СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНЫМИ ОСАДКАМИ ЗДАНИЯ НА ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТАХ

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНЫМИ ОСАДКАМИ ЗДАНИЯ НА ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТАХ


RU (11) 2319810 (13) C2

(51) МПК
E02D 35/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 19.01.2009 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005116391/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.09.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.09.20 
(43) Дата публикации заявки: 2007.03.27 
(45) Опубликовано: 2008.03.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2225480 С2, 10.03.2004. RU 2139390 C1, 10.10.1999. RU 2123091 C1, 10.12.1998. SU 697643 A1, 15.11.1979. DE 4129995 A1, 11.03.1993. 
(72) Автор(ы): Нежданов Кирилл Константинович (RU); Нежданов Алексей Кириллович (RU); Карев Михаил Александрович (RU); Куничкин Павел Вячеславович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (RU) 
Адрес для переписки: 440028, г.Пенза, ул. Г. Титова, 28, ПГУАС, патентный отдел 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНЫМИ ОСАДКАМИ ЗДАНИЯ НА ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТАХ

Изобретение относится к восстановлению проектного положения и усилению фундаментов зданий, получивших повреждения в виде трещин от неравномерной осадки грунтового основания под ними. Способ управления неравномерными осадками здания на ленточных фундаментах, приведшими к возникновению опасных трещин и повреждений. На наружной и внутренней поверхности осевшего участка стены и ленточного фундамента сверлят в стене сквозные горизонтальные отверстия, делают пропилы для упоров, снабженных столиками под углом = 60...45° к горизонтали. Закрепляют на стене двусторонние упоры из швеллеров, вводя полки швеллеров в пропилы, пропускают сквозь отверстия в упорах и в стене шпильки с нарезкой, удаляют верхний слой грунта с наружной и внутренней стороны старого фундамента на глубину, не превышающую глубину его заложения. Отсыпают массивы из боя кирпича или щебня, образующие симметричную пару, по обеим сторонам старого фундамента. Укладывают на эти массивы опорные плиты, устанавливают на плиты контрфорсы под углом = 60...45° к горизонтали и соединяют их базы с плитами, а оголовки с упорами. Плиты выполняют с симметричными относительно их центра отверстиями для впрессовывания через них сыпучего рабочего тела. В нижней части контрфорса устанавливают домкратную балку для взаимодействия с гидродомкратами импульсного действия, которые устанавливают соосно с отверстиями в плите с образованием симметричной пары относительно контрфорса между домкратной балкой и плитой. Фланцы плунжеров гидродомкратов импульсного действия соединяют с домкратной балкой, а их опорные фланцы упирают на сыпучее рабочее тело - в отверстие в плите контрфорса, тем самым образуют арку с упорами в ее замке. Включают пульсирующую насосную станцию в обычном или пульсирующем режиме и синхронно подают давление масла в гидродомкраты, нагружают каждую усиливающую арку, разгружают старый фундамент, сжимают и упрочняют грунтовое основание под плитами контрфорсов, полностью разгружают старый фундамент до образования щели под упорами в старом фундаменте. Устанавливают с двух сторон от каждого гидродомкрата импульсного действия между плитой контрфорса и домкратной балки стопоры из столбиков. Закрепляют стопоры к плитам контрфорсов, синхронно разгружают гидродомкраты импульсного действия каждой арки, устраивают ниши в старом фундаменте под упорами для гидродомкратов и монтируют в эти ниши гидродомкраты. Отделяют блок разгруженного фундамента осадочными швами с двух сторон. Включают гидродомкраты этого блока, упрочняют этим грунтовое основание под ним и увеличивают раскрытие щели над осадочным блоком. Забивают страховочные клинья в щели над осадочным блоком, инъецируют в щели пластичный раствор, плотно заполняют их и после схватывания раствора демонтируют гидродомкраты, оставляя ниши для них открытыми. Технический результат состоит в обеспечении управления неравномерными осадками здания на ленточных фундаментах и восстановлении первоначального проектного положения фундамента и его несущей способности. 4 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Предлагаемое изобретение относится к восстановлению проектного положения и усилению фундаментов гражданских и промышленных зданий, получивших повреждения в виде трещин от неравномерной осадки грунтового основания под ними.

