Устройство для усиления фундамента
Изобретение относится к устройству для усиления фундамента; Цель изобретения - повышение устойчивости фундамента и его несущей способности. Устройство для усиления фундамента 1 состоит из стен 2, жестко соединенных с фундаментом посредством обоймы 3. Обойма охватывает фундамент на уровне его подошвы, а стены заглублены в грунт. Ширина обоймы и высота стен назначаются расчетным путем из условия предотвращения выжимания грунта из-под фундамента и обтекания грунтом стен. 2 ил,
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з Е 02 D 27/48
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
) ргр (21) 4770226/33 (22) 19,12.89 (46) 29.02.92. Бюл. М 8 (71) Украинский государственный проектноизыскательский институт по проектирова- нию фундаментов и подземных сооружений
"Укрспецстройпроект" (72) T.Ã, Кондратова, Е.Л.Корчагина, В.Б.Лапкин, E.B.Ìåäâåäü и B,Б.Швец (53) 624.159.4 (088.8) (56) Швец В.Б. и др. Усиление и реконструкция фундаментов. — М,: Стройиздат, 1985, с. 81.
Там же, с. 96. (»>Я. <»> - 1715991 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТА (57) Изобретение относится к устройству для усиления фундамента; Цель изобретения— повышение устойчивости фундамента и его несущей способности. Устройство для усиления фундамента 1 состоит из стен 2, жестко соединенных с фундаментом посредством обоймы 3. Обойма охватывает фундамент на уровне его подошвы, а стены заглублены в грунт. Ширина обоймы и высота стен назначаются расчетным путем из условия предотвращения выжимания грунта из-под фундамента и обтекания грунтом стен, 2 ил, 1715991
10
55
Изобретение относится к строительству и касается усиления фундаментов. . Цель изобретения — повышение устойчивости фундамента и его несущей способности.
На фиг. 1 изображен фундамент с устройством для его усиления, поперечный разрез; на фиг. 2 — расчетная схема усиления.
Устройство для усиления фундамента 1 состоит из стен 2, жестко соединенных с фундаментом 1 с помощью обойм 3. В сопряжении 4 обойм 3 с фундаментом 1 арматура обойм сваривается с арматурой фундамента 1 и омоноличивается, а в сопряжении 5 стены 2 с обоймой 3 арматура стены сваривается с арматурой обоймы. и также омоноличивается.
Основные размеры элементов усиления — ширина обоймы и высота стены— определены из рассмотрения грунтового основания в состоянии предельного равновесия.
Рассматривают конфигурации областей сдвига (фиг. 2) при действии на фундамент критической нагрузки, где: в треугольнике
ODE и 0101Е1 приняты линии скольжения, представляющие собой два семейства прямых, наклоненных к горизонтали под углом
«+ (л/4 — р/2 ), и между собой составляют соответственно угол (л/2 — p); в пределах углов AOD и АО101 — одно семейство линий скольжения состоит из пучка прямых, выходящих из точек О и 01, а другое — из логарифмических спиралей, в зоне ОАО1 грунт уплотнен — упругое ядро 6, угол наклона граней ядра к подошве фундамента 1 по экспериментальнымданным может быть принят равным m/4, Огибающая поверхность 7 скольжения в зоне AOD (AQ Rc = гнач т, где Rc —. радиус-вектор огибающей поверхности скольжения в точке пересечения со стеной; гнач — начальный рад ус огибающей поверхности скольжения, равный а Ч А, где а — полуширина усиляемого фундамента; f — коэффициент, зависящий от угла внутреннего трения грунта р; при p= 8 — 11 f = 1,13 — 1,19, при p= 14 — 17 f = 1 25 — 1,33, при p = 18 f = 1 43. Наиболее эффективным расположением внутренней грани 8 стены 2, обращенной к существующему фундаменту 1, является такое, при котором каждая точка грани 8 перпендикулярна главным большим нормальным напряжением. Такое I положение стены 2 исключает возникновение касательных напряжений вдоль всей стены и связанное с ними смещение грунта вдоль стены, т.е. грунт из-под фундамента 1 не выжимается и обтекание стены 2 снизу грунтом не происходит. Для выполнения указанного условия необходимо, чтобы грань 8 стены 2 повторила траекторию главных площадок, которая в данной задаче описывается функцией логарифмической спирали. Изготовление образующей внутренней грани 8 стены 2 в форме логарифмической спирали практически невыполнимо, поэтому грань 8 следует делать плоской с учетом возникающих вдоль нее касательных усилий при замене криволинейной формы rpaни на плоскую. Критерием возможного применения плоских стен служит следующее условие. Касательное. усилие Т, действующее вдоль стены и стремящееся сместить грунт, должно быть меньше силы трения этого грунта. Так как шероховатая железобетонная стена в контакте с грунтом имеет больший коэффициент трения, чем грунт о грунт, что постоянно подтверждается практикой, то в расчет вводится коэффициент трения грунта tg p, т.