СВАЙНО-ПЛИТОВЫЙ ФУНДАМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯ

СВАЙНО-ПЛИТОВЫЙ ФУНДАМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2163281 (13) C1

(51) 7 E02D27/01 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

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

(14) Дата публикации: 2001.02.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2000112573/03 
(22) Дата подачи заявки: 2000.05.22 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.05.22 
(45) Опубликовано: 2001.02.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 1158691 А, 30.05.1985. SU 844692 А, 07.07.1981. DE 3626169 А1, 14.04.1988. ФЕДОРОВ А.Т. Свайные основания и сооружения. - Москва - Ленинград: Огиз-Гострансиздат, 1933, с.90 - 91, рис.136. SU 1502714 А1, 23.08.1989. SU 1728382 А1, 23.04.1992. КРУТОВ В.Н. Фундаменты в вытрамбованных котлованах. - М.: Стройиздат, 1985, с.47 - 50. КОРОТЕЕВ Д.В. Возведение фундаментов малоэтажных зданий и сооружений на просадочных грунтах. - М.: Стройиздат, 1986, с.45 - 46. 
(71) Имя заявителя: Дубина Михаил Михайлович 
(72) Имя изобретателя: Дубина М.М.; Целицо В.М. 
(73) Имя патентообладателя: Дубина Михаил Михайлович 
(98) Адрес для переписки: 129323, Москва, Лазоревый пр-д, д.4, кв.59, Гайворонской Т.Г. 

(54) СВАЙНО-ПЛИТОВЫЙ ФУНДАМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯ 
Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения фундаментов в вытрамбованных котлованах на слабых и осадочных грунтах для промышленных и гражданских зданий и сооружений. Технический результат изобретения заключается в обеспечении надежности и экономичности строительства и эксплуатации основания и фундаментов для гражданских и промышленных зданий и сооружений. Свайно-плитовый фундамент включает основную плиту заданного размера в плане и присоединенные с нижней стороны плиты зубчатые опоры, установленные на армированном или уплотненном грунте. Новым в свайно-плитовом фундаменте является то, что он содержит дополнительную нижнюю горизонтальную плиту с большей жесткостью, чем естественный грунт, соединенную с основной плитой через зубчатые опоры и ребра жесткости, расположенные с нижней стороны основной плиты в количестве, не меньшем количества несущих стен сооружений, при этом по крайней мере в узлах пересечения стен, ребра жесткости дополнительно снабжены зубчатыми опорами. Способ возведения свайно-плитового фундамента включает изготовление общего котлована с горизонтальной площадкой под основную плиту, вытрамбовывание на дне общего котлована котлованов под зубчатые опоры, последовательное заполнение котлованов под опоры и общего котлована механически связным материалом. Новым в способе является то, что дополнительно на дне общего котлована вытрамбовывают котлованы под ребра жесткости, на дне части котлованов под ребра жесткости вытрамбовывают котлованы под зубчатые опоры, создают дополнительную горизонтальную плиту с большей жесткостью, чем естественный грунт, путем уплотнения грунта и внедрения в грунт через котлованы зубчатых опор или котлованы ребер жесткости дополнительного материала или твердеющей жидкой массы. 2 с. и 30 з.п.ф-лы, 10 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к строительству, а именно к способам возведения фундаментов в вытрамбованных котлованах на слабых и осадочных грунтах для гражданских и промышленных зданий и сооружений.
Решение проблемы высокоэкономичного строительства надежных сооружений на слабых грунтах прежде всего основывается на обеспечении надежности и экономичности строительства и эксплуатации их оснований и фундаментов. В настоящее время существуют два крайних варианта конструкций фундаментов для слабых грунтов, а именно свайный и плитовой. Каждый из них обладает присущими им достоинствами и недостатками, которые связаны прежде всего с инженерно-геологическими характеристиками грунта.
В настоящем изобретении рассматривается возможность строительства свайно-плитовых фундаментов с заданной несущей способностью, обладающего максимально экономическими показателями.
