способ строительства свайно-плитных фундаментов в сейсмических районах

Формула изобретения

Способ строительства свайно-плитного фундамента, включающий погружение свай, размещение на их оголовках элементов в виде перевернутых стаканов, объединение голов свай ростверком в виде плиты, отличающийся тем, что при строительстве в сейсмических районах сваи погружают разной длины, из которых длинные сваи располагают по продольным и поперечным осям несущих стен, а короткие сваи размещают в промежутках между основными, при этом арматуру коротких свай заводят в тело ростверка на величину анкеровки, необходимую для формирования жестких узлов после его бетонирования, а до бетонирования ростверка элементы в виде перевернутых стаканов надевают на оголовки длинных свай с образованием зазора, равного половине осадки, допустимой для конструктивной схемы строящегося сооружения и на верхней торцевой грани длинных свай размещают слой пенополистирола, равный величине зазора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении тяжелых сооружений на сжимаемых грунтах в районах с повышенной сейсмичностью.

В соответствии с рекомендациями СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов», с.30, п.7.4.10 длину буронабивных свай при их диаметре от 0,8 до 1,2 м и расстоянии между осями свай 5d-7d и более, принимают от 0,5 до b, где b - ширина фундамента. При расчетах осадок таких фундаментов, рассматривая совместно жесткость свай и плиты, приблизительно принимают, что на сваи передается 85% общей нагрузки на фундамент, на плиту 15%.

Для увеличения доли нагрузки, приходящейся на плиту, необходимо обеспечить различную величину осадок плиты и плитно-свайного фундамента. Это возможно, если взаимодействие плиты и свай начнется после того, как плита претерпит определенную осадку.

Известен способ строительства фундамента резервуара (Патент РФ №2209884 С1, Е02D 27/38, Бюл.22, 2003), в котором проходят скважины для буронабивных свай и заполняют их бетоном, оставляя их верхнюю часть незаполненной, затем устанавливают арматурные каркасы и трубы-гильзы, которые фиксируют с помощью арматуры ростверка над скважинами, и затем после проведения гидроиспытаний и выравнивания крена (если он появится) через трубы-гильзы подают бетон для заполнения верхних частей скважин и включения в работу буронабивных свай.

Недостатком известного способа является возможность заполнения бетоном скважин, расположенных хотя бы частью своего диаметра за пределами пятна надземной постройки. При регулярной сетке размещения буронабивных свай под зданием это не удается.

Известно изобретение SU №1102857, Бюл. №26, 1984, взятое авторами за прототип, включающее погружение свай с объединением голов свай ростверком в виде плиты.

Недостатком этого изобретения является затруднение его применения в сейсмических районах, за счет отсутствия жесткой связи между сваями и ростверком, что снижает устойчивость фундамента при динамических воздействиях.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей за счет повышения восприятия плитой доли нагрузки, передаваемой от сооружения на фундамент, и снижение его осадки.

Поставленная задача достигается тем, что в способе строительства свайно-плитных фундаментов, включающем погружение свай, размещение на их оголовках элементов в виде перевернутых стаканов, объединение голов свай ростверком в виде плиты, в сейсмических районах выполняют сваи разной длины, из которых длинные сваи располагают по продольным и поперечным осям несущих стен, а короткие сваи размещают в промежутках между основными, при этом арматуру коротких свай заводят в тело ростверка на величину анкеровки, необходимую для формирования жестких узлов после его бетонирования, а до бетонирования ростверка элементы в виде перевернутых стаканов надевают на оголовки длинных свай с образованием зазора, равного половине осадки, допустимой для конструктивной схемы строящегося сооружения, и на верхней торцевой грани длинных свай размещают слой пенополистирола, равный величине зазора.

За счет осадки плиты с короткими сваями произойдет обжатие грунта основания, и на плиту будет передаваться существенно большая, чем 15%, часть нагрузки.

Длинные сваи, размещенные под несущими стенами, ограничивают боковые перемещения сжатого грунта основания, уменьшая осадку сооружения. На с.38 книги «Основания и фундаменты резервуаров» (авторы Иванов Ю.К., Коновалов П.А., Мангушев Р.А, Сотников С.Н., М., Стройиздат, 1989) отмечено: «Анализ результатов наблюдений за развитием горизонтальных перемещений оснований на глубине......свидетельствует о концентрации основной части перемещений на глубине 0,13-0,2D под вертикальной стенкой. Принимая во внимание данное обстоятельство, следует учитывать, что глубина кольцевой обоймы......не должна превышать 0,3D резервуара». Следовательно, основные сваи должны быть не менее, чем на 0,2b длиннее коротких, где b - ширина плиты ростверка. Несущая способность плиты с короткими сваями определяется как функция перемещения и модуля деформации грунта и уточняется по результатам измерения осадок в процессе строительства.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан фрагмент сечения строительной площадки, на фиг.2 сечение площадки после частичной осадки плиты.

Способ строительства свайно-плитных фундаментов в сейсмических районах осуществляется следующим образом.

Возведение фундамента после подготовки поверхности площадки проводится в несколько этапов. На первом этапе выполняются сваи 2, 3. Основные сваи 2, расположенные по осям продольных и поперечных несущих стен, выступают над отметкой низа ростверка в виде плиты 1 на 0,5d, где d - диаметр круглой или сторона квадратной сваи. На оголовки 4 выполненных свай 2 надевают элементы 5, выполненные в виде перевернутых стаканов. От верхней грани головы сваи 4 до грани элемента 5 устанавливают зазор 6, равный половине допустимой для возводимого сооружения осадки. На верхнюю торцевую плоскость сваи 2 укладывается слой пенополистирола, равный величине зазора 6, выполняющий функцию компенсатора и замедлителя передачи основной части нагрузки на сваи. Оголенную арматуру коротких свай 3 заводят в тело ростверка в виде плиты 1 на величину анкеровки, необходимую для формирования жестких узлов после бетонирования. На следующем этапе устанавливают опалубку ростверка в виде плиты 1 с последующим бетонированием. Затем устанавливают марки для наблюдения за осадками плиты. Возводят сооружение, отмечая, при какой нагрузке плита начнет передавать усилия на основные сваи 2.

На начальном этапе короткие сваи 3 оседают вместе с ростверком в виде плиты 1, уплотняя грунт основания и увеличивая при этом процент воспринимаемых плитной частью свайно-плитного фундамента 1 напряжений от здания 7. Длинные сваи 2 уменьшают осадку сооружения, сокращая горизонтальные перемещения грунта.