Способ усиления фундамента реконструируемых зданий и устройство для его реализации

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к усилению существующих фундаментов, в частности к усилению оснований ленточных фундаментов при реконструкции зданий и сооружений. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности выполнения работ и снижении затрат на их осуществление. Способ усиления существующего фундамента включает разработку траншеи с внешней стороны фундамента, создание горизонтальных выработок под фундаментом, закладку в выработки арматуры и закачку цементного раствора. Новым в способе является то, что создание горизонтальных выработок под фундаментом осуществляют поочередно вплотную к подошве основания фундамента огневым методом с последующим расширением каждой из выработок и созданием у нее плоского основания этим же методом. Заложенную арматуру соседних выработок соединяют перемычками. Устройство для усиления фундамента реконструируемых зданий содержит станину с упором и рабочий орган с приводом его перемещения вдоль станины. Новым в устройстве является то, что станина снабжена вторым упором, установленным на одной прямой с первым с возможностью перемещения вдоль этой прямой и расположена между ними. Рабочий орган выполнен в виде сменной реактивной горелки, установленной на буровой штанге с возможностью вращения вокруг ее оси и соединенной с системой подачи горючего и окислителя. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для усиления существующих фундаментов, в частности для усиления оснований ленточных фундаментов при реконструкции зданий и сооружений, например при техническом переоснащении или надстройке дополнительных этажей, т.е. в случае увеличения нагрузки на фундамент.

Известны способы и устройства для усиления существующих фундаментов путем подведения под них забивкой поперек оси фундамента усиливающих элементов (труб, профильных балок и т.д.), см. патент РФ 2032024, E 02 D 27/08, 1992 [1] . Однако в указанном техническом решении при забивании усиливающих элементов в грунт не обеспечивается необходимая точность подведения этих элементов под фундамент, и в процессе забивки возникают вибрации, отрицательно сказывающиеся на несущей способности грунта. Кроме того, используемое устройство имеет сложную конструкцию и требует значительных материальных и энергетических затрат при изготовлении и эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является техническое решение по а.с. СССР 353000, E 02 D 27/48 1970 [2], в котором усиление фундамента осуществляется способом, включающим разработку траншеи с внешней стороны фундамента, создание горизонтальных выработок под фундаментом методом продавливания, закладку в выработки арматуры и закачку цементного раствора. При этом используется устройство, содержащее станину с упором и рабочий орган с приводом его перемещения вдоль станины.

Однако и это техническое решение имеет ряд недостатков. Продавливание усиливающих элементов ведется силовым методом без достаточной фиксации направления перемещения, вследствие чего создание выработки не может быть обеспечено точно в запроектированном месте. При этом неравномерность плотности грунта при механической его проходке продавливанием создает не только большое сопротивление перемещению усиливающих элементов, но и создает боковые реакции, отклоняющие эти элементы в сторону от намеченной траектории. На преодоление сопротивления перемещению требуются значительные энергетические затраты, вследствие чего конструкция устройства имеет большие габариты и вес. Кроме того, продавливание создает выработку, размеры которой ограничены размерами продавливаемых элементов, поэтому с его помощью невозможно создать достаточно развитое дополнительное основание под фундамент.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание нового способа и устройства для усиления фундамента реконструируемых зданий и сооружений. Конкретный технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении эффективности выполнения работ и снижении затрат на их осуществление.

Указанный результат достигается за счет того, что в способе усиления фундамента реконструируемых зданий, включающем разработку траншеи с внешней стороны фундамента, создание горизонтальных выработок под фундаментом, закладку в выработки арматуры и закачку цементного раствора. Создание горизонтальных выработок под фундаментом осуществляют поочередно вплотную к подошве основания фундамента огневым методом с последующим расширением каждой из выработок и созданием у нее плоского горизонтального основания тем же методом, а заложенную арматуру соседних выработок соединяют перемычками. Используемое при осуществлении способа устройство содержит станину с упором и рабочий орган с приводом его перемещения вдоль станины. Станина снабжена вторым упором, установленным на одной прямой с первым, с возможностью перемещения вдоль этой прямой и расположена между ними, рабочий орган выполнен в виде сменной реактивной горелки, установленной на буровой штанге с возможностью вращения вокруг ее оси и соединенных с системой подачи горючего и окислителя. Каждый упор станины может быть снабжен парой выдвижных опорных площадок, оси направляющих которых расположены симметрично относительно оси рабочего органа в одной плоскости с ней. Привод перемещения рабочего органа может быть выполнен в виде лебедки.

Примером промышленной применимости заявленного изобретения является способ усиления фундамента реконструируемых зданий и устройство для его реализации, представленные на фиг. 1, 2, 3.

На фиг. 1 представлено устройство для усиления фундамента реконструируемых зданий. Вид сбоку.

На фиг. 2 представлено устройство по фиг. 1. Вид сверху.

На фиг. 3 представлена последовательность операций в способе усиления фундамента реконструируемых зданий.