Известен фундамент для возведения зданий и сооружений, представляющий собой бетонное тело, установленное на вытрамбованном котловане с втрамбованным в его дно жестким материалом. Для повышения его несущей способности выполнен дополнительный соосный с контуром основного котлована кольцевой котлован, заполненный с уплотнением армирующим материалом и грунтом (авт. св. СССР N 844692, кл. E 02 D 27/01, от 1979 г.).
Известен способ возведения фундамента, заключающийся в вытрамбовывании котлована, втрамбовывании в основание жесткого материала и заполнении котлована бетоном (авт. св. СССР N 844692, кл. E 02 D 27/01, 1979 г.)

Перед вытрамбовыванием котлована соосно с его контуром вытрамбовывают кольцевой котлован, втрамбовывают в основание кольцевого котлована жесткий материал и заполняют с уплотнением кольцевой котлован грунтом.
Известный способ возведения фундамента значительно увеличивает размеры уширения в основании и зону уплотненного грунта вокруг бетонного тела фундамента, что увеличивает несущую способность фундамента как на вертикальные, так и на горизонтальные патрубки.
Недостатком известных фундамента и способа является низкая несущая способность в слабых и осадочных грунтах.
Известен фундамент для возведения зданий и сооружений, взятый в качестве прототипа и представляющий собой железобетонную плиту с зубчатыми опорами, выполненными в вытрамбованном под форму фундаментного тела грунте, причем часть зубчатых опор выполнена из уплотненного на заданную высоту грунта, а другая часть - из армированного жестким материалом бетона (авт. св. СССР N 1158691, кл. E 02 D 27/01, от 1983 г.). Опоры из грунта расположены по контуру железобетонной плиты концентрическими рядами с размещенными между ними железобетонными опорами.
Способ возведения фундамента согласно прототипу включает изготовление общего котлована с горизонтальной площадкой под плиту, вытрамбовывание частично перекрывающих в плане друг друга сужающихся к низу котлованов под опоры, заполнение их жестким (армирующим) материалом и грунтом с уплотнением на заданную высоту. Затем производят дополнительное вытрамбовывание котлованов под опоры и заполнение их с уплотнением армирующим материалом и бетоном на высоту заполнения котлованов грунтом. Верхняя незаполненная часть котлованов образует один общий котлован, который заполняют бетоном. В результате такой последовательности котлованы под опоры заполняются частично грунтом, частично бетоном или полностью бетоном. Котлованы, заполненные грунтом, размещены по контуру фундамента концентрическими рядами с размещенными между ними котлованами, полностью заполненными бетоном (авт. св. СССР N1158691, кл. E 02 D 27/01, от 1983 г.).
Недостаток известных фундамента и способа его возведения следующий: из-за несогласованности нагрузки от сооружения на фундамент нарушается однородность распределения зон уплотнения по площади плана фундамента, что, в свою очередь, ведет к перерасходу материалов фундамента и завышению затрат на строительство фундамента в целом.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение надежности и экономичности строительства и эксплуатации оснований и фундаментов для гражданских и промышленных зданий и сооружений.
Поставленная задача решается тем, что свайно-плитовый фундамент для возведения сооружений, включающий основную плиту заданного размера в плане и присоединенные с нижней стороны плиты зубчатые опоры, установленные на армированном или уплотненном грунте, содержит дополнительную нижнюю горизонтальную плиту с большей жесткостью, чем естественный грунт, соединенную с основной плитой через зубчатые опоры, и ребра жесткости, расположенные с нижней стороны основной плиты в количестве, не меньшем количества несущих стен сооружения, при этом, по крайней мере, в узлах пересечения стен ребра жесткости дополнительно снабжены зубчатыми опорами.
Предпочтительно ребра жесткости фундамента в горизонтальном сечении выполнить в виде прямолинейных или криволинейных полос разной протяженности.
Целесообразно полосы ребер жесткости сделать выступающими за пределы плана основной плиты.
Предпочтительно ребра жесткости в поперечном сечении выполнить в виде трапеций с меньшим основанием внизу и углом отклонения от вертикали не более 3-15o.
Целесообразно боковые стенки ребер жесткости выполнить произвольно изогнутыми.
Предпочтительно ребра жесткости в поперечном сечении выполнить в виде трапеций с меньшим основанием внизу и комбинацией плоских и произвольно изогнутых боковых стенок.
