Способ подготовки основания здания на слабых грунтах

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении фундаментов зданий на слабых грунтах. Способ подготовки основания здания на слабых грунтах включает отрывку котлована, отсыпку грунтовой подушки с послойным уплотнением, укладкой армирующих полотнищ и анкеровкой их концов с помощью жёстких элементов. Уплотнение слоёв грунта подушки, подстилающих полотнища армирующего материала, на участках вне контура фундаментов производится до укладки полотнища, а участков внутри контура фундамента - одновременно с уплотнением слоев, покрывающих полотнища. Анкеровка концов полотнищ достигается за счёт неполной раскатки их рулонов, обёрнутых вокруг жестких элементов. 8 ил.

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении фундаментов зданий на слабых грунтах.

Известен способ создания искусственного основания фундаментов зданий и сооружений, насыпей транспортных сооружений на слабых грунтах путём устройства грунтовой подушки, армированной полотнищами геосинтетиков – геотекстиля, георешёток, геоячеек (К. Д. Джоунс «Сооружения из армированного грунта. М., Стройиздат, 1989, с. 11, рис. 2.18 – аналог).

Эффективность армирования грунтовой подушки полотнищами геосинтетиков, размещаемыми в горизонтальной плоскости, существенно снижается за счёт их прогиба и растяжения в местах действия максимальных напряжений, а также из-за проскальзывания в грунте концов полотнищ (К. Д. Джоунс «Сооружения из армированного грунта. М., Стройиздат, 1989, с. 133-134).

Указанные недостатки могут частично или полностью устраняться за счёт предварительного, то есть до возведения фундаментов, прогиба и напряжения армирующих слоёв, а также анкеровки концов полотнищ.

Известен способ включения в работу полотнищ геосинтетика не за счет прогиба при осадке основания, а за счёт их укладки по криволинейным поверхностям, с выгибом вверх в пространстве между фундаментами. В частности, этот способ реализован в фундаменте здания, опирающемся на естественное или искусственное основание с криволинейной цилиндрической поверхностью, покрытой мембраной, края которой прикреплены к опорному контуру (Патент РФ №2491386, МПК ЕО2D 27/01, 2013 – аналог). При загрузке фундамента мембрана натягивается, благодаря чему напряжения перераспределяются на большую площадь основания. Однако формирование криволинейной поверхности основания весьма нетехнологично и трудоёмко, а валы грунта выше подошвы фундамента уменьшают полезный объём подвальных помещений. Кроме того, из-за отсутствия предварительного напряжения армирующих слоев их включение в работу будет происходить лишь по мере развития деформаций основания.

Известен способ предварительного напряжения армирующего слоя в основании насыпи путём последовательной отсыпки и уплотнения отдельных призм грунта от центра к периферии насыпи, когда эффект растяжения полотнищ геосинтетика возникает за счёт горизонтального смещения грунта в основании откоса крайних призм при работе катков или трамбовок (C. Lackner, D.T. Bergado, S. Semprich. Prestressed reinforced soil by geosynthetics – Concept and experimental investigation. Geotextiles and Geomembranes, № 37, 2013, p 109-123 – аналог).

Предварительное напряжение армирующего слоя путём многократного повторения операций отсыпки и уплотнения небольших призм грунта сложно технологически. Кроме того, способ реализуется лишь при отсыпке крупнообломочного грунта, у которого сцепление с полотнищем геосинтетика достаточно для его растяжения даже при небольшой ширине призмы. При наличии в основании здания нескольких армирующих слоёв трудоёмкость реализуемого способа существенно увеличивается, а при небольших расстояниях между ними по высоте вообще не может быть реализован.

Кроме того, армирующий слой в основании насыпи закладывается в горизонтальной плоскости, и для включения его в работу, то есть для создания в нём растягивающих напряжений потребуется появление прогибов за счёт развития осадки основания в местах действия максимальных напряжений (Q. Chen. An experimental study on characteristics and behavior of reinforced soil foundation : thesis for the degree of doctor / Q. Chen; Lousiana State University and Agricultural and Mechanical College. – Baton Rouge, USA, 2007. – figure 2.3.1 (b) p. 22; B. R. Jones. A qualitative model study on the effect of geosynthetics foundation reinforcement in sand overlying very soft clay / B. R. Jones, S. W. Jacobsz, J. L. van Rooy // Journal of the South African Institution of Civil Engineering. – 2016. – Vol. 58 (2). P. 25-34 – figure 4-6 p. 28-30).

