Способ сооружения свайно-плиточного фундамента высотного сооружения

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению в сейсмоопасных районах. Способ сооружения свайно-плиточного фундамента высотного сооружения включает сооружение котлована на требуемую глубину заглубления выпуклой плиты фундамента. Возведение свайного поля путем погружения центральных свай на расчетную глубину и соседних свай выше и с уступом относительно друг друга в профилированное дно котлована. Дно котлована выполняют в продольном и поперечном сечениях в виде окружностей, образующих вогнутую чашу эллипсоида для вытянутой плиты фундамента, цилиндрическую поверхность - для протяженной плиты фундамента, сферическую чашу - для круглой и квадратной в плане плиты фундамента. Сваи в основании котлована устанавливают на глубину, очерчиваемую окружностями, подобными окружностям профиля котлована, причем радиус окружностей профиля котлована и очертания поля наконечников свай в основании рассчитывают по приведенным зависимостям. Технический результат состоит в повышении несущей способности грунтового основания, а также сейсмоустойчивости сооружения в целом. 2 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, конкретно - к области фундаментостроения высотных сооружений.

Известен способ сооружения свайно-плиточного фундамента высотного сооружения, включающий сооружение котлована с горизонтальным дном на требуемую глубину заглубления плоской плиты фундамента, возведение поля забивных свай путем погружения последних в основание котлована на одинаковую расчетную глубину массива [1].

Недостатком известного способа сооружения свайно-плиточного фундамента является существенное развитие зон сдвигов под краями плоской плиты фундамента, а также под краями площади, составленной ядрами уплотнения грунта основания под концами свай, погруженных на одну заданную глубину, что в целом снижает несущую способность основания, а также его устойчивость.

Известен способ сооружения свайно-плиточного фундамента высотного сооружения, включающий сооружение котлована на требуемую глубину заглубления плиты фундамента, возведение поля забивных свай путем погружения последних в основание котлована на глубину, так чтобы нижние концы периферийных свай были заглублены с уступом выше нижних концов центральных свай, упираясь на лидирующее ядро уплотнения грунта установленных ниже соседних свай, а котлован сооружают с профилем дна, соответствующим форме подошвы плиты фундамента, выполненной с краевыми скосами на ≈1/5 ширины плиты фундамента под углом ≈15° к горизонтали [2].

Недостатком известного способа сооружения свайно-плиточного фундамента является отсутствие надежной теоретической базы по сооружению дна котлована с необоснованно заданными скосами заглубления к его центру и забивки свай с расчетными уступами относительно друг друга, что не позволяет в полной мере использовать несущую способность основания в целом.

Технический результат по предлагаемому способу сооружения свайно-плиточного фундамента высотного сооружения, включающему сооружение котлована на требуемую глубину заглубления выпуклой плиты фундамента, возведение свайного поля путем погружения центральных свай на расчетную глубину и соседних свай выше и c уступом относительно друг друга в профилированное дно котлована, достигается тем, что дно котлована выполняют в продольном и поперечном сечениях в виде окружностей, образующих вогнутую чашу эллипсоида для вытянутой плиты фундамента, цилиндрическую поверхность - для протяженной плиты фундамента, сферическую чашу - для круглой и квадратной в плане плиты фундамента, а сваи в основании котлована также устанавливают на глубину, очерчиваемую окружностями, подобными окружностям профиля котлована, причем радиус окружностей профиля котлована и очертания поля наконечников свай в основании рассчитывают по зависимости где в - ширина плиты фундамента по сечениям котлована, - угол упругого полуконтакта выпуклой подошвы плиты фундамента или поля свайных наконечников, - давление потери структурной прочности грунта основания на растяжение, - давление максимально упругого состояния основания, h - глубина заглубления фундамента и свай в основание, - угол полуконтакта с основанием, нагруженным начальной «первой критической» нагрузкой где ϕ - угол внутреннего трения, с - удельное сцепление грунта основания, γ - объемная плотность грунта основания.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 - общий вид котлована с выпуклой фундаментной плитой, установленной на забивных сваях; фиг.2 - зависимость угла Ψ полуконтакта плиты фундамента и поля свайных наконечников с грунтовым подстилающим основанием от угла ϕ внутреннего трения грунта основания.

Способ реализуется с помощью устройства (фиг.1), выполненного в виде котлована 1 в основании, отрытом в основании на расчетную глубину h=h₀, с боковыми откосами 2 и профильным дном 3, выполненным по дуге окружности с радиусом R=Ro, соответствующим радиусу кругления подошвы плиты 4 фундамента, установленной на забивных в дно котлована сваях 5, образующих своими нижними концами поле 6 свайных наконечников 7, очерчиваемое дугой окружности радиусом R=R_н.

Способ сооружения свайно-плиточного фундамента высотного здания реализуется следующим образом. На базе инженерных изысканий получают физико-механические характеристики грунтового основания на глубину активной сжимаемой зоны под высотным сооружением: ϕ - угол внутреннего трения, с - удельное сцепление, γ - объемная плотность грунта основания. Отрывают на расчетную глубину h=h₀ котлован 1 с откосами 2 и профилируют его дно по радиусам окружностей R=R₀, соответствующим радиусу кругления подошвы 3 плиты 4 фундамента. Далее забивают в дно котлована сваи 5 на заданную глубину h=Н, так чтобы свайные наконечники 7 образовали поле 6, очерчиваемое дугой окружности R=R_н. Срезаются оголовки свай, и на дне котлована заливают фундаментную плиту 4 требуемой толщины. При этом расчет радиусов R дна 3 котлована и свайного поля 6 производят по зависимости где в - ширина (диаметр) фундаментной плиты 4, Ψ=Ψ₀ - угол полуконтакта плиты 4 или Ψ=Ψ_н свайного поля 6 с грунтовым основанием, задаваемый для сейсмоопасных районов как под максимально возможное среднее давление упругости основания для сейсмобезопасных районов при средней начальной «первой критической» нагрузке где - давление потери структурной прочности грунта на растяжение.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить несущую способность грунтового основания под свайно-плиточным фундаментом высотных сооружений на 30-50% в зависимости от физико-механических характеристик грунта и формы плиты и свайного поля фундамента, а также повысить сейсмоустойчивость сооружения в целом.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Свайные фундаменты / Н.М.Глотов, А.А.Луга, К.С.Силин, К.С.Завриев. - М.: Транспорт, 1975. - С.352 (рис.13.1). (Аналог.)

2. Катценбах Р. Последние достижения в области фундаментостроения высотных зданий на сжимаемом оснований // Вестник МГСУ. - 2006. - №1. - С.113 (рис.23, 24, 25). (Прототип.)

Способ сооружения свайно-плиточного фундамента высотного сооружения, включающий сооружение котлована на требуемую глубину заглубления выпуклой плиты фундамента, возведение свайного поля путем погружения центральных свай на расчетную глубину и соседних свай выше и с уступом относительно друг друга в профилированное дно котлована, отличающийся тем, что дно котлована выполняют в продольном и поперечном сечениях в виде окружностей, образующих вогнутую чашу эллипсоида для вытянутой плиты фундамента, цилиндрическую поверхность - для протяженной плиты фундамента, сферическую чашу - для круглой и квадратной в плане плиты фундамента, а сваи в основании котлована также устанавливают на глубину, очерчиваемую окружностями, подобными окружностям профиля котлована, причем радиус окружностей профиля котлована и очертания поля наконечников свай в основании рассчитывают по зависимости

где в - ширина плиты фундамента по сечениям котлована;

- угол упругого полуконтакта выпуклой подошвы плиты фундамента или поля свайных наконечников,

- давление потери структурной прочности грунта основания на растяжение;

- давление максимально упругого состояния основания;

h - глубина заглубления фундамента и свай в основание;

- угол полуконтакта с основанием, нагруженным начальной «первой критической» нагрузкой

где ϕ - угол внутреннего трения;

с - удельное сцепление грунта основания;

γ - объемная плотность грунта основания.