Целесообразно зубчатые опоры выполнить в виде пирамид или конусов с углом отклонения от вертикали не более 3-15o.
Предпочтительно зубчатые опоры выполнить в виде цилиндров или призм.
Целесообразно зубчатые опоры выполнить в вертикальной плоскости изогнутыми.
Предпочтительно торец зубчатых опор выполнить плоским, или с острой вершиной, или с округленной вершиной.
Целесообразно плиты, ребра жесткости и зубчатые опоры выполнить из механически связного материала.
Предпочтительно в качестве механически связного материала использовать естественные или искусственные материалы, или их сочетание, например грунт, бетон, металл, дерево, пластик и т.д.
Целесообразно, чтобы механически связный материал содержал армирующие элементы произвольной формы и произвольных размеров.
Предпочтительно высоту ребер жесткости выполнить не превышающей высоту зубчатой опоры.
Кроме того, поставленная задача решается тем, что в способе возведения свайно-плитового фундамента, включающем изготовление общего котлована с горизонтальной площадкой под основную плиту, вытрамбовывание на дне общего котлована котлованов под зубчатые опоры, последовательное заполнение котлованов под опоры и общего котлована механически связным материалом, дополнительно на дне общего котлована вытрамбовывают котлованы под ребра жесткости, на дне части котлованов под ребра жесткости вытрамбовывают котлованы под зубчатые опоры, создают дополнительную горизонтальную плиту с большей жесткостью, чем естественный грунт, путем уплотнения грунта и внедрения в грунт через котлованы зубчатых опор или котлованы ребер жесткости дополнительного материала или твердеющей жидкой массы.
Предпочтительно внедрение в грунт дополнительного материала или твердеющей жидкой массы производить путем штампования, гидроразрыва, фильтрационного инъектирования, пространственно управляемого замораживания.
Целесообразно внедрение дополнительного материала штампованием производить путем засыпки на дно котлованов под зубчатые опоры дополнительного материала, выштамповки названного котлована на нужную глубину для распределения материала в субгоризонтальном направлении, при этом указанные выше операции неоднократно повторяют до образования дополнительной плиты.
Предпочтительно образование дополнительной плиты контролировать по изменению геофизических характеристик грунта, в частности параметров электромагнитного поля или скорости прохождения упругих волн.
Целесообразно в качестве дополнительного материала использовать естественные или искусственные материалы, или их сочетание, например грунт, бетон, металл, дерево, пластик и т.д.
Целесообразно внедрение дополнительного материала гидроразрывом производить путем заполнения трещин гидроразрыва твердеющей жидкой массой, например бетоном, жидким стеклом, смолами, известковыми растворами, продуктами нефтепереработки.
Предпочтительно котлованы под ребра жесткости в горизонтальном сечении вытрамбовывать в виде прямолинейных или криволинейных полос разной протяженности, а полосы ребер жесткости выполнить выступающими за пределы плана плиты.
Целесообразно котлованы под ребра жесткости в поперечном сечении вытрамбовывать в виде трапеций с меньшим основанием внизу и углом отклонения от вертикали не более 3-15o, а боковые стенки котлованов под ребра жесткости выполнить произвольно изогнутыми.
Предпочтительно котлованы под ребра жесткости в поперечном сечении выполнить в виде трапеций с меньшим основанием внизу и комбинацией прямых и произвольно изогнутых боковых стенок.
Целесообразно котлованы под зубчатые опоры вытрамбовывать в виде пирамид или конусов с углом отклонения от вертикали не более 3-15o, а котлованы под зубчатые опоры - в виде цилиндров или призм.
Предпочтительно котлованы под зубчатые опоры вытрамбовывать в вертикальной плоскости изогнутыми, а торец их - с плоской, или с острой вершиной, или скругленной вершиной.
Целесообразно глубину котлована под ребра жесткости выполнить не превышающими высоту зубчатой опоры

Предпочтительно котлованы под плиту, ребра жесткости и зубчатые опоры последовательно заполнять механически связным материалом, в качестве которого использовать бетон, металл, дерево, пластик и естественные и искусственные материалы.
