавливанием несжимаемого материала на участке бурят скважины с шагом, определяемым по формуле

S = 10 K_ш D,

где D - диаметр скважины;

K_ш - коэффициент зависимости шага от консистенции грунтов, после чего через скважины осуществляют циклически послойную засыпку несжимаемого материала и его вдавливание.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано, в частности, при ремонте фундаментов на глинистых грунтах после пучения последних, например в результате из промерзания.

Известен способ стабилизации основания ремонтируемого фундамента, при котором вокруг фундамента на несжимаемом грунте выполняют кольцевую балку, затем между фундаментом и кольцевой балкой устанавливают гидравлические домкраты, с помощью которых фундамент плотно прижимают к кольцевой балке [1].

Недостатком данного способа является сложность его выполнения.

Известен также принятый за прототип способ стабилизации основания ремонтируемого фундамента, включающий отрывку опускаемых участков фундамента и уплотнение грунта основания под ним [2].

В этом способе уплотнение грунта основания производят путем возбуждения в нем импульсных колебаний.

Недостатком данного способа является ослабление конструкции фундамента от ударов и колебаний. Кроме того, этот способ может быть использован в тех случаях, когда основания сложены чувствительными к колебаниям грунтами, например песками.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности стабилизации основания под ремонтируемым фундаментом и расширение области его применения, так как предлагаемый способ может быть использован при основании из глинистых грунтов, нечувствительных к колебаниям.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе стабилизации основания ремонтируемого фундамента, преимущественно после промерзания грунта, включающем отрывку грунта вдоль по крайней мере одной из сторон фундамента и уплотнение грунта основания под ним, при этом зону уплотнения, ограниченную подошвами ремонтируемого фундамента и разуплотненного, например, промерзшего грунта, разделяют на участки, длину которых определяют по формуле

L=B_ф : K,

где

B_ф - ширина фундамента;

K - коэффициент зависимости длины участка от конденсации грунтов,

а уплотнение грунта основания последовательно на каждом из участков осуществляют вдавливанием в грунт основания несжимаемого материала, например щебня, объем которого определяют по формуле

V= K_oB_фH_пром-H_ф,

где

B_ф - ширина фундамента;

K₀ - коэффициент зависимости объема несжимаемого материала от консистенции грунта;

H_пром - глубина промерзшего грунта;

H_ф-глубина заложения фундамента,

причем перед вдавливанием несжимаемого материала на участке могут быть пробурены скважины с шагом, определяемым по формуле

S=10K_шD

где D - диаметр скважины;

K_ш - коэффициент зависимости шага от консистенции грунтов,

после чего через скважины осуществляют циклически послойную засыпку несжимаемого материала и его вдавливание.

При исследовании технического уровня предлагаемого решения не было обнаружено технического решения, обладающего признаками, сходными с предлагаемым решением, на основании чего можно считать, что предлагаемое решение соответствует критерию "технический уровень".

На фиг. 1 изображен продольный разрез фундамента здания, ремонтируемого после морозного пучения глинистых грунтов основания; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - участок уплотняемого фундамента, выполняемый по п. 2 формулы изобретения; фиг. 4 - то же, поперечный разрез.

Способ осуществляют следующим образом.

Ремонтируемый фундамент 1 отрывают по крайней мере с одной из сторон и под фундаментом производят уплотнение грунта 2 основания, причем зону уплотнения, ограниченную подошвой 3 ремонтируемого фундамента и подошвой 4 разуплотненного, например промерзшего грунта, разделяют на участки, длину которых определяют по формуле

L=B_ф : K, (1)

где

B_ф - ширина фундамента;

K - коэффициент зависимости длины участка от консистенции грунтов,

а уплотнение грунта основания последовательно на каждом из участков осуществляют вдавливанием в грунт основания несжимаемого материала 5, например щебня, объем которого определяют по формуле:

V=K_оB_фH_пром-H_ф, (2)

где

B_ф - ширина фундамента;

K_o - коэффициент зависимости объема несжимаемого материала от консистенции грунтов;

H_пром. - глубина промерзшего грунта;

H_ф - глубина заложения фундамента.

Несжимаемый материал можно вдавливать непосредственно в грунт основания; или через скважины 6, которые бурят перед вдавливанием несжимаемого материала на участке с шагом, определяемым по формуле

S=10K_шD, (3)

где

D - диаметр скважины;

K_ш - коэффициент зависимости шага от консистенции грунта,

после чего через скважины осуществляют циклически послойную засыпку несжимаемого материала и его вдавливание.

