СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ


RU (11) 2182947 (13) C1

(51) 7 E02D27/08, E02D27/48 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 29.04.2008 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 2001108844/03 
(22) Дата подачи заявки: 2001.04.02 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.04.02 
(45) Опубликовано: 2002.05.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: КОНОВАЛОВ П.А. Основания и фундаменты реконструируемых зданий. - М.: Стройиздат, 1988, с. 154, 155, рис. 39, с. 161-172. SU 827692 А, 07.05.1981. RU 2014392 C1, 15.06.1994. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика. /Под ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. - М.: Стройиздат, 1985, с. 311. US 4092832 А, 06.06.1978. 
(71) Заявитель(и): Тульский государственный университет 
(72) Автор(ы): Булычев Н.С.; Дьячков А.В.; Прохоров Н.И.; Прохоров А.Н.; Каверин И.М. 
(73) Патентообладатель(и): Тульский государственный университет 
Адрес для переписки: 300600, г.Тула, пр. Ленина, 92, ТулГУ, патентный отдел, Проректору ТулГУ, С.А.Васину 

(54) СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ 

Изобретение относится к области строительства подземной части здания и используется для повышения несущей способности фундаментов на естественном основании при его неудовлетворительном состоянии: наличие трещин, расслоение и растрескивание тела фундамента. Способ усиления фундаментов мелкого заложения включает бурение скважин в теле фундамента, нагнетание цементного раствора в тело фундамента. Новым является то, что отрывку траншеи, бурение скважин осуществляют на всю длину фундамента параллельно подошве, причем скважины армируют каркасами и нагнетают цементным раствором, при этом скважины располагают так, чтобы границы зон цементации от каждой скважины соприкасались между собой, подошвой и стенками фундамента, а радиус зон цементации определяют по приведенной зависимости. Технический результат изобретения состоит в повышении несущей способности фундамента, за счет чего снижается величина деформаций здания в целом. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ относится к области строительства подземной части здания и используется для повышения несущей способности фундаментов на естественном основании при его неудовлетворительном состоянии (наличие осадочных трещин, расслоение и растрескивание тела фундамента).

Известен способ, когда при недостаточной несущей способности фундамента увеличивают площадь его подошвы с помощью монолитных железобетонных банкеток (Штоль Т. М. , Теличенко В.И., Феклин В.И. "Технология возведения подземной части зданий и сооружений", М., Стройиздат, 1990; с. 234, 237, рис. 9.6, 9.10).

Недостатками данного способа являются:

- необходимость отрывки котлованов с обеих сторон фундаментов;

- насечка и очистка поверхности фундаментов;

- установка опалубки.

Известен способ, когда при реконструкции фундамента (авторское свидетельство 1768713, МПК5 E 02 D 27/08) его усиливают путем установки в траншеях блоков под подошвой фундамента и разработкой полости под всей подошвой фундамента, которая заполняется бетоном. Недостатками этого способа являются:

- необходимость отрывки траншей с обеих сторон фундамента;

- сложность разработки полости и заполнение ее бетоном;

- необходимость проведения разгрузки фундаментов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ усиления фундаментов мелкого заложения, включающий отрывку траншей с противоположных сторон фундамента, пробивку отверстий с каждой стороны, размещение в отверстиях инъекторов, через которые производят нагнетение цементного раствора в тело фундамента (Коновалов П.А. Основания и фундаменты реконструируемых зданий, М., Стройиздат, 1988, с. 154, 155, рис. 39).

Недостатками этого способа являются:

- необходимость пробивки большого количества отверстий;

- возможна утечка раствора через фундамент;

- разработка траншеи на всю длину обнажает грунты основания, что может привести к выдавливанию грунтов из-под подошвы фундаментов и последующей неравномерной осадке.

Задачей данного изобретения является повышение несущей способности фундамента, за счет чего снижается величина деформаций здания в целом.

Поставленная задача достигается тем, что в способе усиления фундаментов мелкого заложения, включающем отрывку траншеи, бурение скважин в теле фундамента, при этом бурение осуществляют на всю его длину параллельно подошве, скважины армируются каркасом и нагнетаются цементным раствором. Причем скважины располагают так, чтобы границы зон цементации от каждой скважины соприкасались между собой, подошвой и стенками фундамента, а радиус зон цементации определяют по следующей зависимости:



где Кф - коэффициент фильтрации тела фундамента до цементации, м/ч;

t - время продвижения раствора в теле фундамента на расстояние R, ч;

Н - величина давления раствора в скважине, кПа;

r - радиус скважины, м;

n - величина пористости материала фундамента, %;

_ относительный кинематический коэффициент вязкости раствора, б/р.

Сущность способа усиления фундаментов поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен поперечный разрез фундамента с расположением армированных скважин. На фиг. 2 показан продольный разрез фундамента. В теле фундамента 1 расположены скважина 2 с арматурным каркасом 3, заполненные цементным раствором 4 с образованием зон цементации 5. Скважины расположены таким образом, чтобы границы зон цементации 5 от каждой скважины соприкасались между собой, подошвой фундамента 1 и его стенками 7.

Предложенный способ осуществляется следующим образом: около усиливаемого фундамента 1 производят отрывку траншеи, в которой размещают механизмы для бурения скважин 2, после разбуривания которых в них располагают арматурный каркас 3 и в скважины нагнетают цементный раствор 4. Скважины располагают так, чтобы границы зон цементации 5 соприкасались между собой, подошвой 6 фундамента 1 и его стенками 7, а радиус цементации определяют по следующей зависимости



где Кф - коэффициент фильтрации тела фундамента по цементации, м/ч;

t - время продвижения раствора в теле фундамента на расстояние R, ч;

Н - величина давления раствора в скважине, кПа;

r - радиус скважины, м;

n - величина пористости материала фундамента, %;

- относительный кинематический коэффициент вязкости раствора, б/р.

Пример

Для разработки проекта усиления под колонну бутового фундамента толщиной 1,6 м были проведены инженерно-геологические и лабораторные исследования, в результате которых определены следующие характеристики нагнетаемого раствора и материала фундамента:

- коэффициент фильтрации Кф=0,1 м/ч;

при давлении Н= 100 кПа и радиусе скважины r = 0,05 м время движения раствора на расстояние R до ближайшей грани фундамента t=0,3 ч, относительный коэффициент кинематической вязкости раствора при температуре 20oС, = 0,46 и пористость бутовой кладки n=61%. Подставим эти значения в формулу и определим радиус цементации



Эффективность способа усиления достигается за счет упрочнения материала тела фундамента, снижения трудозатрат и расхода материалов.

Упрочнение тела фундамента позволяет увеличить нагрузку на фундамент и повысить устойчивость зданий и сооружений. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ усиления фундаментов мелкого заложения, включающий бурение скважин в теле фундамента, нагнетание цементного раствора в тело фундамента, отличающийся тем, что отрывку траншеи, бурение скважин осуществляют на всю длину фундамента параллельно подошве, причем скважины армируют каркасами и нагнетают цементным раствором, при этом скважины располагают так, чтобы границы зон цементации от каждой скважины соприкасались между собой, подошвой и стенками фундамента, а радиус зон цементации определяют по следующей зависимости:



где Кф - коэффициент фильтрации тела фундамента до цементации;

t - время продвижения раствора в теле фундамента на расстояние R;

Н - величина давления раствора в скважине;

r - радиус скважины;

n - величина пористости материала фундамента;

_ относительный кинематический коэффициент вязкости раствора.