Узел соединения двухветвевой внецентренно нагруженной колонны с фундаментом и способ восстановления проектной отметки фундамента и каркаса здания
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для управления осадкой фундаментов и каркасов промышленных и гражданских зданий при строительстве на просадочных грунтах. Конструкция узла соединения двухветвевой внецентренно нагруженной колонны с фундаментом включает анкерные болты. Новым является то, что ветви колонны соединены друг с другом домкратными балками, анкерные болты выполнены из трубчатой арматуры с гребнями, ориентированными по винтовой линии, а фундамент выполнен с центральным соплом, расширяющимся книзу, и полностью заполнен сыпучим заполнителем, взаимодействующим снизу с грунтовым основанием под фундаментом, а каждая из ветвей колонны опирается на анкерные болты через фланцевые гайки, соединенные с фланцем соответствующей ветви колонны, а каждая домкратная балка колонны соединена и взаимодействует с поршнем пульсирующего домкрата двойного действия, опирающегося своей плитой на сыпучий заполнитель. В способе восстановления проектной отметки фундамента двухветвевой внецентренно нагруженной колонны новым является то, что под домкратными балками колонны устанавливают пульсирующие домкраты двойного действия, опирая их опорные плиты на сыпучий заполнитель, полностью заполняющий сопло фундамента, и соединяют поршень каждого пульсирующего домкрата с домкратной балкой, включают прямой ход этих пульсирующих домкратов двойного действия, вдавливая сыпучий заполнитель в сопло и под фундамент, одновременно выдавливают и выдергивают фундамент из грунта вверх, включают обратный ход пульсирующих домкратов, подтягивают домкрат к домкратной балке, добавляют порцию сыпучего заполнителя под опорную плиту каждого пульсирующего домкрата, включая прямой ход их, вдавливая очередную порцию сыпучего заполнителя под фундамент, и одновременно выдавливают и выдергивают его вверх из грунта, и циклы повторяют до полного восстановления первоначального проектного положения фундамента и колонны, демонтируют домкраты и устанавливают на их место несущий столик. Технический результат, обеспечиваемый обоими объектами изобретения, состоит в возможности механизированного восстановления проектной отметки фундамента и каркаса здания за счет одновременного выдавливания и выдергивания с пульсацией фундамента из грунта вверх после неравномерной осадки и снижение материалоемкости узла соединения двухветвевой внецентренно нагруженной колонны с фундаментом. 2 c.п.ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для управления осадками фундаментов и каркасов промышленных и гражданских зданий. Наибольший эффект способ дает при строительстве на просадочных грунтах.
Известен узел соединения колонны с фундаментом (см. Беленя Е.И. Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1976, с.221, 222). Недостаток этого технического решения - отсутствие элементов, позволяющих рихтовать фундамент и колонну после их неравномерной осадки, большая материалоемкость узла.
Наиболее близким решением по совокупности признаков и достигаемому результату в части конструкции к заявленному изобретению является узел сопряжения двухветвевой внецентренно нагруженной колонны с фундаментом, включающий анкерные болты (см. SU 949098 А, Е 04 В 1/38, Е 04 С 3/32, 17.08.1982).
Наиболее близким решением в части способа является способ восстановления проектной отметки фундамента двухветвевой внецентренно нагруженной колонны, ветви которой соединены друг с другом домкратными балками, а фундамент выполнен с центральным соплом, расширяющимся книзу, заполненным сыпучим заполнителем, например щебнем (см. RU 2123091 С1, Е 02 D 27/00, Е 02 D 27/50, 10.12.1998).
Задачей настоящего изобретения как в части узла соединения двухветвевой внецентренно нагруженной колонны, так и в части способа восстановления проектной отметки фундамента и каркаса здания является обеспечение возможности механизации способа и сокращение материалоемкости.
Задача решается за счет того, что в узле соединения двухветвевой внецентренно нагруженной колонны с фундаментом, включающем анкерные болты, согласно изобретению ветви колонны соединены друг с другом домкратными балками, анкерные болты выполнены из трубчатой арматуры с гребнями, ориентированными по винтовой линии, а фундамент выполнен с центральным соплом, расширяющимся книзу, и полностью заполнен сыпучим заполнителем, например щебнем, взаимодействующим снизу с грунтовым основанием под фундаментом, а каждая из ветвей колонны опирается на анкерные болты через фланцевые гайки, соединенные с фланцем соответствующей ветви колонны, а каждая домкратная балка колонны соединена и взаимодействует с поршнем пульсирующего домкрата двойного действия, опирающегося своей плитой на сыпучий заполнитель.
