способ устройства основания фундаментов сооружений с горизонтальным армированием монолитными железобетонными элементами

Формула изобретения

Способ устройства основания фундаментов сооружений с горизонтальным армированием монолитными железобетонными элементами, включающий разработку котлована, устройство горизонтально расположенных жестких протяженных элементов - шпал, отличающийся тем, что после разработки котлована на проектную глубину, равную сумме глубины заложения подошвы фундаментов строящегося сооружения и толщине буферного слоя и его планировки, дно котлована выравнивают, затем производят разбивку осей фундаментов строящегося сооружения и разбивку по проектной конструктивной схеме продольных осей будущих монолитных шпал относительно осей фундаментов, далее, на дне котлована, по размеченным продольным осям будущих монолитных шпал прокладывают механизированным или ручным способом щели для устройства в них монолитных шпал, при этом глубина щели равна высоте поперечного сечения будущей монолитной шпалы, после чего производят зачистку дна щелей, укладку в них арматурных каркасов и бетонирование щелей с уложенными в них арматурными каркасами бетонной смесью В15, с последующим ее уплотнением, для образования в щелях горизонтально расположенных армированных монолитных элементов - монолитных шпал, расположенных на отметке дна котлована, формируя, таким образом, шпальный распределитель в сжимаемой зоне основания фундаментов строящегося сооружения, при этом длина каждой из монолитных шпал должна превышать расстояние между внешними контурами подошвы крайних фундаментов строящегося сооружения, кроме того, щели для устройства в них монолитных шпал прокладывают параллельно друг другу и на расчетном расстоянии друг от друга так, чтобы площадь образованного шпального распределителя полностью перекрывала площадь фундаментов строящегося сооружения, а после того, как бетонная смесь, залитая в щели наберет прочность не ниже 50% от проектной, производят отсыпку, выравнивание и уплотнение буферного слоя, при этом буферный слой отсыпают до отметки заложения подошвы фундаментов строящегося сооружения из песка или щебня из твердых горных пород или щебня из шлаков черной металлургии, при этом толщина буферного слоя не должна быть меньше 1/3 ширины поперечного сечения монолитной шпалы, а максимальная крупность частиц щебня не должна превышать 1/5 ширины поперечного сечения монолитной шпалы.

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 при усилении фундаментов аварийных или реконструируемых зданий.

Предлагаемое авторами техническое решение позволяет использовать горизонтально расположенные жесткие протяженные элементы (монолитные 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, затем производят разбивку осей фундаментов строящегося сооружения и разбивку по проектной конструктивной схеме продольных осей будущих монолитных шпал относительно осей фундаментов, далее на дне котлована по размеченным продольным осям будущих монолитных шпал прокладывают механизированным или ручным способом щели для устройства в них монолитных шпал, при этом глубина щели равна высоте поперечного сечения будущей монолитной шпалы, после чего производят зачистку дна щелей, укладку в них арматурных каркасов и бетонирование щелей с уложенными в них арматурными каркасами бетонной смесью В15 с последующим ее уплотнением, для образования в щелях горизонтально расположенных армированных монолитных элементов (монолитных шпал), расположенных на отметке дна котлована, формируя, таким образом, шпальный распределитель в сжимаемой зоне основания фундаментов строящегося сооружения, при этом длина каждой из монолитных шпал должна превышать расстояние между внешними контурами подошвы крайних фундаментов строящегося сооружения, кроме того, щели для устройства в них монолитных шпал прокладывают параллельно друг другу и на расчетном расстоянии друг от друга так, чтобы площадь шпального распределителя полностью перекрывала площадь фундаментов строящегося сооружения, а после того как залитая бетонная смесь в щелях наберет прочность не ниже 50% от проектной, производят отсыпку, выравнивание и уплотнение буферного слоя, при этом буферный слой отсыпают до отметки заложения подошвы фундаментов строящегося сооружения из песка или 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 поперечного сечения монолитной шпалы, а максимальная крупность частиц щебня не должна превышать 1/5 ширины поперечного сечения монолитной шпалы, кроме того, разработку котлована производят на проектную глубину, равную сумме глубины заложения подошвы фундаментов будущего сооружения и толщины буферного слоя.