е. Т< Ntgp, где N- нормальная составляющая усилия на стену. Стена 2 в зависимости от грунтовых усилий, характеризуемых углом внутреннего трения, занимает положение от наклонного. до вертикального, что определяется зависимостью P = 19,6 - 0,056 уР где P — угол, образованный внутренней поверхностью стен с вертикалью, град; у — угол внутреннего трения грунта основания, град, причем 8 < р < 18, если у >18, то)= 0; 19,6 и 0,056 — параметры функции, имеющие соответственно разномерности град. и 1/град. При значениях р > 180, соответствующих глинистым грунтам от тугопластичной до твердой консистенций, угол наклона стен к вертикали Р принимают равным нулю и стены выполняют вертикальными. Оптимальное местоположение стены по отношению к усиляемому фундаменту, которое характеризуется полярным углом 8L, определяется шириной обоймы 3, так как в наиболее глубокой части призмы выпора(ф/2 Ь < 3 p/2) высота стены 2 остается практически постоянной. Опти1715991 мальные габариты стены 2 и обоймы 3 определяются соответственно по формулам К cos© cosco Rc 1 где L — высота стены. 10  — ширина обоймы; К вЂ” коэффициент запаса, К = 1,1-1,2; 6, — полярный угол радиуса-вектора, отсчитываемый от вертикали, проходящей. через край усиляемого фундамента, если 8 < р < 18О, то Q = p/2, если р > 18О, то 8, =p. Усиление фундамента выполняют в следующем порядке. Вдоль- боковых граней существующего 20 фундамента 1-выполняют траншею захватками с целью предупреждения возможного выпора грунта. B траншее устанавливают сборные элементы стен 2, которые фиксируют в заданном положении, Для заполнения пространства между вертикальными стенками траншеи и гранями железобетонной наклонной. стены в траншею подается по гибкому шлангу твердеющий раствор, который, как правило, представляет собой гли- Э0 ноцементную пасту. По мере заполнения Ф траншеи пастой гибкий шланг извлекают. В том случае, если наружная грань сборной стены 2 выполнена вертикальной, а внутренняя грань 8 (обращенная к усиляе- З5 мому фундаменту) — наклонной, то заполнение траншеи пастой производится только лишь со стороны внутренней грани стены, так как наружная грань прижимается к грунтутраншеи при монтаже элемента. При этом 40 локальные щели могут заполняться песком. B случае изготовления стены 2 из монолитного железобетона ее поверхность 8 должна иметь заданный уклон, который может быть выполнен, например, с помощью 45 инвертарных штампов трапециевидного поперечного сечения, При этом исключаются работы по засыпке пазух. После устройства стены 2 (на длине захватки) выполняют обойму 3. которая жест- 50 ко соединяется с фундаменгам 1 и стеной 2 одним из,известных способов. Вместо сплошных стен может прйменяться свайный ряд из забивных или задавливаемых свай, головы которых жестко 55 соединяются с обоймой усиления. Расстояние между сваями определяют из услбвия исключения протекания грунта между сваями. Положительные качества предлагаемой конструкции заключаются в следующем. Наклонные, стены гарантируют превышение силы трения вдоль стен над.касательной компонентой действующего на стену уси-, лия, в результате чего исключается смещение грунта вдоль стены и обтекание ее грунтом снизу. Расчетная формула определения размеров обоймы усиления позволяет получить ее минимально допустимую ширину. Расчетная формула высоты стен позволяет определить ее с учетом пересечения всей области грунта, находящегося в состоянйи предельного равновесия, и заглубления стены в несмещаемый массив грунта на величину, обеспечивающую необходимую надежную работу усиления. Формула изобретения Устройство для усиления фундамента, включающее заглубленные в грунт ниже подошвы фундамента стены и жестко соединенную с ними обойму, охватывающую фундамент на уровне его подошвы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости фундамента и его несущей способности, стены выполнены сходящимися книзу, а их внутренняя поверхность образует с вертикалью угол, равный P = 19,6- 0,056 . дР гдеP — угол, образованный внутренней поверхностью стен с вертикалью, град; p — угол внутреннего трения грунта основания, град, причем 8 ð< 18о,если р 18, тоP= 0; 19,6 и 0,056 — параметры функции, имеющие соответственно разномерности град. и 1/град., а высота стены и ширина обоймы определены из соответствующих соотношений К cos A сов Р Rc, где 1 — высота стены.  — ширина обоймы; К вЂ” коэффициент запаса, равный 1;11,2; (Э, — полярный угол радиуса-вектора, отсчитываемый от вертикали, проходящей через край усиляемого фундамента, если 1715991 35 50 Составитель Г. Гаврищук Редактор М. Кобылянская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О. Кундрик Заказ 587 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Мбсквв, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 8» < p < 18О, то G = p/2, если ф 18, то Я =у i Р— радиус-вектор огибающей поверхности скольжения в точке пересечения ее со стеной, определяемый по формуле Rc = гнач f; г ач — начальный радиус огибающей поверхности скольжения, равный гнач = а К2 f — коэффициент, зависящий от угла внутреннего трения грунта у, если g= 8 — 5 11, то f = 1,13-1,19, если y = 14-17, то f = = 1,25-1,13, если у= 18О, то f = 1,43.
