Способ устройства фундаментов

 

Использование: в строительстве при устройстве ленточных фундаментов из монолитного бетона. Сущность изобретения: способ включает проходку горных выработок по трассе фундамента, размещение зарядов взрывчатых веществ (ВВ) в нижней части выработок и взрывание ВВ с последующим заполнением выработки бетоном. Горную выработку проходят в виде траншеи, заряды ВВ закрепляют на инвентарной двутавровой балке между полками с обеих сторон стенки по всей длине балки. Балку размещают на дне траншеи свободной поверхностью в направлении к стенкам троншеи, а после взрывания ВВ перед заполнением траншеи бетоном балку извлекают из троншеи. 2 ил.

Изобретение относится к строительству ленточных фундаментов под здания и сооружения различного назначения, создаваемых по методу "стена в грунте", и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий в пылевато-глинистых и просадочных грунтах из монолитного бетона.

При возведении фундаментов в открытом котловане проектом производства работ предусматривается выполнение следующих процессов: отрывка котлована, крепление стен котлована, его осушение, подготовка основания, устройство фундаментов и обратная засыпка пазух с надлежащим уплотнением. Для обеспечения нормального ведения работ по устройству фундаментов, возводимых в открытых котлованах, необходимо исключить и возможность обрушения их бортов. Устойчивость стенок котлована обеспечивается с помощью придания им соответствующих уклонов или использования специальных креплений.

Возведение фундаментов из монолитного бетона требует применения опалубки. Все возрастающие объемы земляных работ связаны с необходимостью внедрения в строительную практику новых прогрессивных способов сооружения фундаментов. Одним из таких способов является способ, условно именуемый "стена в грунте". Известен способ сооружения фундаментов "стена в грунте", который заключается в сооружении несущих стен подземных помещений путем отрывки глубоких и узких траншей с вертикальными стенками под глинистым раствором с последующей укладкой в траншею монолитного или сборного бетона или железобетона. Глинистый раствор предохраняет стенки траншей от обрушения, глубина которых может достигать 35 м.

При устройстве монолитной бетонной или железобетонной стенки бетонную смесь укладывают в траншею методом вертикально перемещающейся трубы. При укладке бетона глинистый раствор вытесняется и самотеком переливается в траншею очередной захватки, где ведут разборку грунта, или откачивают раствор насосом для дальнейшего использования.

При применении данного способа в просадочных грунтах наблюдаются обрушения вертикальных стенок грунта от воздействия воды глинистого раствора, что ведет к увеличению расхода бетона. Осевший на дно траншеи вывалившийся грунт уменьшает размеры траншеи, что требует дополнительных средств и времени для доведения траншеи до проектной глубины. Все это приводит к повышению стоимости сооружения котлована.

В некоторых случаях фундамент глубокого заложения, сооружаемый методом "стена в грунте", который устраивают с помощью бурения и заполнения бетоном секущих скважин, получают следующим образом. Под защитой раствора бентонитовой глины бурят сначала две скважины с шагом, равным полутора диаметрам. Затем их заполняют бетонной смесью и после начала сливания бетона и после набора им значительной прочности бурят третью скважину между ними с последующим заполнением ее бетонной смесью и т.п. до тех пор, пока пересекающиеся скважины постепенно не образуют стену требуемой длины и глубины.

При данном способе наблюдаются большой объем буровых работ и значительная продолжительность сооружения фундамента. Кроме того, вода глинистого раствора, проникая в грунт, резко снижает его прочностные свойства и устойчивость стенок скважины. Особенно это явление наблюдается в грунтах, отнесенных к второму типу по просадочности. Это приводит к повышению стоимости работ и снижению производительности труда.

Известен способ крепления котлована сборно-разборной стенкой, включающий проходку по контуру котлована рассредоточенных скважин при образовании вокруг их зоны уплотненного грунта и извлечение вмещающего грунта. Скважины проходят вытрамбованием на расстоянии одна от другой, равном сумме ширины скважины и удвоенной толщины уплотненного грунта. Этот способ повышает устойчивость стенок выемки, но отличается очень большой трудоемкостью, невозможностью контроля качества уплотнения и необходимостью в дальнейшем применения опалубки для возведения фундамента.

Известен способ создания укрепленного опорного массива в грунте, который представляет собой образование скважин, прорезание из этих скважин щелей в грунте с помощью струи жидкости, заполнение щелей по мере прорезания бетонной смесью и введение в нее арматурного каркаса.

