Фундамент

 

Использование: в строительстве, в частности фундаментостроении. Сущноаь: фундамент включает железобетонный блок и размещенную под ним подушку из несвязного грунта Подушка заключена в замкнутую оболочку из синтетического материала Между блоком и подушкой расположена грунтовая прослойка из несвязного грунта толщиной слоя {025 - 0.35) Ь. Грунт в оболочке армирован слоями из синтетического материала Слои расположены параллельно подошве блока на расстоянии друг от друга равном 0.4 Ь. где b - ширина железобетонного блока Прочность оболочки из синтетического материала на растяжение определена приведенной зависимостью. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

(19) ЩЯ (11) (51) Е02 Р27 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 501 5801/ЗЗ (22) 11.1291 (46) 15.1293 Бюл. Йа 45-46 (?5) Архангельский ВГ. Богданов С.В. (?3) Богданов Сергей Вильевич (54) ФУНДАМЕНТ (5?) Использование: в строительстве, в частности фундаментостроении Сущность: фундамент включает железобетонный блок и размещенную под ним подушку из несвязного грунта Подушка заключена в замкнутую оболочку из синтетического материала

Между блоком и подушкой расположена грунтовая прослойка из несвязного грунта толщиной слоя (025 — 035) Ь.. Грунт в оболочке армирован слоями из синтетического материала Слои расположены параллельно подошве блока на расстоянии друг от друга равном 0,4 Ь, где Ь вЂ” ширина железобетонного блока Прочность:оболочки из синтетического материала на растяжение определена приведенной зависимостью. 2 злф-лы, 2 ил.

2004692

55

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении фундаментов легких постоянных и временных зданий на слабых грунтах, а также при усилении оснований, в том числе, дорог.

Известен фундамент на слабых грунтах, включающий железобетонный блок, установленный на подушку из несвязного грунта, заключенную в горизонтальную обойму, состоящую из двух оболочек разного поперечного размера, входящих одна в другую, при этом оболочки выполнены из синтетического гибкого материала, Недостатком данного. фундамента является большая деформативность и невысокая несущая способность, обусловленная большой деформативностью обоймы, за счет того, что нагрузка от железобетонного блока передается на подушку из несвязного грунта, заключенную в обойму неравномерно, из-за разности поперечных размеров блока и обоймы. Это в свою очередь приводит к образованию эон пластичности под краями блока, в результате чего грунт из-под блока выдавливается в стороны, заставляя неравномерно деформироваться оболочки. Также данный фундамент не может быть применен при больших толщах слабых грунтов, где требуются значительные размеры обоймы по глубине. В этом случае в грунте обоймы по глубине развиваются неравномерные напряжения, которые вызывают неравномерные деформации оболочек, что приводит к их большой деформативности.

Задачей изобретения является уменьшение деформативности и повышение несущей способности фундамента.

Для решения этой задачи между железобетонным блоком и подушкой из несвязного грунта, заключенной в замкнутую оболочку из синтетического материала, расположена грунтовая прослойка иэ несвязного грунта толщиной (0,25 0,35)b, а грунт, находящийся в оболочке. армирован синтетическим материалом параллельно подошве блока с шагом по глубине 0,4Ь, где Ь— ширина подошвы железобетонного блока.

Работа жестких фундаментов, возведенных на слабых грунтах, показала, что потеря несущей способности основания и большие осадки фундаментов происходят в основном за счет развития эон пластичности в окружающем слабом грунте, в результате чего грунт основания выдавливается в стороны из- под фундамента. При этом доля горизонтальных перемещений в общей осадке фундамента колеблется от 40 до

65 (,. Поэтому введение в основание ограничительных оболочек резко уменьшает не только осадки фундамента, но и значитель10

40 но повышает его несущу:о способность. Исходя из того, что предлагаемый фундамент в основном предназначен для использования как ленточный под продольные или поперечные несущие стены, т.е. поперечные размеры фундамента значительно меньше продольного. то в этом случае технологически наиболее рациональные — замкнутая оболочка, Многочисленными опытами доказано, что при соотношении поперечных размеров железобетонного блок и оболочки равном

1,25 1,5 достигается наибольший эффект усиления основания и тем самым значительно уменьшается деформативность основания и увеличивается несущая способность фундамента. Но несмотря на это, разница между поперечными размерами железобетонного блока и оболочки дает и отрицательный эффект, заключающийся в том, что при таком соотношении поперечных -размеров происходит неравномерное.распределение напряжений в грунте, заключенном в оболочку, что в конечном итоге приводит к более значительной деформации последней, чем при равномерном распределении напряжений.

