СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ

СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ


RU (11) 2209882 (13) C1

(51) 7 E02D27/08, E02D35/00 

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

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

(21) Заявка: 2002111965/03 
(22) Дата подачи заявки: 2002.05.06 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.05.06 
(45) Опубликовано: 2003.08.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2164982 C1, 10.04.2001. RU 2174174 C1, 27.09.2001. RU 2032024 C1, 27.03.1995. SU 1671778 А1, 23.08.1991. SU 827692 A, 07.05.1981. СН 642416 А, 13.04.1986. СОРОЧАН Е.А., ТРОФИМЕНКОВ Ю.Г. Основания, фундаменты и подземные сооружения: Справочник проектировщика. - М.: Стройиздат, 1985, с.411-415. КОНОВАЛОВ П.А. Основание и фундаменты реконструируемых зданий. - М.: Стройиздат, 1988, с.154, 155, 161-172. ЧЕРНЯКОВ А.В. и др. Тоннель под железной дорогой в Перми. - М.: Метро и тоннели, 2001, №3, с.23-25. 
(71) Заявитель(и): Тульский государственный университет 
(72) Автор(ы): Булычев Н.С.; Игнатов В.И.; Прохоров Н.И.; Прохоров А.Н.; Шульженко С.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Тульский государственный университет 
Адрес для переписки: 300600, г.Тула, пр. Ленина, 92, ТулГУ, патентно- лицензионная группа 

(54) СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ 

Изобретение относится к строительной промышленности и используется для повышения несущей способности фундаментов на естественных основаниях в случае увеличения на них нагрузок или создания условий, вызвавших нарушение природной структуры грунта. Способ усиления фундаментов включает отрывку траншеи, подведение под подошву фундамента элементов усиления на всю длину подошвы фундаментов, причем в качестве элементов усиления используют микротоннели. Новым является то, что стенки микротоннелей упрочняют термообработкой и располагают их так, чтобы зоны термоупрочненного грунта от каждого микротоннеля соприкасались между собой и подошвой фундамента. Технический результат изобретения состоит в повышении несущей способности фундаментов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ относится к области строительства подземной части здания и используется для повышения несущей способности фундаментов на естественном основании в случае увеличения на него нагрузок при реконструкции зданий и сооружений, при развитии недопустимых осадок или вследствие, неправильной оценки несущей способности грунтов основания или создания условий, вызвавших нарушение их природной структуры.

Известен способ, когда при недостаточной несущей способности грунтов основания увеличивают его прочность термической обработкой (Литвинов И.М. "Укрепление и уплотнение просадочных грунтов в жилищном и промышленном строительстве". - Киев: "Будивельник", 1977, с. 92-100, рис. III-9).

Недостатки данного способа:

термическое уплотнение грунтов производится до начала строительства с помощью вертикально пробуренных скважин;

при высоком уровне подземных вод необходимо организовывать водопонижение, так как вертикальные скважины не могут служить дренами;

при наличии слабых грунтов с нарушенной структурой стенки скважины до начала упрочнения будут обрушаться;

ввиду малой плотности грунта увеличивается энергоемкость упрочнения;

из-за высокой взрывоопасности затруднено применение внутри здания.

Известен способ термического закрепления грунтовых массивов с помощью генератора низкотемпературной плазмы (Сиротюк В.В., Архипов В.А. Журнал. Основания, фундаменты и механика грунтов. "Москва"; НИИОСП, 1999, с. 16-20) или СВЧ-полем (патент РФ 2088722, МПК6 Е 02 D 3/11, БИ 21, 1997).

Они имеют следующие недостатки:

невозможно сделать грунто-столб под всей площадью усиливаемого фундамента в грунтах с нарушенной структурой;

требуется водопонижение при наличии обводненных грунтов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ усиления фундаментов (патент РФ 2166482, МПК7 E 02 D 27/08, БИ 10, 2001), включающий отрывку траншеи, подведение под подошву фундаментов элементов усиления на всю его длину путем принудительного отжатия и уплотнения грунтов основания, а в качестве элементов усиления используются микротоннели, которые после их проведения заполняются твердеющим материалом.