В способе восстановления проектной отметки фундамента двухветвевой внецентренно нагруженной колонны, ветви которой соединены друг с другом домкратными балками, а фундамент выполнен с центральным соплом, расширяющимся книзу, заполненным сыпучим заполнителем, например щебнем, согласно изобретению под домкратными балками колонны устанавливают пульсирующие домкраты двойного действия, опирая их опорные плиты на сыпучий заполнитель, полностью заполняющий сопло фундамента, и соединяют поршень каждого упомянутого пульсирующего домкрата с домкратной балкой, включают прямой ход этих пульсирующих домкратов двойного действия, вдавливая сыпучий заполнитель в сопло и под фундамент, тем самым упрочняя грунтовое основание под ним, одновременно выдавливают и выдергивают фундамент из грунта вверх, включают обратный ход пульсирующих домкратов, подтягивают домкрат к домкратной балке, добавляют порцию сыпучего заполнителя под опорную плиту каждого пульсирующего домкрата, включая прямой ход их, вдавливая очередную порцию сыпучего заполнителя под фундамент, и одновременно выдавливают и выдергивают его вверх из грунта и циклы повторяют до полного восстановления первоначального проектного положения фундамента и колонны, демонтируют домкраты и устанавливают на их место несущий столик.
Технический результат, обеспечиваемый обоими объектами изобретения, состоит в возможности механизированного восстановления проектной отметки фундамента и каркаса здания за счет одновременного выдавливания и выдергивания с пульсацией фундамента из грунта вверх после неравномерной осадки и снижение материалоемкости узла соединения двухветвевой внецентренно нагруженной колонны с фундаментом.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство узла сопряжения двухветвевой колонны с фундаментом и способ восстановления проектной отметки фундамента и отметок каркаса здания; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - узел В на фиг.3; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.4.
Колонна содержит наружную 1 и подкрановую 2 ветви, соединенные друг с другом домкратными балками 3. Фундамент 4 выполнен с соплом 5, расширяющимся книзу, причем сопло 5 заполнено щебнем, шлаком, песком и т.п.
Профиль сечения сопла может быть любым: круглым, эллиптическим, квадратным, прямоугольным, причем в верхней части сопло имеет постоянное сечение на ход поршня домкрата, а ниже расширяется книзу, то есть нижняя часть сопла выполнена конической.
В фундаменте 4 замоноличены анкерные болты 6 из трубчатой арматуры с гребнями. Эти гребни ориентированы по винтовой линии. Стержни анкерных болтов 6 из трубчатой арматуры работают как на сжатие, так и на растяжение. На стержни анкерных болтов 6 навернуты фланцевые гайки 7, имеющие фланцы 8. Отверстия во фланцах 8 фланцевых гаек 7 совпадают с отверстиями во фланцах 9 ветвей 1 и 2 колонны.
Фланцы 8 и 9 соединены друг с другом болтами 10, работающими на растяжение. Под домкратные балки 3 подведены пульсирующие домкраты 11 двойного действия, причем опорная плита 12 каждого пульсирующего домкрата соответствует профилю сопла в фундаменте 4 и опирается на сыпучий заполнитель сопла 5. Поршень пульсирующего домкрата 11 соединен с домкратными балками 3 колонны, а фундамент возвышается выше отметки 0.000 на 500...600 мм для снижения расхода стали и удобства обслуживания узла при рихтовке колонн.
Анкерный болт 6 имеет длину 500...600 мм и заканчивается внизу аналогичной фланцевой гайкой 7, фланец 8 которой соединен с фундаментом тонкими анкерными стержнями 13, установленными вертикально или наклонно.
Во время эксплуатации пульсирующий домкрат 11 заменяется опорным столиком, выполненным, например, из отрезка трубы с фланцами.
В соответствии с геодезической разбивкой, например с использованием лазерного прицела, устанавливают опалубку и бетонируют низ фундамента до отметки на 150...200 мм ниже отметки низа анкерных болтов 6.
По шаблону устанавливают анкерные болты 6. В необходимых случаях тонкие арматурные стержни 13 отгибают.
Производят окончательное бетонирование фундамента до отметки 500...600 мм. Верхнюю отметку фланцевых гаек 7 окончательно выверяют и производят безвыверочный монтаж колонны. В месте размещения силового пульсирующего домкрата размещают несущий столик.
Способ восстановления проектной отметки фундамента и каркаса здания осуществляют следующим образом.
После произошедшей неравномерной осадки здания производят нивелировку фундаментов и колонн и устанавливают фактическую осадку А каждого из фундаментов. Выявляют те колонны, осадка которых превысила допустимую.
