Способ возведения фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур

Авторы патента:

E02D27/35 - возводимые в мерзлом грунте, например в вечномерзлом грунте

Владельцы патента RU 2753301:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур. Способ возведения фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур включает выполнение сборного фундамента ленточного типа или в виде сборной плиты, который формируют из заглубленных в грунт полиэтиленовых блоков с пластиковым решетчатым каркасом внутри и с выступами и впадинами на стыкуемых стенках для выполнения соединения типа «выступ-впадина». Разрабатывают грунт под фундамент на глубину, превышающую высоту блоков, в разработанном грунте формируют ленты фундамента. Блоки стыкуют между собой при помощи выступов и впадин на стыкуемых стенках, причем на прямолинейных участках применяют прямоугольные блоки, а в углах устанавливают угловые блоки с соответствующей Г-образной конфигурацией. Собранные в ленты полиэтиленовые блоки заполняют водой, и под действием отрицательных температур ленты из полиэтиленовых блоков превращаются в единую ледяную конструкцию. Технический результат состоит в расширении арсенала эффективных технологий для возведения фундаментов в условиях круглогодичных отрицательных температур, основанных на сохранении мерзлых грунтов и обеспечивающих достаточную несущую способность фундамента при низкой трудоемкости процесса его возведения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур.

Известен способ устройства свайного фундамента в многолетнемерзлых грунтах, включающий бурение скважины в многолетнемерзлых грунтах с извлечением в процессе бурения разрыхленных мерзлых грунтов, установку сваи и последующее бетонирование в скважине, при этом используют свайную конструкцию, включающую верхнюю сборную часть с арматурными выпусками, длина которой соответствует глубине деятельного слоя грунта, и нижнюю монолитную часть, причем по всей длине свайной конструкции вмонтирована металлическая труба с заглушенной нижней частью, в которую установлен нагревательный элемент для создания нормальных условий твердения бетона, а в верхнюю часть после схватывания бетона приваривают заглушку с ниппелем для закачки хладагента, для чего в целях предотвращения контакта сваи с многолетнемерзлыми грунтами основания на дно пробуренной скважины предварительно укладывают слой из щебня или гравия, после чего устанавливают свайную конструкцию в скважину, производят бетонирование нижней монолитной части в слое многолетнемерзлых грунтов и последующую засыпку ствола скважины в деятельном слое непучинистым грунтом (Патент РФ №2712976 С1, дата приоритета 17.04.2019, дата публикации 03.02.2020, авторы: Местников В.В. и др., RU).

Недостатками аналога являются: повышенные трудозатраты, связанные с бурением скважины и возведением свайной конструкции, состоящей из нижней монолитной и верхней сборной частей, а также большой расход материалов и продолжительность возведения сваи, повышающие стоимость технологического процесса.

В качестве прототипа принят способ возведения фундамента сейсмостойкого здания в районах распространения вечной мерзлоты, включающий заглубление в грунтовое основание нижней плиты, выполненной изо льда, установку на ней массивного блока в виде цилиндра, установку на нем верхней плиты, соединение массивного блока с верхней плитой с помощью шарнирных связей, соединение верхней плиты с грунтовым основанием вертикальными гибкими связями и облицовку надземной части нижней плиты теплоизоляционным слоем (Патент РФ №145799 U1, дата приоритета 19.05.2014, дата публикации 27.09.2014, автор Белаш Т.А. и др., RU, прототип).

Недостатком прототипа является трудозатратная технология, обусловленная трудоемкостью получения и установки нижней плиты изо льда с заглублением в грунт, а также необходимостью облицовки надземной части нижней плиты теплоизоляционным слоем.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является необходимость расширения арсенала эффективных технологий для возведения фундаментов в условиях круглогодичных отрицательных температур, основанных на сохранении мерзлых грунтов и обеспечивающих достаточную несущую способность фундамента при низкой трудоемкости процесса его возведения.

Для решения технической проблемы и достижения технического результата предложен способ возведения фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур, включающий выполнение сборного фундамента ленточного типа или в виде сборной плиты, который формируют из заглубленных в грунт полиэтиленовых блоков с пластиковым решетчатым каркасом внутри и с выступами и впадинами на стыкуемых стенках для выполнения соединения типа «выступ-впадина». При этом разрабатывают грунт под фундамент на глубину, превышающую высоту блоков, в разработанном грунте формируют ленты фундамента, при этом блоки стыкуют между собой при помощи выступов и впадин на стыкуемых стенках, причем на прямолинейных участках применяют прямоугольные блоки, а в углах устанавливают угловые блоки с соответствующей Г-образной конфигурацией, собранные в ленты полиэтиленовые блоки заполняют водой, и под действием отрицательных температур ленты из полиэтиленовых блоков превращаются в единую ледяную конструкцию,

Согласно изобретению, для выполнения фундамента ленточного типа в грунте выполняют траншеи.