С целью равномерного распределения напряжений в грунте оболочки от действующей нагрузки между железобетонным блоком и оболочкой устроена грунтовая прослойка из несвязного грунта толщиной бз =(0,25 0,35)b, где Ь вЂ” поперечный размер железобетонного блока. При такой толщине грунтовой прослойки в грунте прослойки не возникает поперечных горизонтальных деформаций растяжения, и как следствие не происходит его выдавливание из-под железобетонного блока, и в то же время грунтовая прослойка позволяет распределить напряжения, передающиеся от железобетонного блока на замкнутую оболочку — равномерно.

Армирование синтетическим материалом грунта, заключенного в оболочку, резко снижает его боковое давление на оболочку, что в свою очередь уменьшает деформативность последней, а в итоге и деформативность основания, Наибольший эффект от армирования будет достигнут в случае, если оно будет произведено с шагом по глубине не более 0,41, где b — поперечный размер железобетонного блока. При таком армировании боковое давление грунта между армирующими элементами на оболочку будет равномерным, а возможное соединейие армирующих материалов (элементов) с оболочкой еще более уменьшит деформативность последней.

20046о2 (2) ШиРина замкнУтой оболочки (Воб) определяется по формуле (1):

Bp6 = Ь + 20з tgp ° (1) где Ь вЂ” поперечный размер (ширина) железобетонного блока,м; бз — (0,25 0,35) Ь вЂ” толщина грунтовой прослойки, м;

p — угол внутреннего трения грунта прослойки, град, ВЫСОта ЗаМКНУтОй ОбОЛОЧКИ (Ноб) ОПРЕделяется по формуле (2) N 1 об <-об 2об Kî Мя — 1 7об (Уор d3+У d ) — d3 — Kp

)2об

rae y<2p Уоб; Уок — ОбЪЕМНЫй ВЕС СООтВЕтСтвенно грунта прослойки, подушки и залегающего ниже подошвы подушки, кН!м;

М y; Mq, Ме — коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения (po«) грунта основания, на который опирается подушка в оболочке и определяются по СНиП 2.02.0183:

Ко = — коэффициент опреде< с1 Yn ляемой по СНиП 2.02.01 — 83; фок, Сок — соответственно угол внутреннего трения и коэффициент сцепления грунта, окружающего подушку в оболочке град, кН/м;

4з — толщина грунтовой прослойки, м;

d — глубина заложения железобетонного блока, м;

Воб; Loá СООтВЕтСтВЕННО ШИрИНа И дЛИна оболочки, м; для ленточных фундаментов

Lpe = 1n.м. для отдельных фундаментов

Loe = + 2d3 1g Ро«, где1 — длина железобетонного блока, м;

N — нагрузка, передающаяся нэ подушку в оболочке от сооружения с учетом веса железобетонного блока, кН, Прочность синтетического материала оболочки на растяжение определяется с учетом работы окружающего грунта по формуле (3) 1 — 1 1

<1Опред — Р 2", (1 — — . sin> ) — С . h (0.5+„sin>),(3) 2 .cl 2, а

2 где а = — -, ---- х с1„6 3 1 — 1

55!!(к+2 2 2, 2! < 2 21 1 <

1Р

Е; v — соответственно модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта, заключенного в оболочку, кН/м;

С вЂ” коэффициент постели, грунта, окружающего оболочку, кН!м;

h — шаг армирования грунта в оболочке:

Р= — давление, передающеВоб <-об еся на кровлю замкнутой оболочки, кН/м:

N, Воб; Lpe обозначения те же, что и в формуле (2).

