Способ усиления фундаментов зданий и сооружений, подверженных действию сил морозного пучения грунтов

Авторы патента:

Цимбельман Никита Яковлевич (RU)

Ковалевский Алексей Алексеевич (RU)

E02D27/08 - усиление фундаментов

Владельцы патента RU 2516037:

Ковалевский Алексей Алексеевич (RU)
Цимбельман Никита Яковлевич (RU)

Изобретение относится к строительству, в частности к реконструкции подземных частей зданий и сооружений при усилении существующих фундаментов, испытывающих значительные деформации от действия сил морозного пучения. Усиление фундаментов зданий и сооружений, подверженных действию знакопеременных нагрузок замерзания и оттаивания грунтов. Усиление фундамента буроинъекционными сваями производится в момент максимально возможного поднятия здания или сооружения силами морозного пучения. Технический результат состоит в обеспечении ликвидации негативного воздействия сил морозного пучения на строительные конструкции зданий и сооружений. 3 ил.

Изобретение относится к области строительства и реконструкции подземных частей зданий и сооружений, а именно к технологии усиления существующих фундаментов зданий и сооружений, испытывающих значительные деформации от действия сил морозного пучения.

Известен способ усиления фундаментов с целью предотвращения морозного пучения, заключающийся в упрочнении пылевато-глинистых грунтов высоконапорной инъекцией (цементным, илоцементным, цементно-песчаным раствором) (см. Полищук А.И. Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. - Нортхемптон: STT; Томск: STT, 2004. стр.378-379).

К недостаткам данного технического решения относится следующее. Нагнетанием раствора в грунт через тонкие сваи-инъекторы усиливается толща грунта под фундаментом. При этом тело фундамента не пронзается сваями и передача нагрузки на нижележащие слои осуществляется через усиленную толщу грунта: таким способом для достижения залегающих глубоко коренных пород требуются значительные затраты усиливающего раствора. Качественное распространение раствора в грунте возможно только для сыпучих (слабопучинистых) грунтов, что сильно затрудняет применение способа в районах с преобладанием глинистых сильнопучинистых грунтов.

Известен также способ усиления оснований фундаментов, предполагающий нагнетание быстросхватывающегося цементного раствора в трубы, установленные в скважины, пробуренные через опорную часть фундамента и грунт. Трубы выполняют из эластичной пластмассы с закрытыми нижними концами, а среднюю часть этих труб снабжают металлическими трубами, располагающимися между подошвой фундамента и слоями грунта с повышенной несущей способностью (патент на изобретение 2335602, заявка 006144521/03, 13.12.2006).

К недостаткам данного технического решения относится необходимость доступного пространства на поверхности фундамента для возможности устройства качественных вертикальных скважин под сваи достаточно сложной комбинированной конструкции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ усиления фундаментов посредством передачи нагрузки от фундамента на буроинъекционные сваи (см. Полищук А.И. Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. - Нортхемптон: STT; Томск: STT, 2004. стр.352-353).

К недостаткам данного технического решения относится необходимость удовлетворительного состояния плитной части фундамента и высокая вероятность дальнейших деформаций фундамента при возрастании сил морозного пучения по мере промерзания грунта.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является остановка сезонных деформаций фундамента, вызванных силами морозного пучения грунта.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в снятии нагрузки от фундамента со слабых пучинистых грунтов основания и передаче ее на прочные несжимаемые слои.

Поставленная задача решается тем, что усиление фундамента пронзающими его тело буроинъекционными сваями, опираемыми на нижележащие прочные слои грунта, производится в момент наибольшего сезонного подъема грунтов основания, вызванного силами морозного пучения. Таким образом, при исчезновении таковых сил по мере сезонного оттаивания грунта фундамент не деформируется. Указанным способом нейтрализуется влияние сил морозного пучения на фундамент, и дальнейшие циклы замерзания-оттаивания грунтовой толщи не влияют на несущую способность усиленного фундамента, так как она меняет свой объем в новых объемных границах.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «…усиление фундамента буроинъекционными сваями производится в момент максимально возможного поднятия здания или сооружения силами морозного пучения» обеспечивает недопущение дальнейших деформаций подъема-опускания фундамента за счет отсутствия сил морозного пучения по подошве фундамента, так как усиление производится при максимальной высоте выпора грунта.

На фиг.1 изображена схема вертикального разреза толщи грунта и фундамент. На фиг.2 изображена та же схема в момент максимального поднятия грунта основания, под действием сил морозного пучения. На фиг.3 изображен фундамент, усиленный пронзающими его тело буроинъекционными сваями в период начала сезонного оттаивания грунта.

1 - Фундамент.

2 - Пучинистый грунт.

3 - Несжимаемый грунт.

4 - Буроинъекционная свая.

5 - Пустота, образовавшаяся в результате оттаивания грунта.