Известен способ предотвращения проскальзывания в грунте армирующих слоёв путём отгиба вверх и закладки в следующий слой концов их полотнищ (К. Д. Джоунс «Сооружения из армированного грунта. М., Стройиздат, 1989, с. 161 рис. 5,24, Патент РФ № 2365700, МПК Е01С 21/00 2009 – аналоги).

Известен также способ анкеровки концов полотнищ геосинтетика путём крепления их к мешкам с песком или крупнообломочным грунтом (Патент РФ № 2597349, Е01С 3/04, 2015; Патент США № US 2012/0020745 A1, МПК E02D 17/18, 2012 – аналоги).

Оба способа отличаются высокой трудоёмкостью, существенно замедляющей производство работ.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ подготовки основания цилиндрического резервуара на слабых неравномерно сжимаемых грунтах, включающий отрывку котлована, устройство с послойным уплотнением грунтовой подушки, раскладку на каждом уплотняемом слое армирующих полотен и кольцевых жёстких элементов, натяжение армирующих полотен и крепление их к кольцевым элементам (Патент РФ №2308574, МПК E02D 27/00, 2006 – прототип).

Недостатком способа является высокая трудоёмкость его осуществления и необходимость применения специальных приспособлений для натяжения и крепления армирующих полотен. Кроме того, технически сложным является одновременное равномерное натяжение полотен во взаимно перпендикулярных направлениях, без которого из-за деформации кольцевых элементов эффект предварительного напряжения полотен не будет достигаться.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы армированной грунтовой подушки за счёт обеспечения предварительного напряжения и прогиба полотнищ армирующего материала.

В способе подготовки основания здания на слабых грунтах, включающем отрывку котлована, отсыпку грунтовой подушки с послойным уплотнением, укладкой армирующих полотен и анкеровкой их концов с помощью жёстких элементов, уплотнение слоёв грунта подушки, подстилающих полотнища армирующего материала, на участках, расположенных вне контура фундаментов, производится до укладки полотнищ, а участков, расположенных внутри контура фундаментов – одновременно с уплотнением слоев, покрывающих полотнища, а анкеровка концов полотнищ достигается за счёт неполной раскатки их рулонов, обёрнутых вокруг жестких элементов.

Последовательность подготовки основания здания или сооружения на слабых грунтах иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан начальный этап, заключающийся в отрывке котлована и отсыпке первого слоя грунта подушки, на фиг. 2 – уплотнение первого слоя на участках, расположенных вне контура фундаментов, на фиг. 3 – то же, вид сверху, фиг. 4 – укладка полотнищ армирующего материала и отсыпка вышележащего слоя грунта подушки, на фиг. 5 – конец полотнища армирующего материала, обернутый вокруг жесткого трубчатого элемента, играющего роль анкера, на фиг. 6 – раскатка полотнища армирующего материала из двойного рулона; на фиг. 7 – положение полотнища армирующего материала после сплошного уплотнения вышележащего слоя, на фиг. 8 – готовые фундаменты здания, опирающиеся на грунтовую подушку с несколькими слоями армирующего материала.

Способ осуществляют следующим образом.

После отрывки котлована 1 в массиве слабого грунта 2, на дно котлована отсыпают слой грунтовой подушки 3 и уплотняют на участках 4, находящихся вне контуров запроектированных фундаментов. На участках 5, находящихся внутри контуров фундаментов, грунт не уплотняют.

По поверхности слоя 3 путём раскатки рулонов укладывают полотнища армирующего материала 6. Для обеспечения анкеровки концов полотнищ их рулоны раскатывают не полностью, оставляя несколько слоёв обёрнутыми вокруг жестких трубчатых элементов 7.

Для сокращения трудозатрат и исключения операций по стыковке полотнищ армирующий материал поставляется на строительную площадку в виде двойных рулонов, в которых каждая из половин полотнища обёрнута вокруг своего трубчатого элемента. Их раскатка производится поперек котлована от центра к его бортам.

Отсыпав следующий слой грунтовой подушки 8, производят его уплотнение на всей площади. Благодаря тому, что на ранее неуплотнённых участках первого слоя 5 грунт уплотняется одновременно с вышележащим слоём 8, на армирующем материале 6 в пределах контуров запроектированных фундаментов формируются прогибы 9, и он получает предварительное напряжение.

Повторив необходимое число раз операции по отсыпке и частичному уплотнению подстилающих слоёв грунта, укладке полотнищ армирующего материала, отсыпке и сплошному уплотнению покрывающих слоёв, получают подушку заданной высоты и приступают к устройству фундаментов 10.