Согласно изобретению, для выполнения фундамента в виде сборной плиты в грунте разрабатывают котлован, сборку блоков осуществляют от краев котлована к центру, при этом по периметру котлована формируют ленты из прямоугольных и угловых блоков, а внутреннее пространство заполняют следующими рядами лент, заполняют блоки водой, и под действием отрицательных температур блоки превращаются в единую ледяную конструкцию плиты.

Согласно изобретению, поверх ледяных конструкций лент из блоков укладывают деревянные балки.

На чертежах схематично показаны полиэтиленовые блоки двух типов и фундаменты из них, где на фиг. 1а - прямоугольный блок, б - угловой Г-образный блок; на фиг. 2а - фрагмент ленточного фундамента, б - фрагмент плитного фундамента.

Способ возведения фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур осуществляют следующим образом. Для формирования фундамента используют прямоугольные и Г-образные полиэтиленовые блоки 1 (фиг. 1) полной заводской готовности с пластиковым решетчатым каркасом 2 внутри и с выступами 3 и впадинами 4 на стыкуемых стенках для выполнения соединения типа «выступ-впадина». Полиэтиленовые блоки 1 могут быть снабжены крышками (условно не показано). Предварительно разрабатывают грунт под фундамент на глубину, превышающую высоту блоков 1, причем для выполнения фундамента ленточного типа в грунте выполняют траншеи, в которых формируют ленты фундамента (фиг. 2а), а для выполнения фундамента в виде сборной плиты (фиг. 2б) в грунте разрабатывают котлован (условно не показано), В разработанном грунте формируют ленты фундамента, при этом блоки стыкуют между собой при помощи выступов 3 и впадин 4 на стыкуемых стенках, причем на прямолинейных участках применяют прямоугольные блоки (фиг. 1а), а в углах устанавливают угловые блоки Г-образной конфигурации (фиг. 1б). Собранные в ленты полиэтиленовые блоки заполняют водой, и под действием отрицательных температур ленты из полиэтиленовых блоков превращаются в единую ледяную конструкцию,

Возведение фундамента в виде сборной плиты (фиг. 2б) осуществляют от краев котлована к центру, при этом по периметру котлована формируют ленты из прямоугольных и угловых полиэтиленовых блоков 1, а внутреннее пространство котлована заполняют следующими рядами лент. Блоки 1 заполняют водой, и под действием отрицательных температур блоки превращаются в единую ледяную конструкцию плиты.

Поверх ледяных конструкций лент из блоков укладывают деревянные балки (условно не показано).

Преимуществом заявляемого способа возведения фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур является его упрощение за счет использования блоков заводского изготовления и сокращение трудозатрат при возведении.

Таким образом, при реализации изобретения достигается технический результат, который заключается в расширении арсенала технических средств, используемых при возведении фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур, и в сохранении мерзлого грунта.

1. Способ возведения фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур, включающий выполнение сборного фундамента ленточного типа или в виде сборной плиты, который формируют из заглубленных в грунт полиэтиленовых блоков с пластиковым решетчатым каркасом внутри и с выступами и впадинами на стыкуемых стенках для выполнения соединения типа «выступ-впадина», при этом разрабатывают грунт под фундамент на глубину, превышающую высоту блоков, в разработанном грунте формируют ленты фундамента, при этом блоки стыкуют между собой при помощи выступов и впадин на стыкуемых стенках, причем на прямолинейных участках применяют прямоугольные блоки, а в углах устанавливают угловые блоки с соответствующей Г-образной конфигурацией, собранные в ленты полиэтиленовые блоки заполняют водой, и под действием отрицательных температур ленты из полиэтиленовых блоков превращаются в единую ледяную конструкцию.

2. Способ возведения фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур по п. 1, отличающийся тем, что для выполнения фундамента ленточного типа в грунте выполняют траншеи.

3. Способ возведения фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур по п. 1, отличающийся тем, что для выполнения фундамента в виде сборной плиты в грунте разрабатывают котлован, сборку блоков осуществляют от краев котлована к центру, при этом по периметру котлована формируют ленты из прямоугольных и угловых блоков, а внутреннее пространство заполняют следующими рядами лент, заполняют блоки водой, и под действием отрицательных температур блоки превращаются в единую ледяную конструкцию плиты.

4. Способ возведения фундамента в условиях круглогодичных отрицательных температур по п. 1, отличающийся тем, что поверх ледяных конструкций лент из блоков укладывают деревянные балки.

Изобретение относится к области возведения экранирующих и теплозащитных конструкций. Техническим результатом является изменение степени полезного эффекта от регулирования теплопередачи в зависимости от температуры пластин теплорегулирующей конструкции.

Арктическая ветроэнергетическая установка // 2733683

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии и может быть использовано для энергоснабжения различных объектов, преимущественно в Арктике. Арктическая ветроэнергетическая установка содержит трубчатое основание, мачту с растяжками 3, ветродвигатель Дарье, преобразователи и накопители энергии.