Целесообразно перед заполнением котлованов механически связным материалом в них размещать армирующие элементы произвольной формы и произвольных размеров.
На фиг. 1 представлена схема выштампованной части фундамента (основная плита).
На фиг. 2 - схема вертикального разреза свайно-плитового фундамента.
На фиг. 3 - план фундамента с расстановкой ребер жесткости под стенами и зубчатых опор в местах пересечения стен.
На фиг. 4 - схема погонных нагрузок на фундамент (незаштрихованные участки не нагружены).
На фиг. 5 - диаграмма максимальных вертикальных перемещений фундаментов.
На фиг. 6 - диаграмма максимальных разностей перемещения точек фундаментов.
На фиг. 7 - диаграмма максимальных опорных реакций фундаментов.
На фиг. 8 - максимальные сжимающие напряжения фундаментов.
На фиг. 9 - максимальные растягивающие напряжения фундаментов.
На фиг. 10 - материалоемкость фундаментов.
Технология возведения фундамента осуществляется следующим образом.
Делается общий котлован с горизонтальной площадкой под плиту (рытьем, уплотнением или отсыпкой с образованием бортов). Из сделанного под плиту общего котлована выштамповывают пирамидальные котлованы под зубчатые опоры. Далее, помимо зубчатых опор проводят выштамповывание возможно частично перекрывающих друг друга в плане, сужающихся к низу котлованов под ребра жесткости верхней плиты. Проводят разовое или неоднократное заполнение их жестким (армирующим) материалом или грунтом с уплотнением его до заданной глубины погружения уплотняющего штампа, равной высоте ребер жесткости, имеющих переменную площадь поперечного сечения вдоль оси погружения штампа в грунт и в плане фундамента.
Затем из дна котлована под верхнюю плиту или дна котлованов, выштампованных для ребер жесткости, производят дополнительное выштамповывание котлованов под зубчатые опоры и проводят дополнительное разовое или неоднократное, полное или частичное заполнение их жестким (армирующим) материалом с уплотнением его до заданной глубины погружения уплотняющего штампа, равной заданной высоте этих опор. Последние имеют переменную площадь поперечного сечения вдоль оси погружения штампа в грунт, при этом дополнительный материал распределяется в субгоризонтальной плоскости, выше названые операции повторяют до тех пор, пока не образуется горизонтальная плита из уплотненного дополнительного материала.
Дополнительный материал перемещается в горизонтальном направлении за счет циклического втрамбовывания, управления глубиной погружения штампа и объемом засыпок в котлован дополнительного материала.
Внизу дополнительный материал раздвигается (втрамбовывается) меньше за счет разности сопротивлений процессу втрамбовки в верхнем и горизонтальном направлениях. Кроме того, имеет значение форма наконечника штампа (желательно коническая или пирамидальная).
Чем толще грунтовая плита, тем жестче конструкция фундамента. Кроме того, плита более прочная, чем исходный естественный грунт.
Верхняя незаполненная часть сформированных таким образом всех котлованов образует один общий котлован под основную плиту с выступающими из нее вниз ребрами жесткости и зубчатыми опорами, который заполняют бетоном полностью или частично. Котлованы под зубчатые опоры заполняются уплотненным или армированным с уплотнением грунтом, или частично бетоном, или полностью бетоном. Котлованы под плиту и ребра жесткости заполняются бетоном.
В качестве материала фундамента в объеме выштампованного котлована и верхней основной плиты могут быть использованы не только бетон, но и другие естественные и искусственные материалы (камень, дерево, кирпич, металл, пластик, стекло и т.п.).
В случае применения заполненных уплотненным или армированным грунтом котлованов под зубчатые опоры места их размещения в плане плиты определяются расчетом из условий распределения нагрузки на фундамент в целом.
Положение ребер жесткости и зубчатых опор в плане плиты и пространственная форма зон уплотнения и армирования грунта вокруг них, а также их степень армирования определяются расчетом, исходя из формы эпюры нагрузки от надфундаментной части сооружения, согласованно с ее экстремальными значениями.