Данный способ можно использовать при строительстве сооружений, возводимых на слабых грунтовых основаниях искусственного или природного сложения, в т.ч. обладающих специфическими свойствами (просадочными, пучинистыми, набухающими и др.) при расположении уровня грунтовых вод ниже подошвы монолитных шпал на >0,10 м. Внедрения данного изобретения, а именно устройства шпального распределителя из горизонтально расположенных жестких протяженных элементов (монолитных шпал), позволяет значительно, в 2-3 раза, повысить несущую способность слабых грунтовых оснований, снизить и перераспределить напряжения в плане и по глубине сжимаемой зоны основания фундаментов строящихся сооружений и дает возможность использовать для строительства любых сооружений слабые грунты, а также снизить материальные затраты на устройство основания фундаментов.

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 осуществляются следующим образом.

Вначале разрабатывают котлован (1) на проектную глубину (Н), равную сумме глубины (H ₁) заложения подошвы фундамента (2) и толщины (h) буферного слоя. Дно котлована (1) выравнивают и планируют до проектной отметки глубины (H) котлована, производят разбивку осей фундаментов (2) строящегося сооружения и разбивку по принятой конструктивной схеме (фиг. 3) продольных осей будущих монолитных шпал (3). В зависимости от типа фундамента (2) строящегося сооружения и по принятой конструктивной схеме на дне котлована (1) по размеченным продольным осям параллельно друг другу прокладывают механизированным или ручным способом щели (4) для устройства в них монолитных шпал (3). Глубину щели (4) определяют по высоте поперечного сечения (a) будущей монолитной шпалы (3). Высоту поперечного сечения (a) определяют исходя из расчетов на прочность, и она зависит от нагрузки на будущий фундамент. Щели (4) для устройства в них монолитных шпал (3) прокладывают параллельно друг другу и на расчетном расстоянии (b) друг от друга. Затем производят зачистку дна щели (4) от разрыхленного грунта и, если нарушена устойчивость стенок, восстанавливают стенки. Затем укладывают в щели (4) арматурные каркасы (5) и бетонируют щели (4) с уложенными в них арматурными каркасами (5) бетонной смесью класса В 15 с последующим уплотнением, например, вибрацией. Арматурные каркасы (5) рассчитаны на восприятие изгибающих моментов и других нагрузок, передаваемых на монолитные шпалы (3). Таким образом, щели (4) служат опалубкой при устройстве монолитных шпал (3). Устройство монолитных шпал (3) производят так, чтобы поперечные сечения монолитных шпал (4) были расположены ниже отметки (6) дна котлована (1). При этом длина (L) каждой из монолитных шпал (3) должна превышать расстояние (Е) между внешними габаритами фундаментов (2) строящегося сооружения. Кроме того, площадь (S_ш), образованного таким образом шпального распределителя (7) должна полностью перекрывать площадь (S_ф) фундаментов строящегося сооружения. После того как бетонная смесь, залитая в щели, достигнет прочности не ниже 50% от проектной, производят отсыпку буферного слоя (8), его выравнивание и уплотнение. Буферный слой (8) отсыпают до отметки (9) заложения подошвы фундаментов (2) строящегося сооружения из песка или 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 (8) не должна быть меньше 1/3 ширины (d) или диаметра поперечного сечения монолитной шпалы (4), а максимальная крупность частиц щебня не должна превышать 1/5 ширины (d) или диаметра поперечного сечения монолитной шпалы (3). В случае применения щебня производят расклинцовывание буферного слоя (8) песком. Увеличение или уменьшение толщины (h) буферного слоя (8) приводит к соответствующему изменению условий и степени нагружения монолитных шпал (3) по длине, увеличению или уменьшению несущей способности шпального распределителя в целом.

Источник информации

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