способ усиления фундаментов

Формула изобретения

Способ усиления фундаментов, включающий отрывку котлована, в котором размещают продавливающие механизмы, уплотнение грунта под фундаментом путем подведения под его подошву элементов усиления на всю его длину, при этом за счет отжатия и радиального уплотнения образуют уплотненную зону грунта, которая соприкасается с подошвой фундамента, отличающийся тем, что в качестве элементов усиления используют цилиндрические бетонные блоки, имеющие по оси сквозной канал, на всю длину подошвы фундамента при помощи продавливающих механизмов прокалывают грунт под фундаментом металлической трубой, после полного прокола трубой грунта на ее свободный конец насаживают бетонные блоки и осуществляют уплотнение грунта под фундаментом путем вдавливания блоков в грунт основания, а расстояние между осью блока и подошвой фундамента определяют по следующей зависимости:

где d – диаметр блоков,

e_н – начальный коэффициент пористости грунта до уплотнения;

e_к - проектное значение коэффициента пористости грунта.

Описание изобретения к патенту

Способ относится к области строительства подземной части здания и используется для повышения несущей способности фундаментов на естественном основании в случае увеличения на него нагрузок при реконструкции здания или сооружения, при развитии недопустимых осадок или допущенных ошибок при проектировании вследствие неправильной оценки несущей способности грунтов основания или создания условий, вызвавших нарушения природной структуры грунта.

Известен способ, когда при недостаточной несущей способности основания производят его уплотнение трамбованием, грунтовыми сваями, виброуплотнением, замачиванием грунтов (Т.М.Штоль, В.И.Теличенко, В.И.Феклин. Технология возведения подземной части зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1990. с.62-73, рис.5.1, 5.3, 5.5) или увеличивают площадь подошвы фундамента с помощью монолитных банкеток или с помощью плоских домкратов (Коновалов П.А. Основание и фундаменты реконструируемых зданий. - М., 2000, с.175-178, рис.50, 51, 52, 53).

Недостатками этого способа являются:

- необходимость наличия сложного оборудования;

- необходимость отрывки траншеи с обеих сторон фундамента на всю его длину;

- насечка и очистка поверхности фундамента;

- нарушение гидроизоляции фундамента.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей сущности и достигаемому техническому результату является способ усиления фундаментов, включающий отрывку котлована, в котором размещают продавливающие механизмы, уплотнение грунта под фундаментом путем подведения под его подошву элементов усиления на всю его длину, при этом за счет отжатия и радиального уплотнения образуют уплотненную зону грунта, которая соприкасается с подошвой фундамента (патент РФ 2164982, МПК⁷ Е 02 D 27/08, БИ №10, 2001).

Недостатками данного способа являются:

- необходимость оставления труб в грунтах основания;

- необходимость заполнения труб твердеющим материалом;

- при отклонении трубы от заданного направления трудоемок процесс восстановления;

- не исключена возможность нарушения тела фундамента при отклонении трубы от заданного направления.

Задачей данного изобретения является повышение несущей способности грунтов основания с целью повышения их прочности и снижения осадок зданий и сооружений.

Поставленная задача достигается тем, что в способе усиления фундаментов, включающем отрывку котлована, в котором размещают продавливающие механизмы, уплотнение грунта под фундаментом путем подведения под его подошву элементов усиления на всю его длину, при этом за счет отжатия и радиального уплотнения образуют уплотненную зону грунта, которая соприкасается с подошвой фундамента согласно изобретению, в качестве элементов усиления используют цилиндрические бетонные блоки, имеющие по оси сквозной канал, на всю длину подошвы фундамента при помощи продавливающих механизмов прокалывают грунт под фундаментом металлической трубой, после полного прокола трубой грунта на ее свободный конец насаживают бетонные блоки и осуществляют уплотнение грунта под фундаментом путем вдавливания блоков в грунт основания, а расстояние между осью блока и подошвой фундамента определяют по следующей зависимости:

где d - диаметр блоков, м;

е_н - начальный коэффициент пористости грунта до уплотнения, б/р;

e _к - проектное значение коэффициента пористости грунта, б/р.

Сущность способа усиления поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 изображен продольный разрез фундаментов с размещением под его подошвой блоков, насаженных на направляющую трубу;

- на фиг.2 - поперечный разрез фундамента с элементами усиления грунта.

Под подошвой 1 фундамента 2 на торце 7 трубы расположены бетонные блоки 3, через канал 4 которых проходит направляющая труба 5, а образующаяся уплотненная зона с ее границей 6 соприкасается с подошвой 1 фундамента 2.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. Около торца усиливаемого фундамента 2 с подошвой 1 производят отрывку котлована, в котором размещают продавливающие механизмы для прокола металлической трубы 5 и вдавливания блоков 3.

После полного прокола трубы 5 на ее свободный конец 7 насаживается блок 3, имеющий по оси сквозной канал 4, и вдавливается в грунт основания, при этом за счет отжатия и радиального уплотнения образуется уплотненная зона грунта с границей 6.

Труба должна располагаться так, чтобы граница 6 зоны уплотнения соприкасалась с подошвой 1 фундамента 2, а расстояния между осью блока и подошвой 2 определяем по выражению

где d - диаметр блоков, м;

e_н - начальный коэффициент пористости до уплотнения, б/р;

e_к - проектное значение коэффициента пористости, б/р.

Уплотнение на всю длину фундамента производится путем поочередного вдавливания блоков. Эффективность способа уплотнения грунтов основания достигается за счет повышения прочности грунтов основания и снижения величины осадок зданий и сооружений, применение неразрушающей технологи тела фундамента.

Увеличение прочности грунтов основания позволяет увеличить нагрузку на фундамент и повысить устойчивость зданий и сооружений.