ФУНДАМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯ

ФУНДАМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2295007 (13) C1

(51) МПК
E02D 27/10 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.03.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005122797/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.07.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.07.18 
(45) Опубликовано: 2007.03.10 
(56) Аналоги изобретения: SU 542790 A1, 15.01.1977. SU 129549 A1, 01.01.1960. SU 1041639 A1, 15.09.1983. БУРИН Н.И. и др. Применение свай-оболочек в портовом строительстве, Москва, Транспорт, 1987, с.3-10. СМИРНОВ Г.Н. Порты и портовые сооружения, Москва, Стройиздат, 1979, с.325-412. 
(72) Имя изобретателя: Булатов Георгий Яковлевич (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" (ГОУ "СПбГПУ") (RU) 
(98) Адрес для переписки: 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29, ГОУ "СПбГПУ", Патентно-лицензионный отдел 

(54) ФУНДАМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯИзобретение относится к области строительства, в частности к возведению свайных фундаментов, конкретно к применению трубчатых свай, погружаемых с открытым нижним концом в слабые грунты. Фундамент содержит трубчатую сваю с открытым нижним концом и грунтовое ядро в полости сваи. Внутри полости сваи расположены вертикальные продольные твердые элементы перегородки. Упомянутые вертикальные продольные элементы установлены с возможностью перемещения относительно стенок сваи и выполнены с утолщениями на уровне нижней части ядра для образования ячеек. В ячейки грунтового ядра между перегородками и стенками сваи введены дополнительные материалы для создания дополнительного радиального давления ядра на стенки сваи - твердые, или сыпучие, или жидкие, или газообразные, причем на сваю оперт ростверк. Способ возведения свайного фундамента включает операции погружения трубчатой сваи с открытым нижним концом и образование грунтового ядра внутри полости сваи. После погружения сваи в образовавшееся внутри ее полости грунтовое ядро вводят вертикальные продольные твердые элементы - перегородки для образования в нем ячеек, в которые между перегородками и стенками сваи вводят поэтапно дополнительные материалы - твердые, или сыпучие, или жидкие, или газообразные и подают энергию тепловую или электрическую для обжига, плавления, замораживания или электрохимического закрепления грунтов ядра и полости сваи, преимущественно в нижнюю часть ядра, для создания дополнительного радиального давления ядра на стенки сваи и увеличения силы трения и сцепления ядра со стенкой, причем возводят ростверк. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей, повышении эффективности и безопасности способа и устройства для окружающей среды. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области строительства, в частности к возведению свайных фундаментов, конкретно к применению трубчатых свай, погружаемых с открытым нижним концом в слабые грунты.
Известно устройство, представляющее собой трубчатую сваю [А.с. 129549 СССР, МКИ Е 02 D 27/44. Свая], содержащую в полости поперечную диафрагму, жестко закрепленную на стенках трубы.
Известен способ возведения фундамента [А.с. 129549 СССР, МКИ Е 02 D 27/44. Свая], по которому в полости трубчатой сваи устраивают поперечную диафрагму, погружают сваю в грунт до уровня диафрагмы и возводят ростверк.
Недостатком данного устройства и способа является повышенная осадка трубчатой сваи на слабых грунтах основания.
Из известных наиболее близким по технической сущности является устройство, которое содержит трубчатую сваю [А.с. 542790 СССР, МКИ Е 02 D 5/24. Свая], в нижней части полости которой жестко закреплены на стенках вертикальные продольные перегородки.
Из известных наиболее близким по технической сущности является способ возведения фундамента [А.с. 542790 СССР, МКИ Е 02 D 5/24. Свая], по которому в полости трубчатой сваи устраивают вертикальные продольные перегородки, погружают сваю в грунт глубже верхней границы перегородок и устраивают ростверк.
Недостатком устройства и способа [А.с. 542790 СССР, МКИ Е 02 D 5/24. Свая] являются повышенные энергоемкость погружения трубчатой сваи и динамическое воздействие на окружающий грунт, опасное для окружающей среды.
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение эффективности и безопасности способа и устройства для окружающей среды.
Поставленная задача в части устройства решена за счет того, что в известном устройстве, содержащем трубчатую сваю и закрепленные внутри ее полости твердые вертикальные продольные элементы-перегородки, упомянутые элементы установлены с возможностью перемещения относительно стенок сваи и выполнены с утолщениями на уровне нижней части ядра, а в ячейки между перегородками и (или) стенками сваи введены дополнительные объемы материалов, например, в виде свай, причем утолщения выполнены в виде лопастей и (или) патрубков, установленных по винтовой линии относительно оси сваи. Указанные признаки позволяют управлять степенью упрочнения грунтового ядра в процессе возведения свай путем изменения числа дополнительных свай, их диаметра и глубины погружения.