Способ состоит в следующем:

производят отрывку траншеи, в которой размещают механизмы для проведения микротоннелей под подошвой фундамента, эту прокладку осуществляют способами прокалывания или раскатывания грунтов, при которых за счет их отжатия и радиального уплотнения образуются зоны уплотнения от каждого микротоннеля.

Недостатками этого способа являются:

возможность расструктурирования уплотненных зон при замачивании, особенно химически активными водами;

расструктурирование зон при замораживании - оттаивании грунтов;

сложность выполнения работ при заполнении микротоннелей твердеющим материалом;

невозможность использования микротоннелей в качестве дренажа, так как они заполнены твердеющим водонепроницаемым материалом;

необходимость оставления труб в грунтах, используемых при проходке микротоннелей.

Задачей данного изобретения является повышение несущей способности фундаментов, в основании которых залегают пылевато-глинистые или лессовые грунты, за счет чего снижается величина осадки здания в целом.

Поставленная задача достигается тем, что в способе усиления фундаментов, включающем отрывку траншеи, подведение под подошву фундамента элементов на всю ее длину, в качестве элементов усиления используют микротоннели, стенки которых упрочняют термообработкой и располагают их так, чтобы зоны термоупрочненного грунта от каждого микротоннеля соприкасались между собой и подошвой фундамента. Для использования микротоннелей в качестве дренажа их заполняют песком.

Сущность способа усиления фундаментов поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен поперечный разрез фундамента с размещением под его подошвой микротоннелей с термоупрочненными зонами, полости которых заполнены крупнозернистым песком; на фиг. 2 - вид усиленного фундамента сверху.

Под подошвой 1 фундамента 2 расположены микротоннели 3 с образованными зонами термоупрочнения с их внешними границами 4. Полости микротоннелей заполнены крупнозернистым песком 5.

Микротоннели расположены таким образом, чтобы границы зон термоупрочнения 4 от каждого микротоннеля соприкасались между собой и подошвой 1 фундамента 2.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. Около усиливаемого фундамента 2 производят отрывку котлована, в котором устанавливают механизмы для проходки микротоннелей 3 под подошвой 1 фундамента 2.

В зависимости от свойств грунта прокладку осуществляют прокалыванием, продавливанием или бурением. После окончания проходки микротоннелей путем сжигания в их полости жидкого или газообразного топлива либо использованием плазмотрона с низкотемпературной плазмой или СВЧ-полем производят термоупрочнение грунта через стенки микротоннелей с образованием упрочненных зон с границами 4, окружающих тоннели 3. Микротоннели располагают так, чтобы границы зон термоупрочнения 4 от каждого микротоннеля 3 соприкасались между собой и подошвой 1 фундамента 2.

Для повышения несущей способности микротоннелей и использования их для уплотнения грунтов путем водопонижения их полости заполняются песком 5.

Эффективность способа усиления фундаментов достигается за счет термоупрочнения грунта, снижения уровня подземных вод, повышения устойчивости основания при его замораживании и замачивании. Увеличение площади подошвы фундамента и упрочнения грунтов основания позволяет увеличить нагрузку на фундамент и повысить устойчивость зданий и сооружений. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ усиления фундаментов, включающий отрывку траншеи, подведение под подошву фундамента элементов усиления на всю длину подошвы фундаментов, в качестве элементов усиления используют микротоннели, отличающийся тем, что стенки микротоннелей упрочняют термообработкой и располагают их так, чтобы зоны термоупрочненного грунта от каждого микротоннеля соприкасались между собой и подошвой фундамента.

2. Способ усиления фундаментов по п.1, отличающийся тем, что полости микротоннелей заполняют песком.