Недостатками данного способа являются: необходимость иметь мощные дополнительные водоисточники и отстойники для образования пульпы, сложность, а порой и невозможность производства работ по сооружению фундаментов в зимнее время. Кроме того, при ведении работ в посадочных грунтах появляются нежелательные просадки грунта, что является причиной потери устойчивости стен траншеи. Для укрепления потерявших устойчивость бортов требуется дополнительное крепление, что приводит к расходу бетона и увеличению времени строительства. Невозможно в слабых грунтах создать продольную полость для размещения монолитной фундаментной подушки, ширина которой больше ширины стены фундамента, так как неуплотненный грунт обрушается.

Известно, что для устройства свай с уширениями применяют расширители, которые образуют круглую полость, но не продольную.

Наиболее близким к изобретению является способ сооружения "стены в грунте", включающий бурение скважины по трассе стены, установку в части скважин зарядов и их последующее заполнение бетонной смесью. Предельное сопряжение скважин получается при взрывании взрывчатых веществ (ВВ) с выпуском продуктов детонации через незаполненные скважины. Перед взрыванием зарядов создают давление в бетонной смеси до величины, равной величине давления продуктов детонации на устье скважины, а выпуск продуктов детонации производят по достижении равных величин давлений во всех незаряженных скважинах до выхода бетонной смеси на поверхность.

При этом способе установка специальной аппаратуры увеличивает время и стоимость производства работ и невозможно создать продольную уширенную полость для размещения фундаментной плиты, ширина которой больше ширины траншеи, что приводит к увеличению материалоемкости и объему земляных работ.

Указанные недостатки устраняются в предлагаемом способе, где по трассе фундамента производится проходка горных выработок в виде траншеи и размещение в ее нижней части зарядов ВВ, закрепленных на инвентарной двутавровой балке между полками с обеих сторон стенки по всей длине балки, причем последнюю размещают на дне траншеи свободной поверхностью зарядов ВВ в направлении к стенкам траншеи, а после взрывания ВВ перед заполнением траншеи бетоном балку извлекают.

Сущность способа устройства фундаментов в слабых пылевато-глинистых грунтах поясняется фиг.1 и 2, где на фиг.1 изображена траншея с размещенной в ней двутавровой балкой с зарядами ВВ; на фиг.2 показаны заполненные бетоном полость и траншея.

В траншее 1 размещена двутавровая балка 2 с зарядами ВВ 3, прикрепленных с обеих сторон стенки 4 двутавровой балки 2 на всю ее длину. Боковые полки 5 двутавровой балки служат направляющими продуктов взрыва в сторону стенок 6 траншеи 1 с целью получения полости. Полученная полость 7 и траншея 1 заполняются бетоном 8.

Для устройства фундаментов по предлагаемому способу согласно плану их расположения отрывают траншею на расчетную глубину расположения подошвы фундамента экскаватором или баронарезной машиной. На балку, которая многократно используется по всей ее длине, закрепляют сплошной заряд жгутом или детонирующим шнуром. В качестве ВВ применяют натронированный аммонит или литой тротил. Взрывание применяют как электрическое, так и огневое. После взрывания полученную полость и траншею с помощью механизмов заполняют бетоном, который уплотняют вибратором.

Эффективность устройства ленточных монолитных фундаментов способом "стена в грунте" с уширением его подошвы в слабых пылевато-глинистых и просадочных грунтах достигается за счет применения менее дорогостоящей техники, сокращения сроков строительства, так как процесс образования полости и заполнение ее бетоном совмещены во времени. Из-за отсутствия процессов отрывания и засыпки пазух фундаментов сокращаются объемы земляных работ. За счет уплотнения грунтов основания повышается его несущая способность, что сокращает ширину подошвы фундамента и соответственно расход материалов.

Формула изобретения

СПОСОБ УСТРОЙСТВА ФУНДАМЕНТОВ, включающий проходку горных выработок по трассе фундамента, размещение зарядов ВВ в нижней части выработок и взрывание ВВ с последующим заполнением горных выработок бетоном, отличающийся тем, что горную выработку проходят в виде траншеи, заряды ВВ закрепляют на инвентарной двутавровой балке между полками с обеих сторон стенки по всей длине балки, последнюю размещают на дне траншеи свободной поверхностью зарядов ВВ в направлении к стенкам траншеи, а после взрывания ВВ перед заполнением траншеи бетоном балку извлекают из траншеи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2