Известен способ усиления фундамента путем увеличения в плане его подошвы [1, с.257, рис.8.13].

Принимаем известный способ за аналог.

Недостатки аналога следующие:

- мала эффективность усиления фундамента, так как грунтовое основание под новыми усиляющими его участками не уплотнено, поэтому эти новые участки включаются в работу не сразу, а только при опасной дальнейшей осадке основания;

- сложно обеспечить совместную работу новых участков фундамента со старым фундаментом.

За прототип примем фундамент для внецентренно нагруженной колонны авторов Нежданова К.К. и др. [3]. В нем описан фундамент, пространственное положение которого регулируется посредством рабочего тела, впрессовываемого через сопла под фундамент. Реакция струи рабочего тела приводит фундамент в движение и заставляет его возвращаться в первоначальное проектное положение.

Технический результат изобретения - управление неравномерными осадками здания на ленточных фундаментах и восстановление первоначального проектного положения фундамента и его несущей способности.

Способ управления неравномерными осадками фундамента здания на ленточных фундаментах, приведшими к возникновению опасных трещин и повреждений, реализован следующим образом.

Отличие в том, что на наружной и внутренней поверхности осевшего участка стены и ленточного фундамента сверлят в стене сквозные горизонтальные отверстия, делают пропилы для упоров, снабжённых столиками под углом = 60...45° к горизонтали.

Закрепляют на стене двусторонние упоры из швеллеров, вводя полки швеллеров в пропилы, пропускают сквозь отверстия в упорах и в стене шпильки с нарезкой.

Удаляют верхний слой грунта с наружной и внутренней стороны старого фундамента на глубину, не превышающую глубину его заложения, отсыпают массивы из боя кирпича или щебня, образующие симметричную пару, по обеим сторонам старого фундамента, укладывают на эти массивы опорные плиты.

Устанавливают на плиты контрфорсы под углом = 60...45° к горизонтали и соединяют их базы с плитами, а оголовки с упорами, при этом плиты выполняют с симметричными относительно их центра отверстиями для впрессовывания через них сыпучего рабочего тела.

В нижней части контрфорса устанавливают домкратную балку для взаимодействия с гидродомкратами импульсного действия, которые устанавливают соосно с отверстиями в плите с образованием симметричной пары относительно контрфорса между домкратной балкой и плитой.

Фланцы плунжеров гидродомкратов импульсного действия соединяют с домкратной балкой, а их опорные фланцы упирают на сыпучее рабочее тело - в отверстие в плите контрфорса, тем самым образуют арку с упорами в её замке.

Включают пульсирующую насосную станцию в обычном или пульсирующем режиме и синхронно подают давление масла в гидродомкраты.

Нагружают каждую усиливающую арку, разгружают старый фундамент, сжимают и упрочняют грунтовое основание под плитами контрфорсов, полностью разгружают старый фундамент до образования щели под упорами в старом фундаменте.

Устанавливают с двух сторон от каждого гидродомкрата импульсного действия между плитой контрфорса и домкратной балкой стопоры из столбиков, закрепляют стопоры к плитам контрфорсов, синхронно разгружают гидродомкраты импульсного действия каждой арки.

Устраивают ниши в старом фундаменте под упорами для гидродомкратов и монтируют в эти ниши гидродомкраты, отделяют блок разгруженного фундамента осадочными швами с двух сторон, включают гидродомкраты этого блока, упрочняют этим грунтовое основание под ним и увеличивают раскрытие щели над осадочным блоком.

Забивают страховочные клинья в щели над осадочным блоком, инъецируют в щели пластичный раствор, плотно заполняют их и после схватывания раствора демонтируют гидродомкраты, оставляя ниши для них открытыми.