Применение многократной засыпки и последующей штамповки котлованов, особенно под зубчатые опоры, или других способов упрочнения грунта позволяет в уровне их нижних концов создать развитый субгоризонтально упрочненный слой грунта или искусственного материала с площадью, близкой к площади фундамента в плане, и прочностью, более высокой по сравнению с окружающим грунтом. Такой упрочненный слой образует плиту с переменной в плане жесткостью, которая через зубчатые опоры связана с верхней бетонной плитой и образует вместе с ними жесткую конструкцию в виде погруженной в грунт коробчатой конструкции. Внутренний объем такой коробчатой конструкции между плитами (верхней бетонной и нижней из упрочненного слоя) и зубчатыми опорами заполнен немодифицированным операциями армирования и уплотнения исходным грунтом. Вследствие указанных действий в качестве фундамента образуется бетонно-грунтовая плита с неоднородной по пространству структурой прочности, согласованной с действующими на эту плиту нагрузками. Зубчатые опоры и ребра жесткости играют роль механических связей между дополнительной грунтовой плитой и основной верхней плитой из искусственного материала.
Созданная таким образом конструкция фундамента имеет большую жесткость на изгиб, повышенную несущую способность и меньший расход искусственных материалов. Кроме того, с целью снижения материалоемкости фундамента зубчатые опоры, ребра и верхняя основная плита могут быть выполнены полыми или с неоднородной по прочности пространственной структурой.
Геометрические параметры (сплошность плиты) образуемой при строительстве такого фундамента нижней из упрочненного грунта или искусственного материала дополнительной плиты могут быть отслежены измерениями геофизических характеристик грунта. При изменении плотности грунта меняются и его геофизические характеристики, что фиксируется различными геофизическими методами разведки, например по электропроводности грунта, электрическому сопротивлению, особенностям прохождения упругих и электромагнитных волн.
Уплотнение и армирование грунта достигается с помощью известной технологии уплотнения и соответствующей техники, в виде сбрасывателей трамбовок или пробойников с различной энергией удара и формой уплотняющих грунт штампов и комплекта средств проведения гидроразрыва грунта. Заполняя конический котлован упрочняющим материалом и повторяя цикл уплотнения, можно добиться нужной величины эффекта прочности грунтового основания. При этом проявляются особенности свойств грунта - необратимый характер деформирования под нагрузками. Образованная таким образом грунтовая свая, при площадном ее применении, повышает несущую способность фундамента.
Для исключения возможного взаимного влияния штампов, полосовых и конических, следует производить уплотнение (выштамповку) грунта, начиная с расстояния между центрами штампов в шесть поперечных размеров штампа.
Нижняя дополнительная плита может быть сделана не только с помощью трамбования или штампования грунта, но и путем введения в грунт твердеющих составов любой природы способами гидроразрыва или фильтрационного инъектирования (в том числе и электроосмотического).
Кроме того, нижняя плита так же может быть сформирована и термическим методом закрепления грунта, например пространственно управляемыми осушением, отжигом или замораживанием.
Возведенный таким образом свайно-плитовый фундамент представляет собой упругую подкрепленную плиту, лежащую ни неоднородном грунтовом полупространстве. Нижняя поверхность плиты и подкрепляющие ее ребра опираются на грунт и зубчатые опоры, вставленные в выштампованные в грунте котлованы, при этом характер неоднородности грунта под плитой определяется его естественной неоднородностью, возникающей при его уплотнении, создающем под плитой систему грунтовых опор из уплотненного грунта, а также при выштамповке желобов под ребра жесткости. Поверхность грунта вне фундамента свободна от напряжений, а жесткость опорного поля будет различной в местах, в которых плита опирается на опоры и на уплотненный грунт.
Эффективность предлагаемых конструкции и способа можно видеть по результатам сравнения показателей типового применяемого в практике строительства 9-этажных зданий в г. Тюмень варианта неподкрепленной фундаментной плиты и предлагаемого нами фундамента из плиты с ребрами жесткости и зубчатыми опорами (фиг. 5-10).