На фиг. 1 изображен план фундамента; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Фундамент, возводимый на слабых грунтах 1, состоит из железобетонного блока 2, грунтовой подушки из несвязного грунта 3, заключенной в оболочке иэ синтетического материала 4, грунтовой прослойки 6, усваиваеMoé между железобетонным блоком 2 и грунтовой подушкой 3. Грунт подушки армирован синтетическим материалом 5.

Предлагаемый фундамент возводится в следующей последовательности: — отрывается траншея под фундамент: — на выров= ненное основание и стенки траншеи укладывается синтетический материал, при этом концы материала заводятся на бровку; — производится послойная отсыпка грунта с тщательным уплотнением, при этом между слоями грунта параллельно основанию траншеи укладывается синтетический материал, который после укладки соединяется с материалом оболочки, — после заполнения оболочки грунтом, соединяют с перехлестом свободные концы синтетического материала оболочки, — отсыпают с уплотнением грунтовую прослойку и монтируют железобетонный блок: — производят нэгружение фундамента, Работу фундамента можно пояснить следующим образом.

При приложении нагрузки на фундамент, возникающее давление под железобетонным блоком 2 грунтовой прослойкой 6 равномерно распределяется нэ большую площадь грунта подушки 3. При дальнейшем увеличении давления в грунте подушки

3 развиваются сдвиговые напряжения, которые вызывают его горизонтальные перемещения, Армирующие синтетические материалы 5 и замкнутая оболочка 4 преп«т ствуют перемещению грунта; первые за с <ет возникающего трения между ними и грунтом, а вторая за счет работы материала нэ растяжение.

2004692 армирования грунта в оболочке синтетическим материалом, соединенным с оболочкой, что обусловливает работу материала оболочки в пределах слоев. высотой h на равномер5 ное растяжение и позволит воспринять сдвиговые напряжения и исключить горизонтальные перемещения грунта основания. (56) Экономический патент ГДР M 213965, 10 кл. Е 02 0 3/08,1984.

Формула изобретения

1. ФУНДАМЕНТ, возводимый на слабых грунтах, включающий железобетонный . 15 блок и размещенную под ним подушку из несвязанного грунта, заключенную в замк-, нутую оболочку иэ синтетического материала, отличающийся тем, что между блоком и подушкой расположена грунтовая про- 20 слойка иэ несвязаного грунта толщиной (0,25 - 0,35) ° Ь, а грунт в оболочке армиро- ван слоями из синтетического материала, расположенными параллельно подошве блока и на расстоянии друг от друга, рав- 25 ном 0,4 ° Ь, где Ь - ширина железобетонного блока.

2. Фундамент по п,1, отличающийся тем, что синтетический материал оболочки выполнен с прочностью на растяжение, значение которой удовлетворяет условию

1 — v 1 овяред Р— Е х

2v 2v(1 — v) 35

Применение данного фундамента позволит по сравнению с прототипом повысить несущую способность и уменьшить деформативность фундамента за счет устройства грунтовой прослойки между железобетонным блоком и грунтовой подушкой, заключенной в оболочку из синтетического материала, что приведет .к равномерному распределению нагрузки от железобетонного блока на оболочку, а также за счет х(1 — sin — ) — С h (0,5+ — sin — ), 2 а 2 а а 2 а 2

2 где а = — h+, = в., г г — 3 — V У

h+6 Воб Е )„г щ рел - предельное напряжение в оболочке;

Р - давление, передающееся на оболочку;

Е - модуль деформации грунта, заключенного в оболочку;

v - коэффициент Пуассона грунта, заключенного в оболочку;

С - коэффициент постели грунта, окружающего оболочку;

h - шаг армирования грунта в оболочке;

Веь - ширина оболочки:

3, Фундамент по пп.1 и 2. отличающийся тем, что армирующий материал грунта соединен с оболочкой.

2004692

Н06 Ъг. 2

Составитель В,Архангельский

Техред М.Моргентал .. Корректор Л.Пилипенко

Редактор Н.Семенова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3385

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101