Система автоматизированного мониторинга свайных фундаментов строительных сооружений в районах вечной мерзлоты // 2733098

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для оценки состояния и целостности свайных опор строений и контроля влажности вмещающего грунта в районах вечной мерзлоты. Предложена система автоматизированного мониторинга свайных фундаментов строительных сооружений в районах вечной мерзлоты, содержащая импульсный сейсмический излучатель (3), установленный на грунте под центром здания, сейсмоприемники (4), закрепленные на каждой из свай (2), линейный электрический излучатель в виде заземленного по концам кабеля, размещенного на грунте вдоль здания и представляющего собой излучающую электромагнитную антенну (9), подключенную к генератору электромагнитных колебаний (11), а также приемные индуктивные датчики (13) горизонтальных компонент электромагнитного поля, размещенные совместно с термометрами в измерительных скважинах (12) между сваями.

Способ возведения свай в скальных и мерзлоскальных грунтах // 2724651

Изобретение относится к строительству фундамента и оснований на скальных грунтах, в том числе для особых целей на вечномерзлых грунтах, конкретно к способу возведения свай в скальных и мерзлоскальных грунтах Крайнего Севера. Способ возведения свай в скальных и мерзлоскальных грунтах характеризуется тем, что в месте установки каждой сваи бурят узкую лидерную скважину на проектную глубину погружения сваи скальным буром с одновременным выводом бурильного шлама из зоны бурения сжатым воздухом, подаваемым через полость бура и отверстие в резаке бура.

Устройство городской застройки в условиях крайнего севера, арктики и рекреационных зонах и способ его возведения // 2717453

Изобретение относится к области строительства городской застройки с учетом возможных подтоплений и оттаиваний мерзлых грунтов в условиях Крайнего Севера, Арктики и рекреационных зонах. Устройство городской застройки в условиях Крайнего Севера, Арктики и рекреационных зонах содержит здания и сооружения, расположенные на контролируемой территории, на которой расположен единый энергетический узел.

Комбинированный способ устройства свайных фундаментов в многолетнемерзлых грунтах // 2712976

Изобретение предназначено для устройства свайных фундаментов при строительстве зданий и сооружений различного назначения в районах распространения многолетнемерзлых грунтов с сохранением грунтов основания в мерзлом состоянии в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации здания или сооружения.

Свая, возведенная в вечномерзлом грунте // 2709579

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах. Технический результат - повышение несущей способности сваи, повышение сопротивляемости сваи крутящему моменту, а также сохранение устойчивости и при внезапном оттаивании.

Способ защиты фундамента сооружения в зоне здания для поддержания влажного режима на пучинистых грунтах // 2707315

Изобретение относится к строительству, а именно к сооружениям, возводимым на пучинистых при промерзании и просадочных при оттаивании грунтах, и предназначено для проведения сброса избыточной воды из грунта при строительстве и реконструкции зданий. Способ защиты фундамента сооружения в зоне здания для поддержания влажного режима на пучинистых грунтах включает создание котлована, образование в грунте выработки, погружение в нее тела фундамента и обратную засыпку непучинистым грунтом.

Способ погружения свай в сезонно-мерзлый грунт // 2707228

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству свайных фундаментов из забивных свай заводского изготовления, погружаемых при отрицательных температурах в сезонно-мерзлый грунт. Способ погружения свай в сезонно-мерзлый грунт включает предварительную проходку скважин термовибролидером в местах погружения свай, выполненным в виде цилиндрической полой штанги с наконечником с одной стороны и жестко соединенным фланцем с противоположной, на котором установлен вибрационный погружатель, с последующей окончательной забивкой свай в полученные скважины.

Пространственная железобетонная фундаментная платформа на вечномерзлом грунте // 2706495

Изобретение относится к области строительства, в частности может использоваться при устройстве фундамента многоэтажных зданий или сооружений, обладающего способностью естественного проветривания и предотвращения растепления грунта в зоне вечной мерзлоты. Пространственная железобетонная фундаментная платформа на вечномерзлом грунте содержит объединенные между собой верхние и нижние плиты, которые соединены железобетонными фермами, раскосными или безраскосными, или балками, между фермами или балками в поперечном направлении установлены крестовые связи, а между верхними и нижними плитами образовано вентилируемое во всех направлениях продуваемое подполье.

Резервуар для незамерзающих жидкостей с эффективной системой консервации вечной мерзлоты в основании // 2761917

Изобретение относится к области гидротехнического строительства в криолитозоне и может быть использовано при возведении резервуаров, бассейнов и т.п. для хранения незамерзающих жидкостей, в частности, при устройстве эффективной системы консервации вечной мерзлоты в основании. Технический результат заключается в повышении надежности и эксплуатационной безопасности резервуара. Технический результат достигается тем, что система консервации включает резервуар на вечномерзлом основании, охлаждающие трубы и каналы, а также слой подсыпки, при этом резервуар представляет собой совокупность отдельных независимых секций, температурная устойчивость и надежность которых обеспечиваются при работе участков замораживающей воздушной системы за счет того, что резервуар расположен на слое подсыпки из искусственного грунта, в котором уложены охлаждающие трубы и каналы, подающие зимний холодный воздух к поверхности вечномерзлого основания, причем подающие зимний воздух каналы расположены в средней части каждой секции или по внешнему периметру резервуара или в промежутке между секциями. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.