Рассмотрим частный случай описанного выше свайно-плитового фундамента, представляющего собой упругую подкрепленную плиту, лежащую на неоднородном грунтовом полупространстве. Верхняя поверхность плиты загружена нормальной неоднородной распределенной нагрузкой, которая моделирует воздействие сооружения на фундамент. Нижняя поверхность плиты и подкрепляющие ее ребра опираются на грунт и сваи, сформированные в выштампованных под них в грунте котлованах. Характер неоднородности грунта определятся как естественной неоднородностью грунта, имевшей место до взаимодействия плиты с грунтом, так и неоднородностью, возникающей при его уплотнении коническим и коробчатым инденторами для создания под плитой системы зубчатых опор из уплотненного грунта с центральной сваей и выштамповки желобов под ребра жесткости, подкрепляющие плиту.
Нами были проведены исследования зависимости материалоемкости предлагаемого вида фундамента от его механических и геометрических параметров. Для исходной неподкрепленной плиты и любого варианта предлагаемого вида фундамента выполнялось условие равенства их несущей способности и изгибной жесткости.
Рассматривался фундамент стандартной секции дома с расстановкой ребер жесткости плиты под стенами и зубчатых опор в местах пересечения стен, как это указано на фиг. 3, при распределении проектных нагрузок от здания согласно фиг. 4, соответствующих производимым стандартным 9-этажным домом. В качестве контрольного исходного варианта был просчитан фундамент из сплошной плиты толщиной 0.7 м без подкрепляющих ребер и зубчатых опор (на фиг. 5-10 - Вариант 1).
Толщина ребер жесткости меняется в зависимости от угла наклона боковых сторон балок и определяется из условия сохранения изгибной жесткости, эквивалентной жесткости прямоугольной в сечении балки шириной 0.5 м и глубиной 0.7 м. Зафиксирована ширина верхней части балок ростверка - 0.5 м. В каждом случае под ростверком располагалось по 36 круглых в сечении конических свай с заглублением 3 м, диаметром в верхней части 0,9 м, а в нижней - 0,5 м.
Рассматривались следующие варианты фундамента с выштампованными котлованами под ребра жесткости и зубчатые опоры:

1. Прямоугольные в сечении балки ростверка 0.5 х 0.7 м. На выштампованных сваях. Под ребра ростверка грунт не вытрамбовывался. (Вариант 2.)

2. Угол отклонения боковых стенок от вертикали - 5 град. Глубина балок - 0.755 м. На выштампованных сваях. По горизонтали балки не прикреплены к сваям (не запрещены горизонтальные перемещения). Под ребра ростверка грунт вытрамбовывался. (Вариант 3.)

3. Угол - 5 град. Глубина - 0.755 м. На выштампованных сваях. По горизонтали балки жестко прикреплены к сваям (запрещены горизонтальные перемещения). Под ребра ростверка грунт вытрамбовывался. (Вариант 4.)

4. Угол - 10 град. Глубина - 0.855 м. На выштампованных сваях. По горизонтали балки жестко прикреплены к сваям (запрещены горизонтальные перемещения). Под ребра ростверка грунт вытрамбовывался (Вариант 5.)

5. Угол - 12 град. Глубина - 0.96 м. На выштампованных сваях. По горизонтали балки жестко прикреплены к сваям (запрещены горизонтальные перемещения). Под ребра ростверка грунт вытрамбовывался. (Вариант 6.)

Для всех рассматриваемых вариантов под ребрами жесткости и зубчатыми опорами формировалась дополнительная нижняя плита из уплотненного грунта на глубину не ниже 4-х диаметров нижнего сечения зубчатых опор и толщиной не более 6-ти таких диаметров.
Для описанных выше примеров на фиг. 5 - 10 приведены диаграммы изменения некоторых характеристик. Вариант 1 соответствует фундаменту из одной плиты без ребер жесткости зубчатых опор, взятой за основу для сравнения. На фиг. 5 - максимальные вертикальные перемещения после приложения нагрузки - осадки фундаментов. На фиг. 6 - максимальная разность осадок различных точек фундамента, позволяющая судить о неравномерности его деформирования. На фиг. 7. представлены максимальные опорные реакции со стороны основания на действие фундамента. На фиг. 8 и 9 представлены соответственно максимальные сжимающие и растягивающие напряжения в теле фундамента. На фиг. 10 - материалоемкость различных видов фундаментов.