Усиление фундаментов зданий и сооружений, подверженных действию знакопеременных нагрузок замерзания и оттаивания грунтов, отличающееся тем, что усиление фундамента буроинъекционными сваями производится в момент максимально возможного поднятия здания или сооружения силами морозного пучения.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при усилении отдельных фундаментов под колонны с обжатием грунта основания. .

Способ усиления ленточного фундамента // 2472900

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при усилении ленточного фундамента существующих зданий и сооружений. .

Способ укрепления оснований фундаментов сооружений // 2472899

Изобретение относится к строительству, а именно - к возведению оснований и фундаментов строящихся зданий, усилению и реконструкции существующих сооружений. .

Способ выравнивания зданий и сооружений // 2468150

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для устранения крена зданий и сооружений, у которых уровень неравномерных деформаций основания превысил предельно допустимые значения.

Способ усиления фундаментов и крепления к ним стальных опор линий электропередачи // 2452817

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к усилению фундаментов и узлов крепления к ним опор линий электропередачи и других подобных сооружений.

Способ усиления ленточных фундаментов мелкого заложения // 2447232

Изобретение относится к строительству, а в частности к усилению ленточных фундаментов мелкого заложения для зданий и сооружений. .

Конструкция усиления фундамента // 2440462

Изобретение относится к области строительства, а именно к усилению фундаментов аварийных, реконструируемых и строящихся зданий, подвергаемых в период эксплуатации неравномерным осадкам и нагрузкам, возникающим из-за неоднородности грунтов основания, неравномерной нагрузки на них, локального намачивания или промораживания.

Способ устранения крена опор в стесненных условиях // 2431019

Изобретение относится к строительству, а именно к способам устранения крена опор, прожекторных мачт, молниеотводов и опор электрификации на объектах газовой и нефтяной промышленности с использованием энергии взрыва.

Способ возведения фундамента // 2420628

Изобретение относится к строительству фундаментов на предварительно уплотненных грунтовых основаниях, а также строительству фундаментов в сложных инженерно-геологических условиях, в районах существующей застройки, а также для ремонта и реконструкции существующих зданий и сооружений.

Способ создания грунтоармированных оснований и фундаментов зданий и сооружений и устройство для его осуществления // 2415229

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве и усилении оснований и фундаментов на грунтах с низкой несущей способностью, техногенных грунтах или искусственных насыпях.

Способ создания защитных многооболочечных систем искусственных оснований и фундаментов зданий и сооружений и устройство для его осуществления // 2517585

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройству оснований и фундаментов зданий и сооружений на техногенных грунтах, подтапливаемых территориях, в том числе при подъеме и перемещении зданий и сооружений. Способ создания грунтоармированного основания зданий и сооружений включает возведение и заполнение оболочек через трубопровод-рукав. Защитная многооболочечная система искусственных оснований и фундаментов устраивается на подготовленное грунтовое основание, причем в начале укладывают щит-платформу из композитного материала, обладающего памятью формы, и укрепляют гибкими анкерными устройствами, затем к нему монтируют с помощью гибкой связи к распластанным оболочкам-домкратам, причем внутри них заранее выполняют элементы-секции, разделенные в вертикальном и горизонтальном направлениях гибкими мембранами-разделителями из композитных наноматериалов, а затем заполняют их рабочей средой, что позволяет увеличивать, уменьшать или поддерживать проектную высоту. К нижней оболочке-домкрату монтируют оболочки-домкраты гибкими связями, а на последней из них размещают верхнюю щит-платформу, к которой укрепляют гибкими связями здания или сооружения. Затем монтируют центральный гибкий стержень с патрубками, укрепляя их к оболочкам-домкратам, а потом присоединяют к щиту-регулятору и контейнеру с рабочей средой, после этого размещают контролирующую систему датчиков и соединяют со щитом-регулятором. Возведение или перенос здания или сооружения данной защитной многооболочечной искусственной системы возможно вести протаскиванием оболочек-домкратов через подготовленные отверстия-траншеи постепенно под существующими эксплуатируемыми зданиями и сооружениями без щитов-платформ и осуществляя подъем и опускание зданий и сооружений с учетом вышеописанного способа. Технический результат состоит в обеспечении безопасности и контроля регулирования положения зданий или сооружений, предупреждения чрезвычайных ситуаций. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для усиления фундаментов колонн // 2561425

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при усилении отдельных фундаментов под колонны с обжатием грунта основания. Устройство для усиления фундаментов колонн включает железобетонный пояс уширения, железобетонные консоли, используемые для обжатия грунта, соединенные с фундаментом стальными стержнями и имеющие закладные детали в виде направляющей трубы с приваренными по бокам стержнями, фиксирующими положение трубы в теле консоли, фасонки, приваренные к продольной арматуре ствола колонны, базовую плиту. Железобетонные консоли снабжены выпусками стержней с винтовой нарезкой на свободном конце, соединенными на гайках со стальной балкой, являющейся упором для домкрата. Сквозь направляющую трубу пропущен стальной стержень, одним концом упирающийся в домкрат, а другим, через стальную пластину, в железобетонный пояс уширения. Стенки трубы и стержень снабжены сквозными, расположенными перпендикулярно вертикальной оси отверстиями, предназначенными для размещения стального пальца, фиксирующего осадку пояса уширения под нагрузкой в момент совмещения одного из отверстий в стержне с отверстиями в стенках трубы. К продольной арматуре ствола колонны приварены четыре фасонки, соединенные с телом фундамента через базовую плиту, размещенную на его поверхности в зоне стыка с колонной. Технический результат состоит в повышении эффективности усиления отдельных фундаментов под колонны за счет более высокой степени обжатия грунта основания гидравлическими домкратами, увеличении прочности фундамента на продавливание колонной. 4 ил.