Устройство для реализации способа усиления фундамента реконструируемых зданий содержит станину 1, опирающуюся на лыжи 2 и снабженную упорами 3, установленными на одной прямой по разные стороны станины. Каждый упор снабжен парой выдвижных опорных площадок 4, например типа винтовых домкратов. На станине установлена с возможностью перемещения вдоль ее направляющих траверса 5 с рабочим органом 6 и лебедкой 7 привода перемещения траверсы. Трос 8 лебедки связан через блоки 9 со станиной. Рабочий орган выполнен в виде сменной реактивной горелки 10, установленной на буровой штанге 11 с возможностью вращения вокруг ее оси от рычага 12 и соединенной с распределителем 13 системы подачи горючего и окислителя. Распределитель соединен шлангами 14 с воздушной, а 15 с топливной емкостями системы. В зоне расположения горелки 10 установлен защитный кожух 16.

Работа устройства при реализации способа осуществляется следующим образом. На место работ доставляют компрессорную станцию, топливный баллон с системой подачи топлива и устройства 17 усиления фундамента, снабженное термобуром. С помощью этого устройства можно использовать термобур в качестве ручного термоотбойника, разрабатывая траншею 18 с внешней стороны существующего фундамента 19 на глубину ниже расположения подошвы 20 основания фундамента реконструируемого здания 21. Устанавливают устройство 17 в траншею, фиксируя его положение с помощью выдвижных опорных площадок 4 упоров 3. Используя прямоточную реактивную горелку 10, установленную на конце буровой штанги 11, осуществляют разработку горизонтальной выработки 22 вплотную к подошве 20 основания фундамента 19 на всю толщину фундамента. После этого заменяют прямоточную горелку на горелку с боковым истечением струи и осуществляют расширение выработки с созданием у нее плоского горизонтального основания 23 путем покачивания буровой штанги с горелкой 10 вокруг ее оси рычагом 12 на 90^o в обе стороны. Работу ведут до образования горизонтальной выработки с плоским горизонтальным основанием 23 расчетной величины, большей толщины фундамента. Устанавливают в выработку арматуру 24 и закачивают через патрубок 25 цементный раствор 26. Работу ведут поочередно по определенной схеме, обеспечивающей сохранение несущей способности фундамента в процессе создания всех выработок. После создания выработок и размещения в них усиливающих элементов по всему периметру здания их соединяют перемычками.

Благодаря наличию второго упора, особенно в случае снабжения каждого упора парой регулируемых по длине выдвигания площадок, появилась возможность очень точно устанавливать станину в траншее и обеспечивать нужное направление перемещения рабочего органа. В сочетании с использованием метода огневого бурения, практически исключающего смещающее воздействие на установленное в траншее устройство в процессе его работы, удалось обеспечить точное перемещение рабочего органа, а следовательно и создание выработок для усиливающих элементов точно в запроектированном месте. Кроме того, использование огневого метода позволяет провести выжигание органических включений в грунтах, что часто имеет место в условиях городской застройки, и, таким образом, повысить несущую способность грунтов, в том числе за счет обжига грунта. Применение огневого метода с горелками бокового действия позволяет расширять выработки в боковые стороны и создавать под фундаментом выработки с плоским горизонтальным основанием значительных размеров и таким образом увеличивать несущую способность фундамента в 1,5-6 раз в зависимости от вида грунтов по сравнению с цилиндрическими усиливающими элементами аналогичных параметров, используемыми в [2].

Все это способствует повышению надежности проведенных работ по усилению существующего фундамента. А отсутствие необходимости в сложном энергоемком приводе для продавливания усиливающих элементов в грунт позволяет значительно снизить затраты на проведение работ и упростить их.

Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность выполнения работ по усилению существующих фундаментов и снизить затраты на их осуществление.

Формула изобретения

1. Способ усиления существующего фундамента, включающий разработку траншеи с внешней стороны фундамента, создание горизонтальных выработок под фундаментом, закладку в выработки арматуры и закачку цементного раствора, отличающийся тем, что создание горизонтальных выработок под фундаментом осуществляют поочередно вплотную к подошве основания фундамента, огневым методом с последующим расширением каждой из выработок и созданием у нее плоского основания этим же методом, а заложенную арматуру соседних выработок соединяют перемычками.

2. Устройство для усиления фундамента реконструируемых зданий, содержащее станину с упором и рабочий орган с приводом его перемещения вдоль станины, отличающееся тем, что станина снабжена вторым упором, установленным на одной прямой с первым с возможностью перемещения вдоль этой прямой и расположена между ними, рабочий орган выполнен в виде сменной реактивной горелки, установленной на буровой штанге с возможностью вращения вокруг ее оси и соединенной с системой подачи горючего и окислителя.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый упор станины снабжен парой опорных площадок, оси направляющих которых расположены симметрично относительно оси рабочего органа в одной плоскости с ней.

4. Устройство по п. 2 или 3, отличающееся тем, что привод перемещения выполнен в виде лебедки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3