Анализ результатов проведенных расчетов по приведенным чертежам позволяет сделать следующие выводы.
Во-первых, наличие утрамбованного грунта под ребрами и вокруг свай позволяет при правильном подборе их числа и расположения снизить уровень напряжений в ростверке, сделать более равномерными осадки здания и снизить затраты по материалу фундамента более чем в 2 раза. Наиболее практически предпочтительным из рассмотренных вариантов фундаментов является приведенный на фиг. 8 по всем приведенным на чертежах показателям.
Во-вторых, результаты проведенного эксперимента позволяют с уверенностью говорить о наличии области оптимальных параметров рассматриваемого нами свайно-плитового фундамента.
Оценка экономических показателей строительства свайно-плитового фундамента по сравнению с плитовым показывает снижение затрат по материалам в 1,2 раза. Более того, стоимость сооружения свайно-плитового фундамента слагается из затрат на материалы и производство работ и может быть минимизирована изменением конструктивных и технологических параметров его строительства. Помимо снижения затрат на материалы, связанного с особой формой фундамента и технологией сооружения его внутри грунтовой части, существуют резервы значительного удешевления строительства нулевого цикла по показателям технологии строительства. Такого снижения можно достичь путем расширения области применения описанной выше грунтоуплотняющей техники, дооснастив ее соответствующими вариантами формы инденторов и применив выштампованные котлованы вместо сооружения необходимых в таком случае опалубок для создания ложементов под оребрение верхней облегченной фундаментной плиты. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Свайно-плитовый фундамент, включающий основную плиту заданного размера в плане и присоединенные с нижней стороны плиты зубчатые опоры, установленные на армированном или уплотненном грунте, отличающийся тем, что он содержит дополнительную нижнюю горизонтальную плиту большей жесткостью, чем естественный грунт, соединенную с основной плитой через зубчатые опоры, и ребра жесткости, расположенные с нижней стороны основной плиты в количестве не меньшем количества несущих стен сооружения, при этом, по крайней мере, в узлах пересечения стен, ребра жесткости дополнительно снабжены зубчатыми опорами.
2. Свайно-плитовый фундамент по п.1, отличающийся тем, что ребра жесткости в горизонтальном сечении выполнены в виде прямолинейных или криволинейных полос разной протяженности.
3. Свайно-плитовый фундамент по п.1, отличающийся тем, что полосы ребер жесткости выступают за пределы плана основной плиты.
4. Свайно-плитовый фундамент по п.1, отличающийся тем, что ребра жесткости в поперечном сечении выполнены в виде трапеций с меньшим основанием внизу и углом отклонения от вертикали не более 3 - 15o.
5. Свайно-плитовый фундамент по п.4, отличающийся тем, что боковые стенки ребер жесткости выполнены произвольно изогнутыми.
6. Свайно-плитовый фундамент по любому из пп.4 и 5, отличающийся тем, что ребра жесткости в поперечном сечении выполнены в виде трапеций с меньшим основанием внизу и комбинацией плоских и произвольно изогнутых боковых стенок.
7. Свайно-плитовый фундамент по п. 1, отличающийся тем, что зубчатые опоры выполнены в виде пирамид или конусов с углом отклонения от вертикали не более 3 - 15o.
8. Свайно-плитовый фундамент по п. 1, отличающийся тем, что зубчатые опоры выполнены в виде цилиндров или призм.
9. Свайно-плитовый фундамент по любому из пп.7 и 8, отличающийся тем, что зубчатые опоры выполнены в вертикальной плоскости изогнутыми.
10. Свайно-плитовый фундамент по п.1, отличающийся тем, что торец зубчатых опор выполнен плоским, или с острой вершиной, или с округленной вершиной.
11. Свайно-плитовый фундамент по п.1, отличающийся тем, что основная и нижняя плиты, ребра жесткости и зубчатые опоры выполнены из механически связного материала.
12. Свайно-плитовый фундамент по п.11, отличающийся тем, что в качестве механически связного материала используют естественные или искусственные материалы, или их сочетание, например грунт, бетон, металл, дерево, пластик и т.д.