Способ усиления плитных фундаментов // 2592314

Изобретение относится к области геотехнического строительства, а именно к способу усиления фундаментов. Способ усиления плитных фундаментов включает устройство сквозного отверстия в фундаменте с оголением его верхней и нижней арматуры, погружение трубы, имеющей резьбу, для формирования сваи усиления и накручивание на нее пластины. К пластине предварительно приваривают продольные и поперечные арматурные стержни и соединяют с нижней арматурой фундамента. Технический результат состоит в повышении надежности сопряжения буроинъекционной сваи с существующим фундаментом (железобетонным ростверком или железобетонной плитой основания) при реконструкции зданий и усилении фундаментов, обеспечении получения при этом узла сопряжения, обеспечивающего включение сваи в совместную работу фундамента. 2 ил.

Способ усиления фундамента при реконструкции // 2633619

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при реконструкции зданий и сооружений, имеющих ленточный фундамент, свайный ростверк или безростверковый свайный фундамент, в связи с увеличением нагрузок на фундамент. Способ усиления фундамента при реконструкции включает создание штолен под подошвой фундамента существующего здания и задавливание из штолен домкратами многосекционных свай под подошвой фундамента с упором в существующую плиту фундамента, бетонирование полости сваи и формирование оголовка сваи. Способ реализуют в условиях, когда суммарное усилие задавливания свай превышает вес здания до реконструкции, устроенного или на свайном ростверке, или на ленточном фундаменте, или на безростверковом фундаменте. Штольни в местах установки свай создают поэтапно. Задавливание свай осуществляют из штолен, устроенных на соответствующем этапе под подошвой ростверка или ленточного фундамента, или под элементами здания, которые используют в качестве опорных элементов при упоре домкратов. На начальных этапах усиления используют несущую способность грунтового основания под фундаментом с учетом его ослабления штольнями, а на каждом последующем этапе используют несущую способность свайного ростверка с возведенными на нем конструкциями с учетом ослабления грунтового основания штольнями для свай, залавливаемых на очередном этапе. Технический результат состоит в обеспечении расширения сферы использования способа усиления фундамента, в частности, в условиях реконструкции при усилении фундамента, когда суммарное усилие задавливания свай превышает вес здания до реконструкции, повышении несущей способности. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ усиления фундамента // 2642762

Изобретение относится к строительству и, в частности, к инъекционному закреплению бутовой кладки фундамента при реконструкции зданий и сооружений. Способ усиления фундамента включает проходку в нем скважины, установку трубы-инъктора и нагнетание закрепляющего состава. После установки трубы-инъектора вдоль боковой поверхности с двух сторон фундамента и в ранее выполненную скважину, через которую уже осуществлена инъекция, погружают электроды. В закрепляющий состав вводят добавку порошка электропроводного материала, а в ходе нагнетания закрепляющего состава измеряют электрическое сопротивление тела фундамента между трубой-инъектором и каждым из электродов. Технический результат состоит в повышении надежности инъекционного закрепления бутовой кладки фундамента за счет обеспечения возможности контроля качества в процессе производства работ. 1 табл., 4 ил.

Способ усиления основания фундамента // 2645009

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для повышения несущей способности фундаментов при усилении. Способ усиления основания фундамента включает отрывку траншеи, проходку микротоннелей путем бурения с установкой обсадных труб под подошвой фундамента и заполнение их полостей песком. Проходку каждого микротоннеля на заданную длину осуществляют шнековым бурением с пошаговым погружением обсадной трубы в микротоннель и удалением выбуренного грунта из микротоннеля. Заполнение полости микротоннеля песком производят с одновременным уплотнением песка путем обратного вращения шнека и пошаговым извлечением обсадной трубы и шнека из микротоннеля. При этом пошаговое погружение и извлечение шнека и обсадной трубы производят на величину, равную шагу спирали шнека, а уплотнение песка на каждом шаге извлечения обсадной трубы и шнека производят до достижения заданного реактивного сопротивления уплотненного песка. Технический результат состоит в снижении неравномерности воздействия на грунт основания фундамента мероприятиями по его усилению, обеспечении контролируемости напряженного состояния основания и расширении сферы применения способа усиления основания фундамента. 2 ил.