На фиг. 1 показан усиляемый фундамент в процессе реализации способа; на фиг. 2 - вид А; на фиг. 3 - вид Б; на фиг. 4 - вид В.

На фиг. 1 показан усиляемый фундамент 1 из фундаментных блоков или бутовый. В осевшем участке стены 2 или ленточного фундамента сверлят сквозные горизонтальные отверстия 3 и делают пропилы 4 для полок упоров 5 из швеллеров 6, снабжённых снаружи столиками 7 под углом =60...45° к горизонтали.

Монтируют на стену двусторонние упоры 5 со столиками, вводят полки швеллеров 6 в пропилы 4, пропускают сквозь отверстия 3 в упорах и в стене шпильки 8 с нарезкой и затягивают на них гайки 9, закрепляя упоры на стене. Шпильки устанавливают с шагом (1...2)t, где t - толщина фундамента.

Удаляют верхний слой грунта с наружной и внутренней стороны старого фундамента на глубину, не превышающую глубину его заложения.

Отсыпают массивы 10 из боя кирпича или щебня, образующие симметричную пару, по обеим сторонам старого фундамента. Устанавливают направляющие 11 для плит 12. Направляющие забивают в грунт.

Укладывают на эти массивы 10 опорные плиты 12 под углом = 60...45° к горизонтали.

В плитах 12 симметрично относительно центра имеются отверстия 13 для впрессовывания через них рабочего тела, например, боя кирпича или щебня. Устанавливают на плиты 12 базы контрфорсов 15 и соединяют их с плитами 12 болтами 16. В нижней части контрфорса установлена домкратная балка 17, пропущенная сквозь его стержень. Домкратная балка 17 предназначена для взаимодействия с гидродомкратами 18.

Фланцы 19 плунжеров соединяют с домкратной балкой 17 болтами 20. Гидродомкраты 18 импульсного действия монтируют между домкратной балкой и плитой контрфорса, соединяя их плунжер с домкратной балкой, а опорный фланец упирают на сыпучее рабочее тело в отверстие в плите контрфорса.

Гидродомкраты соединяют маслопроводами с пульсирующей насосной станцией 21.

Последовательность работ по включению в работу контрфорсов:

- после монтажа упоров гидродомкраты 18 монтируют парами и соединяют их маслопроводами 22 с пульсирующей насосной станцией 21;

- включают эту станцию 21 в обычном статическом или циклическом режиме [2, с.369, фиг. 277], контролируя давление масла манометрами 23, осадку контрфорсов 15 и усиляемых фундаментов 1 посредством лазерных нивелиров и мишеней, закрепленных на фундаментах 1;

- фланцами гидродомкратов впрессовывают рабочее тело под плиты контрфорсов, уплотняют им грунтовое основание, поддомкрачивают плиты контрфорсов, а контрфорсы осевшую стену и разгружают старый фундамент 1;

- под упорами 5 появляются трещины 24, а старый фундамент полностью разгружают;

- в упомянутые трещины вбивают страховочные клинья 25 для обеспечения безопасности дальнейших работ;

- устанавливают с двух сторон от каждого гидродомкрата импульсного действия между плитой контрфорса и домкратной балкой стопоры из столбиков, закрепляют стопоры к плитам контрфорсов, синхронно разгружают гидродомкраты импульсного действия каждой арки, включая стопоры в работу;

- отделяют осадочными швами в старом фундаменте 1 осадочный блок;

- в стене 2 устраивают ниши, устанавливают в них гидродомкраты и соединяют их маслопроводами с насосной станцией импульсного действия;

- включают насосную станцию и, контролируя осадку контрфорсов 15 и старых 1 фундаментов посредством лазерных нивелиров и мишеней с координатной сеткой, закреплённых на стене, включают гидродомкраты, упрочняя грунтовое основание под ними;

- упрочняют осадкой осадочного блока грунтовое основание под ним до необходимой величины;

- забивают в образовавшиеся трещины в стене между осадочным блоком и упорами 5 клинья;

- инъецируют в трещины и зазоры пластичным цементно-песчаным раствором и после схватывания раствора демонтируют гидродомкраты, не закладывая ниши для гидродомкратов.