Предлагаемый способ подготовки основания здания на слабых грунтах позволяет повысить эффективность работы армированной грунтовой подушки за счёт формирования прогиба полотнищ и их предварительного напряжения в период устройства подушки, а также сократить трудозатраты на анкеровку концов полотнищ.


Способ подготовки основания здания на слабых грунтах, включающий отрывку котлована, отсыпку грунтовой подушки с послойным уплотнением, укладкой армирующих полотнищ и анкеровкой их концов с помощью жёстких элементов, отличающийся тем, что уплотнение слоёв грунта подушки, подстилающих полотнища армирующего материала, на участках вне контура фундаментов производится до укладки полотнища, а участков внутри контура фундамента - одновременно с уплотнением слоев, покрывающих полотнища, а анкеровка концов полотнищ достигается за счёт неполной раскатки их рулонов, обёрнутых вокруг жестких элементов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении стенчатого фундамента. Способ возведения стенчатого фундамента с использованием ребристых плит перекрытий (покрытий) включает поперечные или продольные стены, опирающиеся на нижнюю плиту или ростверк и связанные между собой поверху ригелями или плитой.

Изобретение относится к строительству и может найти применение при возведении ленточных и круглых фундаментов для промышленных и жилых зданий и сооружений. Ленточный фундамент с подошвой, при этом ленточный фундамент и подошва выполнены воедино.

Изобретение относится к строительству фундаментов малоэтажных зданий на слабых грунтах. Плитно-рамный фундамент для малоэтажного строительства на слабых грунтах включает ленточный железобетонный фундамент под всеми несущими стенами здания из плит заводского изготовления, связанных между собой и объединенных в систему перекрестных лент, уложенных на выровненное основание на гидроизоляционном слое в виде пленки под все здание.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментам весов для взвешивания колесного транспорта, таким как автомобильные весы или вагонные весы. Способ изготовления фундаментов весов характеризуется использованием опор для фундамента, на которых устанавливают площадку для приема взвешиваемого груза, причем между опорами и площадкой устанавливают датчики веса.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении сплошных плитных фундаментов коробчатого сечения мелкого заложения. Способ изготовления сплошных плитных фундаментов коробчатого сечения из ребристых плит перекрытия включает раздельное изготовление нижней и верхней плит с выдержкой бетона до набора разопалубочной прочности.

Изобретение относится к строительству, в частности к строительству фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений. Способ строительства составного фундамента включает подготовку дна котлована под подошву несущего конструктивного строительного элемента фундамента, изготовление несущего конструктивного строительного элемента фундамента и образование несущего грунтового строительного элемента фундамента.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментам мелкого заложения для зданий и сооружений. Узел шарнирного действия для фундаментной плиты с регулируемыми усилиями включает ось вращения шарнирного узла, выполненного из стальной трубы с приваренными стальными пластинами, обклеенными вставками из пенопласта, приподнята относительно подошвы плиты на расстояние, равное половине высоты плиты.

Изобретение относится к строительству, а именно к плитным фундаментам мелкого заложения для каркасных зданий и сооружений. Конструкция фундаментной плиты с регулируемыми усилиями, разделенная на секции узлами шарнирного действия, в которой оси шарниров образуют в плане прямоугольную сетку, пересекаясь в каждом пролете в местах действия максимальных пролетных изгибающих моментов.

Изобретение относится к несущим конструкциям зданий, предпочтительно, зданий из сборных модулей, служащим эффективной опорой указанного здания или зданий на почве или других поверхностях и являющимся относительно устойчивыми к сдвигам почвенного слоя, таким как сдвиги, возникающие в результате сейсмической активности или замерзания.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментам мелкого заложения. Армогрунтовый щелевой фундамент мелкого заложения содержит вертикальные стенки-траншеи.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении фундаментов зданий на слабых грунтах. Способ подготовки основания здания на слабых грунтах включает отрывку котлована, отсыпку грунтовой подушки с послойным уплотнением, укладкой армирующих полотнищ и анкеровкой их концов с помощью жёстких элементов. Уплотнение слоёв грунта подушки, подстилающих полотнища армирующего материала, на участках вне контура фундаментов производится до укладки полотнища, а участков внутри контура фундамента - одновременно с уплотнением слоев, покрывающих полотнища. Анкеровка концов полотнищ достигается за счёт неполной раскатки их рулонов, обёрнутых вокруг жестких элементов. 8 ил.

Наверх