Поставленная задача в части способа решена за счет того, что в известном способе, включающем операции погружения трубчатой сваи с открытым нижним концом и возведение ростверка, после погружения сваи в образовавшееся внутри ее полости грунтовое ядро вводят продольные перегородки, а в грунтовые ячейки между перегородками и (или) стенками сваи вводят дополнительные объемы материалов и подают дополнительную энергию, преимущественно в нижнюю часть ядра, чем упрочняют грунтовое ядро, создают дополнительные радиальные сжимающие напряжения в грунте ядра, обеспечивают дополнительные трение и сцепление его со стенками сваи и превращают ее в квазимонолитный фундамент глубокого заложения.
Указанные признаки расширяют возможности применения трубчатых свай больших диаметров при использовании обычных строительных средств, а также обеспечивают щадящее воздействие на окружающую среду вследствие поэтапного погружения отдельных элементов сваи.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 изображен в разрезах первый вариант устройства фундамента на трубчатой свае, в грунтовое ядро которой погружена вторая свая, а в грунтовые ячейки ядра последней - монолитные сваи. На фиг.3 и 4 - то же, второй вариант, по которому в ядро сваи погружена вторая свая с утолщениями в виде отрезков труб.
Устройство на фиг.1 и 2 содержит ростверк 1 на бетонной подготовке толщиной S0, опирающийся на трубчатую сваю 2 и грунтовое ядро 3, в которое погружены дополнительные внутренние сваи: например, свая 4 с продольными лопастями 5 и монолитные сваи 6 и 7. На фиг.3, 4 дополнительная свая 8 снабжена утолщением в виде нескольких соединенных с ней патрубков 9, которые одновременно служат и направляющими.
В качестве дополнительных внутренних свай 4, 6, 7 и 8 могут быть применены как призматические, так и клиновые; как монолитные, так и трубчатые сваи; как набивные, так и инъекционные, в том числе с уширениями и утолщениями, винтовые, включая их комбинации, а также термосваи и др., т.е. сваи любого рода и конфигурации.
Сущность предлагаемого способа состоит в том, что в грунт погружают трубчатую сваю 2 с открытым нижним концом, а в образовавшееся грунтовое ядро 3 в полости сваи 2 вводят продольные перегородки, например, в виде свай с лопастями, а в грунтовые ячейки между перегородками и (или) стенками сваи вводят дополнительные объемы материалов и подают энергию, преимущественно в нижнюю часть ядра, и таким образом создают дополнительное радиальное давление ядра 3 на стенки сваи 2 и тем самым увеличивают силы трения и сцепления ядра 3 со стенкой 2, превращая сваю в квазимонолитный фундамент глубокого заложения с высокой несущей способностью по грунту, причем поэтапное введение материалов в грунт снижает динамическое воздействие на окружающую среду.
В качестве материалов могут быть использованы твердые (все типы свай и др. устройства), сыпучие (грунтовые, бетонные, порошковые и др.), жидкие (расширяющиеся цементные растворы и др. закрепляющие составы), газообразные (воздух, закрепляющие смеси), причем текучие материалы могут быть применены в оболочках. В качестве энергии можно использовать тепловую и электрическую для обжига, плавления, замораживания и электрохимического закрепления грунтов ядра в полости трубчатой сваи, чем обеспечивают упрочнение и сцепление ядра со стенками сваи и исключают возможность проталкивания ядра вверх при осадке сваи под воздействием сжимающих нагрузок, передаваемых от ростверка.
Рассмотрим работу предлагаемого способа, используя фиг.1 и 2.
При погружении трубчатой сваи 2 в ее полость входит грунт в виде ядра 3 цилиндрической формы, поскольку свая легко прорезает толщу грунта основания своими тонкими стенками. При этом несущая способность ее по грунту будет малой. Для повышения эффективности трубчатой сваи 2 в грунтовое ядро 3 погружают вторую трубчатую сваю 4, усиленную лопастями 5, и тем самым упрочняют грунтовое ядро. Трение грунта в узких ячейках между трубами 2 и 4 тормозит его проталкивание вверх и повышает несущую способность устройства.