Сопоставление нового способа усиления фундамента со старым [1, с.257, рис.8.13] показывает следующие существенные отличия:

- для разгрузки фундамента применена арочная конструкция, отлично работающая при преимущественно сжимающих усилиях в ней;

- распор в арке воспринимается плитами контрфорсов;

- сжатие от распора в замке арки плотно прижимает упоры в замке и исключает их проскальзывание вверх по стене; шпильки, проходящие сквозь стену или фундамент, также препятствуют проскальзыванию;

- гидродомкраты эффективно включают в работу арку, полностью разгружают старый фундамент и обеспечивают безопасность работ при усилении старого фундамента и уплотняют и исключают осадки грунтового основания под старым фундаментом.

Источники информации

1. Кудзис А.П. Железобетонные и каменные конструкции. Учебник для строительных специальных вузов. 4.2 Конструкции промышленных и гражданских зданий и сооружений. - М.: Высш. шк., 1989. - 267 с.

2. Серенсен С.В. и др. Машины для испытаний на усталость. Ред. С.В.Серенсен. - М.: МАШГИЗ. 1957. - 404 с.

3. Нежданов К.К. др. Фундамент для внецентренно-нагруженной колонны. Патент России №2225480, 10.03.2004, Бюл. №7.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ управления неравномерными осадками здания на ленточных фундаментах, приведшими к возникновению опасных трещин и повреждений, отличающийся тем, что на наружной и внутренней поверхности осевшего участка стены и ленточного фундамента сверлят в стене сквозные горизонтальные отверстия, делают пропилы для упоров, снабженных столиками под углом = 60...45° к горизонтали, закрепляют на стене двусторонние упоры из швеллеров, вводя полки швеллеров в пропилы, пропускают сквозь отверстия в упорах и в стене шпильки с нарезкой, удаляют верхний слой грунта с наружной и внутренней стороны старого фундамента на глубину, не превышающую глубину его заложения, отсыпают массивы из боя кирпича или щебня, образующие симметричную пару, по обеим сторонам старого фундамента укладывают на эти массивы опорные плиты, устанавливают на плиты контрфорсы под углом = 60...45° к горизонтали и соединяют их базы с плитами, а оголовки - с упорами, при этом плиты выполняют с симметричными относительно их центра отверстиями для впрессовывания через них сыпучего рабочего тела, в нижней части контрфорса устанавливают домкратную балку для взаимодействия с гидродомкратами импульсного действия, которые устанавливают соосно с отверстиями в плите с образованием симметричной пары относительно контрфорса между домкратной балкой и плитой, фланцы плунжеров гидродомкратов импульсного действия соединяют с домкратной балкой, а их опорные фланцы упирают на сыпучее рабочее тело - в отверстие в плите контрфорса, тем самым образуют арку с упорами в ее замке, включают пульсирующую насосную станцию в обычном или пульсирующем режиме и синхронно подают давление масла в гидродомкраты, нагружают каждую усиливающую арку, разгружают старый фундамент, сжимают и упрочняют грунтовое основание под плитами контрфорсов, полностью разгружают старый фундамент до образования щели под упорами в старом фундаменте, устанавливают с двух сторон от каждого гидродомкрата импульсного действия между плитой контрфорса и домкратной балки стопоры из столбиков, закрепляют стопоры к плитам контрфорсов, синхронно разгружают гидродомкраты импульсного действия каждой арки, устраивают ниши в старом фундаменте под упорами для гидродомкратов и монтируют в эти ниши гидродомкраты, отделяют блок разгруженного фундамента осадочными швами с двух сторон, включают гидродомкраты этого блока, упрочняют этим грунтовое основание под ним и увеличивают раскрытие щели над осадочным блоком, забивают страховочные клинья в щели над осадочным блоком, инъецируют в щели пластичный раствор, плотно заполняют их и после схватывания раствора демонтируют гидродомкраты, оставляя ниши для них открытыми.