Вывод применяемых расчетных формул базируется на результатах специального аналитико-экспериментального исследования.

При осуществлении способа важно не усугубить состояние ремонтируемого фундамента. Это возможно, когда отрывку последнего осуществляют не на полную длину, а участками. При этом, чем более пластины грунты основания, тем меньше должна быть длина участка его отрывки.

Эмпирически путем установлена зависимость длины участка отрывки основания от консистенции грунтов этого основания и от ширины B_ф фундамента

L= B_ф : K,

где

L - длина участка отрывки ремонтируемого фундамента для стабилизации его основания;

B_ф - ширина ремонтируемого фундамента;

K - коэффициент зависимости длины участка от основания.

При этом, когда консистенция грунта 1 меньше 0,05, коэффициент K следует принимать равным 0,05; во всех остальных случаях, когда консистенция 1 больше или равна 0,05, коэффициент K принимать численно равным величине консистенции.

Стабилизация основания зависит от плотности слагающих его грунтов. При морозном пучении имеет место разуплотнение грунтов и уменьшение их плотности; после оттаивания основания давление от фундамента обычно недостаточно для достижения грунтами первоначальной плотности.

Поэтому для увеличения плотности грунта основания под фундамент в разуплотненный грунт вдавливают несжимаемый материал. Эмпирически установлена зависимость между объемом вдавливаемого несжимаемого материала от объема разуплотненного грунта под фундаментом, равного произведению ширины фундамента на разность между глубиной промерзшего грунта и глубиной заложения фундамента, и от консистенции грунтов основания

V=K₀ B_фH_пром.-H_ф,

где

V - объем вдавливаемого несжимаемого материала в грунт основания под фундаментом;

B_ф - ширина фундамента;

K_o - коэффициент зависимости объема несжимаемого материала от консистенции грунтов I, принимаемый равным 1, во всех случаях, когда величина I больше или равна 0,05. Когда консистенция I меньше 0,5, величину K₀ следует принимать равной 0,5.

Шаг между скважинами, через который вдавливают в грунт несжимаемый материал, также зависит от консистенции грунта.

Эмпирически эта зависимость определена формулой

S=10K_шD

где

K_ш - коэффициент зависимости шага от консистенции грунтов.

При консистенции меньше или равной 0,25 принимают K_ш=0,25, во всех остальных случаях, когда консистенция I больше 0,25, принимают K_ш=1

Пример выполнения предлагаемого способа.

Ремонтируемый фундамент длиной 12 м, шириной 1 м, заглубленный на 1,5 м в тугопластичные глины с консистенцией I=0,3, на местности с глубиной промерзания 1,8 м отрывают с наружной стороны здания и уплотняют грунт основания, причем зону уплотнения, ограниченную подошвами ремонтируемого фундамента и глубиной промерзания грунта разделяют на участки, длину которых определяют по формуле

L=B_ф:K=1,2:0,3=4 м

Следовательно, стабилизацию основания длиной 12 м осуществляют тремя участками по 4 м каждый.

Уплотнение грунта основания последовательно на каждом из участков осуществляют вдавливанием в грунт основания несжимаемого материала, например щебня, объем которого определяют по формуле

V=K₀B_ф(H_пром-H_ф)= 0,3 1,2(1,8-1,5)=0,108 м³.

Перед вдавливанием несжимаемого материала на участке бурят скважины с шагом, определяемым по формуле

S=10K_шD=100,30,2=0,6 м.

На участке уплотнения длиной 4 м количество скважин составляет п=4:0,6=6 шт. Объем грунта, выбуренный из 6 скважин длиной 1,2, равен 1,26пD254= 1,263,140,20,2 : 4 = 0,2 м³

Через эти скважины следует вдавливать в грунт несжимаемый материал, например щебень, в объеме, равном сумме объема извлеченного грунта, и объема, определенного по формуле (2).

Вдавливание несжимаемого материала в скважины осуществляют циклически послойной засыпкой щебня слоями, толщиной равными (1...2) D=(1...2) 0,2=0,2. . .0,4 м, и сдавливая его в основание не менее чем на половину толщины слоя, после чего цикл повторяют до полного заполнения скважины.

Изобретение позволяет получить следующие положительные технические результаты: повысить надежность стабилизации основания под рекомендуемым фундаментом; снизить трудоемкость работ; уменьшить сроки их проведения.