Дополнительно грунтовое ядро внутри трубы 4 закрепляют погружением дополнительной сваи второго порядка, например монолитной сваи 6 (фиг.1 и 2). Для закрепления ядра в ячейках между трубчатой сваей 2 и трубчатой сваей 4 с лопастями 5 в ячейки погружают дополнительные сваи третьего порядка, например монолитные сваи 7. И в этом случае трубчатая свая 2 будет работать как монолитный фундамент глубокого заложения, поскольку весь грунт ядра будет заклинен в узком зазоре между трубами 2 и 4 и напряжен сжатием в радиальном направлении, при введении сваи 6 в грунтовое ядро трубы 4, и вытеснением тем самым грунта из центра к стенкам в радиальном направлении.
Представленные на фиг.1, 2 и 3, 4 конструкции функционально идентичны.
На фиг.3 и 4 дополнительная свая представлена трубчатой сваей 8, которая снабжена утолщением в виде патрубков 9, располагаемых в нижней части грунтового ядра 3.
Устройство работает следующим образом. Дополнительная свая 8 с трубчатыми утолщениями в виде патрубков 9 выполняют роль перегородок и расчленяют грунтовое ядро 3 в поперечном сечении на отдельные ячейки, грунт в которых «самозапирается» за счет сил трения и сцепления со стенками патрубков 9, и тем препятствует его проталкиванию вверх. Для повышения эффекта самозапирания грунта патрубки выполнены изогнутыми по винтовой линии.
В этом случае утолщение выполняет роль плиты, перекрывающей поперечное сечение грунтового ядра 3 и тем самым омоноличивающей его с трубчатой сваей 2.
Вариантом устройства перегородок может быть то, что они выполнены в виде шпунтовых стенок.
Параметры всех свай обосновываются соответствующими расчетами и уточняются на основе результатов натурных испытаний.
Отметим следующие преимущества предлагаемых технических решений:
- они позволяют создать фундамент с высокой несущей способностью с помощью обычных строительных средств;
- способ относится к щадящим окружающую среду технологиям, поскольку предусматривается лишь погружение тонкостенных (режущих) трубчатых свай. Динамическое погружение элементов производится поэтапно, и влияние погружения внутренних дополнительных свай при этом локализуется грунтовым ядром внутри трубчатой сваи. При этом внутренние сваи имеют и относительно меньшие параметры, определяющие динамику погружения;
- выполнение внутренних перегородок трубчатой сваи подвижными относительно трубы позволяет управлять степенью упрочнения грунтового ядра в процессе возведения трубчатых свай путем изменения числа дополнительных свай, их диаметра и глубины погружения.
Описанные способ и устройства для его осуществления не исключают иных вариантов в рамках заявленной совокупности существенных признаков.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Фундамент, содержащий трубчатую сваю с открытым нижним концом и грунтовое ядро в полости сваи, отличающийся тем, что внутри полости сваи расположены вертикальные продольные твердые элементы перегородки, причем упомянутые вертикальные продольные элементы установлены с возможностью перемещения относительно стенок сваи и выполнены с утолщениями на уровне нижней части ядра для образования ячеек, а в ячейки грунтового ядра между перегородками и стенками сваи введены дополнительные материалы для создания дополнительного радиального давления ядра на стенки сваи - твердые, или сыпучие, или жидкие, или газообразные, причем на сваю оперт ростверк.
2. Фундамент по п.1, отличающийся тем, что утолщения выполнены в виде лопастей и/или патрубков.
3. Фундамент по п.1, отличающийся тем, что утолщения выполнены по винтовой линии относительно оси сваи.
4. Фундамент по п.1, отличающийся тем, что перегородки выполнены в виде шпунтовых стенок.
5. Способ возведения свайного фундамента, включающий операции погружения трубчатой сваи с открытым нижним концом и образование грунтового ядра внутри полости сваи, отличающийся тем, что после погружения сваи в образовавшееся внутри ее полости грунтовое ядро вводят вертикальные продольные твердые элементы-перегородки для образования в нем ячеек, в которые между перегородками и стенками сваи вводят поэтапно дополнительные материалы - твердые, или сыпучие, или жидкие, или газообразные и подают энергию тепловую или электрическую для обжига, плавления, замораживания или электрохимического закрепления грунтов ядра и полости сваи, преимущественно в нижнюю часть ядра, для создания дополнительного радиального давления ядра на стенки сваи и увеличения силы трения и сцепления ядра со стенкой, причем возводят ростверк.




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