13. Свайно-плитовый фундамент по п.11, отличающийся тем, что механически связный материал содержит армирующие элементы произвольной формы и произвольных размеров.
14. Свайно-плитовый фундамент по п.1, отличающийся тем, что высота ребра жесткости не превышает высоту зубчатой опоры.
15. Способ возведения свайно-плитового фундамента, включающий изготовление общего котлована с горизонтальной площадкой под основную плиту, вытрамбовывание на дне общего котлована котлованов под зубчатые опоры, последовательное заполнение котлованов под опоры и общего котлована механически связным материалом, отличающийся тем, что дополнительно на дне общего котлована вытрамбовывают котлованы под ребра жесткости, на дне части котлованов под ребра жесткости вытрамбовывают котлованы под зубчатые опоры, создают дополнительную горизонтальную плиту с большей жесткостью, чем естественный грунт путем уплотнения грунта и внедрения в грунт через котлованы зубчатых опор или котлованы ребер жесткости дополнительного материала или твердеющей жидкой массы.
16. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.15, отличающийся тем, что внедрение в грунт дополнительного материала или твердеющей жидкой массы производят путем штампования, гидроразрыва, фильтрационного инъектирования, пространственно управляемого замораживания.
17. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.16, отличающийся тем, что внедрение дополнительного материала штампованием производят путем засыпки на дно котлованов под зубчатые опоры дополнительного материала, выштамповки названного котлована на нужную глубину для распределения материала в субгоризонтальном направлении, при этом указанные выше операции неоднократно повторяют до образования дополнительной плиты.
18. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.16, отличающийся тем, что образование дополнительной плиты контролируют по изменению геофизических характеристик грунта, в частности, параметров электромагнитного поля или скорости прохождения упругих волн.
19. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.16, отличающийся тем, что в качестве дополнительного материала используют естественные и искусственные материалы, или их сочетание, например грунт, бетон, металл, дерево, пластик и т.д.
20. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.16, отличающийся тем, что внедрение дополнительного материала гидроразрывом производят путем заполнения трещин гидроразрыва твердеющей жидкой массой, например, бетоном, жидким стеклом, смолами, известковыми растворами, продуктами нефтепереработки.
21. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.15, отличающийся тем, что котлованы под ребра жесткости в горизонтальном сечении вытрамбовывают в виде прямолинейных или криволинейных полос разной протяженности.
22. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.21, отличающийся тем, что полосы ребер жесткости выступают за пределы плана плиты.
23. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.15, отличающийся тем, что котлованы под ребра жесткости в поперечном сечении вытрамбовывают в виде трапеций с меньшим основанием внизу и углом отклонения от вертикали на более 3 - 15oC.
24. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.23, отличающийся тем, что боковые стенки котлованов под ребра жесткости выполнены произвольно изогнутыми.
25. Способ возведения свайно-плитового фундамента по любому из пп.23 и 24, отличающийся тем, что котлованы под ребра жесткости в поперечном сечении выполнены в виде трапеций с меньшим основанием внизу и комбинацией прямых и произвольных изогнутых боковых стенок.
26. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.15, отличающийся тем, что котлованы под зубчатые опоры вытрамбовывают в виде пирамид или конусов с углом отклонения от вертикали не более 3 - 15o.
27. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.15, отличающийся тем, что котлованы под зубчатые опоры вытрамбовывают в виде цилиндров или призм.
28. Способ возведения свайно-плитового фундамента по любому из пп.26 и 27, отличающийся тем, что котлованы под зубчатые опоры вытрамбовывают в вертикальной плоскости изогнутыми.
29. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.15, отличающийся тем, что торец котлованов опор вытрамбовывают плоским, или с острой вершиной, или с округленной вершиной.
30. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.15, отличающийся тем, что перед заполнением котлованов механически связным материалом в них размещают армирующие элементы произвольной формы и произвольных размеров.
31. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.15, отличающийся тем, что котлованы под плиту, ребра жесткости и зубчатые опоры последовательно заполняют механически связным материалом.
32. Способ возведения свайно-плитового фундамента по п.15, отличающийся тем, что в качестве механически связного материала используют бетон, металл, дерево, пластик и естественные и искусственные материалы. 


РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru