Каркас здания, возводимого вблизи существующих зданий
Владельцы патента RU 2420629:
ЗАО "ЭРКОН" (Эксплуатационный ресурс конструкций) (RU)
Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям зданий, возводимых в непосредственной близости от существующих зданий. Конструкция каркаса здания образована свайным основанием и несущими консольными конструкциями. Сваи-стойки помещены в полые трубы, установленные в верхнем слабом водонасыщенном грунтовом основании, а пространство между внешней поверхностью свай-стоек и внутренней поверхностью полых труб загерметизировано компенсаторами, при этом сваи-стойки своими нижними концами опираются на нижележащий слой грунтового основания с высокими физико-механическими характеристиками. Технический результат состоит в повышении несущей способности и надежности, снижении влияния деформативности и осадки основания на соседние здания, а также снижении трудозатрат при строительстве. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области строительства, а точнее к конструкциям зданий, возводимых в непосредственной близости от существующих зданий.
При этом в предлагаемой конструкции рассматривается как надземная часть здания, так и конструкция фундаментов.
Известны конструктивные решения фундаментов зданий, возводимых вблизи существующих зданий [см., например: Б.И.Далматов, Проектирование и устройство фундаментов около существующих зданий, Ленинград ЛДНТП, 1979 г., УДК624, 15, стр.8, рис.3; стр.9, рис.4].
Однако, как показывает практика, устройство каких-либо шпунтовых ограждений пятна застройки нового здания приводит к расструктуриванию грунтового основания и может вызвать значительное снижение прочности основания [см., например: Б.И.Далматов «Проектирование и устройство фундаментов около существующих зданий», С.12-14].
Вдавливание шпунта и свай вблизи существующих зданий также может вызывать значительные осадки грунтового основания, т.к. усилие вдавливания и вес самой установки для вдавливания свай находится в пределах 2000-3000 кН.
Таким образом, при обычно используемых способах устройства фундаментов вблизи существующих зданий возможно образование воронки оседания, размеры которой могут достигать 10 метров [см.: Б.И.Далматов. Там же].
В более поздних работах по этой проблеме [см., например: С.Н.Сотников и др. «Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений», М. Стройиздат, 1988, С. 37, Рис. 4.6] предлагается консольное примыкание новых зданий к существующим фундаментам.
Однако по своим конструктивным особенностям рассматриваемые консоли не могут быть выполнены достаточно значительных размеров.
Подводя итоги вышеизложенному, до настоящего времени нет удовлетворительного решения данной проблемы, более того, как показывает практика при строительстве новых зданий возникают аварийные разрушения ранее построенных зданий и в условиях плотной застройки наблюдается явление, последовательного и поочередного разрушения ряда зданий, которое можно охарактеризовать, как «принцип Домино».
Следовательно, основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является уменьшение размеров «воронки оседания» и увеличение размеров консолей здания, выходящих за пределы воронки.
Указанная цель достигается тем, что увеличение размеров консолей здания, превышающих по своим размерам «воронку оседания», осуществляется за счет применения металлических безраскосных ферм (так называемых ферм Веранделя), установленных в пределах первого, и при необходимости в пределах вышерасположенных этажей, в продольных и поперечных стенах здания. Для снижения деформативности фермы бетонируются, образуя железобетонные диски с жестким армированием.
Здание возводится на свайном основании, при этом используются сваи-стойки, которые передают нагрузки только на глубинный слой грунтового основания, который имеет достаточно высокие физико-механические свойства.
Во избежание каких-либо контактов со «слабыми» вышележащими грунтовыми основаниями сваи-стойки размещаются в заранее установленных полых трубах, длина которых определяется толщиной слоя «слабого» грунтового основания.
Для предотвращения инфильтрации грунтовых вод в пространство между боковой поверхностью сваи-стойки и внутренней поверхностью полой трубы, на верхний и нижний концы трубы устанавливаются компенсаторы, герметизирующие внутренний объем и не препятствующие возможности перемещения сваи-стойки через слой «слабого» грунта.
Размеры и конфигурация свайного поля определяются по прогнозируемым размерам воронки оседания.
Увеличение консолей здания, позволяющие снизить влияние воронки оседания на соседние здания, осуществляется за счет применения металлических ферм (так называемых ферм Веранделя), установленных в пределах первого этажа, в продольных и поперечных, как наружных, так и внутренних стен здания.
Для увеличения жесткости фермы бетонируются, образуя таким способом жесткие железобетонные конструкции.
При необходимости, несущие фермы могут быть установлены и на других этажах здания, а также на чердачном перекрытии и в таком случае несущие конструкции нижерасположенных этажей удерживаются подвесками, прикрепленными к фермам, которые установлены на чердачном перекрытии.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 дана принципиальная схема предложенной конструкции
1 - возводимое здание;
2 - существующие здания;
3 - сваи-стойки;
4 - колонны, установленные на сваи-стойки;
5 - раскос фермы;
6 - полая труба;
7 - компенсаторы;
8 - слой «слабого» грунта;
9 - несущий слой грунта с высокими физико-механическими свойствами;
10 - безраскосные металлические фермы, усиленные железобетонным покрытием.
Таким образом, поставленная задача решена за счет увеличения консолей, которые обеспечиваются фермами 10, закрепленными к колоннам 4, опирающимся на сваи-стойки 3. Сваи-стойки 3, в свою очередь, помещены в полые трубы 6, которые препятствуют непосредственному контакту свай со слоем слабого грунта 8 для сохранения структуры основания; для этих же целей верхний и нижний концы трубы 6 закрыты компенсаторами 7 во избежание инфильтрации влаги в пространство между трубой 6 и сваей-стойкой 3.
Поскольку весь комплекс конструктивных решений свайного основания обеспечивает сохранение структуры грунтового основания, а размеры консолей строящегося здания превышают размеры воронки оседания, фундаменты существующих зданий не подвергнутся разрушению.
1. Конструкция каркаса здания, образованная свайным основанием и несущими консольными конструкциями, отличающаяся тем, что сваи-стойки помещены в полые трубы, установленные в верхнем слабом водонасыщенном грунтовом основании, а пространство между внешней поверхностью свай-стоек и внутренней поверхностью полых труб загерметизировано компенсаторами, при этом сваи-стойки своими нижними концами опираются на нижележащий слой грунтового основания с высокими физико-механическими характеристиками.
2. Конструкция каркаса здания по п.1, отличающаяся тем, что со стороны примыкания к существующим зданиям снабжена консолями, превышающими по размерам «воронку оседания», образованными металлическими безраскосными фермами, которые усилены конструкционным бетоном высокой прочности.