Опорные столики под домкратными балками 3 демонтируют и заменяют пульсирующими домкратами 11 двойного действия необходимой грузоподъемности, опирая их опорные плиты на сыпучий заполнитель, полностью заполняющий сопло 5 фундамента 4.
Поршень каждого пульсирующего домкрата 11 соединяют с домкратными балками 3. Включают прямой ход пульсирующих домкратов 11 двойного действия, вдавливая сыпучий заполнитель в сопло 5 и под фундамент 4, тем самым упрочняя грунтовое основание под ним.
Одновременно выдавливают и выдергивают фундамент 4 из грунта вверх. Включают обратный ход пульсирующих домкратов 11 и обратным ходом пульсирующий гидродомкрат 11 подтягивают к домкратной балке.
В зазор под опорную плиту каждого пульсирующего домкрата 11 добавляют заподлицо с верхней гранью фундамента 4 порцию сыпучего заполрителя, включают прямой ход пульсирующих домкратов 11 и вдавливают очередную порцию сыпучего заполнителя под фундамент в сопло 5, уплотняя и тем самым повышая прочность грунтового основания под фундаментом (см. Котов М.Ф. Механика грунтов в примерах. Высшая школа, 1968).
Циклы повторяют многократно и фундамент одновременно выдавливают и выдергивают вверх на проектную величину А, и колонна возвращается в первоначальное проектное положение. В этом случае фундамент работает как макрорегулятор, обеспечивающий минимум избыточных напряжений в каркасе здания.
Если, например, мощности пульсирующего домкрата не хватает для одновременного выдавливания и выдергивания фундамента вверх из грунта, то в этом случае после исчерпания грузоподъемности домкрата возможно проведение следующих операций:
- ослабляют анкерные болты 10 на необходимую величину 
;
- поддомкрачивают колонну на величину ;
- поочередно снимают болты 10 с одной из ветвей колонны;
- отвинчивают фланцевую гайку 7 до упора ее во фланец 9 колонны;
- вновь устанавливают болты 10 этой ветви;
- аналогично поступают со второй ветвью колонны.
Изобретение обеспечивает возможность осуществления механизированного способа одновременного выдавливания и выдергивания фундамента из грунта вверх и восстановления первоначального проектного положения фундамента, колонны и всего каркаса здания, а также снижение материалоемкости как стали, так и бетона в узле соединения двухветвевой внецентренно нагруженной колонны с фундаментом.
Формула изобретения
1. Узел соединения двухветвевой внецентренно нагруженной колонны с фундаментом, включающий анкерные болты, отличающийся тем, что ветви колонны соединены друг с другом домкратными балками, анкерные болты выполнены из трубчатой арматуры с гребнями, ориентированными по винтовой линии, а фундамент выполнен с центральным соплом, расширяющимся книзу, и полностью заполнен сыпучим заполнителем, например щебнем, взаимодействующим снизу с грунтовым основанием под фундаментом, а каждая из ветвей колонны опирается на анкерные болты через фланцевые гайки, соединенные с фланцем соответствующей ветви колонны, а каждая домкратная балка колонны соединена и взаимодействует с поршнем пульсирующего домкрата двойного действия, опирающегося своей плитой на сыпучий заполнитель.
2. Способ восстановления проектной отметки фундамента двухветвевой внецентренно нагруженной колонны, ветви которой соединены друг с другом домкратными балками, а фундамент выполнен с центральным соплом, расширяющимся книзу, заполненным сыпучим заполнителем, например щебнем, характеризующийся тем, что под домкратными балками колонны устанавливают пульсирующие домкраты двойного действия, опирая их опорные плиты на сыпучий заполнитель, полностью заполняющий сопло фундамента, и соединяют поршень каждого упомянутого пульсирующего домкрата с домкратной балкой, включают прямой ход этих пульсирующих домкратов двойного действия, вдавливая сыпучий заполнитель в сопло и под фундамент, тем самым упрочняя грунтовое основание под ним, одновременно выдавливают и выдергивают фундамент из грунта вверх, включают обратный ход пульсирующих домкратов, подтягивают домкрат к домкратной балке, добавляют порцию сыпучего заполнителя под опорную плиту каждого пульсирующего домкрата, включая прямой ход их, вдавливая очередную порцию сыпучего заполнителя под фундамент, и одновременно выдавливают и выдергивают его вверх из грунта, и циклы повторяют до полного восстановления первоначального проектного положения фундамента и колонны, демонтируют домкраты и устанавливают на их место несущий столик.
РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
