Плитно-рамный фундамент для малоэтажного строительства на слабых грунтах



Плитно-рамный фундамент для малоэтажного строительства на слабых грунтах
Плитно-рамный фундамент для малоэтажного строительства на слабых грунтах
Плитно-рамный фундамент для малоэтажного строительства на слабых грунтах

 


Владельцы патента RU 2496943:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к строительству фундаментов малоэтажных зданий на слабых грунтах, которые характеризуются с одной стороны небольшим весом малоэтажного здания, а с другой стороны - слабыми несущими свойствами основания. Плитно-рамный фундамент для малоэтажного строительства на слабых грунтах включает ленточный железобетонный фундамент под всеми несущими стенами здания из плит заводского изготовления, связанных между собой и объединенных в систему перекрестных лент, уложенных на выровненное основание на гидроизоляционном слое в виде пленки под все здание, каждая из плит выполнена с сечением замкнутой формы с расположенным внутри утеплителем, а пространство между плитами рамы заложено земляной массой и слоем утеплителя поверху, образующим несущую конструкцию пола первого этажа. Плиты ленточного железобетонного фундамента под всеми несущими стенами выполнены в виде оболочки трапецеидальной жесткой формы сечения пространственного и замкнутого типа, образованной из верхней и нижней плит пространственного типа, соединенных между собой. Нижняя плита выполнена шире верхней и снабжена по длине бортами. Верхняя плита выполнена с наклонными ребрами. В бортах и в нижней части наклонных ребер выполнены пазы, в которых замоноличены шпонки, с помощью которых верхняя и нижняя плиты соединены между собой, а в местах стыков плиты снабжены выпусками арматуры для стыковки с арматурой соседних элементов с замоноличиванием узла. Технический результат состоит в повышении эффективности плитно-рамного фундамента за счет повышения жесткости, улучшения теплозащитных свойств, снижении материалоемкости и трудозатрат при изготовлении, обеспечении надежности эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к строительству фундаментов малоэтажных зданий на слабых грунтах, которые характеризуются, с одной стороны, небольшим весом малоэтажного здания, а с другой стороны, - слабыми несущими свойствами основания (менее 1 кг/м2).

В традиционных решениях, согласно строительным правилам СП-50-101-2004 п.8.3, указывается, что «в сложных инженерно-геологических условиях (специфические грунты, высокий уровень подземных вод и др.) могут быть использованы типы фундаментов, указанные в п.8.2 б и в», т.е. «фундаменты на локально уплотненных основаниях (в вытрамбованных или выштампованных котлованах, забивные блоки и др.), короткие сваи». В п.8.9 этого же СП указано: «сборно-монолитные и монолитные фундаменты всех стен должны быть жестко связаны между собой и объединены в систему перекрестных лент». К специфическим грунтам относятся также насыпные, обводненные, заторфованные и др.

Известен столбчато-ленточный фундамент, включающий столбы, заложенные на глубину промерзания, и ленту-ростверк, соединяющую верхние оголовки столбов в единую конструкцию. Отличительная особенность такого фундамента - наличие воздушного зазора 10…15 см под лентой. Снаружи зазор закрыт отмосткой, не связанной с лентой-ростверком. При устройстве фундамента на пучинистых грунтах воздушный зазор компенсирует расширение пучинистого грунта, а на непучинистых - обеспечивает «мягкое» опирание дома на основание. (Яковлев Р.Н. Универсальный фундамент. Технология ТИСЭ, 2006 г.).

Известен незаглубленный фундамент, уложенный на локально уплотненном основании, выполненный в виде железобетонного или бетонного элемента, размещенного на подушке из непучинистого материала - песка крупного и средней крупности, мелкого щебня и т.п. Этим материалом заполняют (с послойным уплотнением, как при устройстве подушки) и пазухи траншеи. Элементы фундамента соединены между собой сваркой или скрутками через выпуски арматуры, заполнены бетоном и образуют сборно-монолитную горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации грунта (Боданов Ю.Ф. Фундамент от А до Я. Москва, 2005 г. рис.39, с.75).

Известен мелкозаглубленный фундамент, который представляет собой бетонный или железобетонный элемент, уложенный, как правило, на подушку или подсыпку из непучинистого материала, которые уменьшают перемещения фундамента как в период промерзания грунта, так и при его оттаивании. В качестве материала подсыпки для устройства подушки может быть использован песок гравелистый, крупный или средней крупности, мелкий щебень, котельный шлак, а также непучинистые грунты (ВСН 29-85. Проектирование мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных сельских зданий на пучинистых грунтах. Москва 1985 г. Пункт 3.2-3.4, рис.2).

Недостатками приведенных известных аналогов фундаментов являются: недостаточная надежность для строительства на слабых, просадочных, пучинистых грунтах и в сейсмических зонах по причине чувствительности к неравномерным деформациям грунта; существенные теплопотери через фундамент; повышенная материалоемкость и высокие трудозатраты, связанные с упрочнением основания и использованием специализированной техники.

Известен фундамент для малоэтажного строительства на слабых грунтах, принятый в качестве прототипа, включающий ленточный железобетонный фундамент под всеми несущими стенами здания, из связанных между собой и объединенных в систему перекрестных лент, при этом фундамент для малоэтажного строительства в монолитном или сборно-монолитном исполнении выполнен в виде плитно-рамного фундамента под всеми несущими стенами здания, уложен на выровненное основание без его усиления специальными средствами на гидроизоляционном слое в виде пленки под все здание, включая отмостку, поперечное сечение элементов плитно-рамного фундамента имеет замкнутую коробчатую форму, состоящую из верхних и нижних железобетонных плит, объединенных с крайними боковыми и средним утолщенным ребрами, между которыми уложен плитный утеплитель, выступающая часть плитно-рамного фундамента за плоскости наружных стен выполняет роль цоколя и состыкована с отмостками, уложенными на утепленное основание в случае пучинистых грунтов, пространство между элементами рамы заложено земляной массой и слоем утеплителя поверху, образующим несущую конструкцию пола первого этажа, причем в сборно-монолитном исполнении элементы плитно-рамного фундамента выполнены в заводском исполнении как сборные с выпусками арматуры для стыковки с арматурой соседних элементов с замоноличиванием узла (патент №105637 U1, дата приоритета 11.01.2011, дата публикации 20.06.2011, авторы Абовский Н.П. и др., RU, прототип).

Недостатками прототипа являются: недостаточная жесткость рамы для обеспечения малой чувствительности к неравномерным деформациям грунта из-за прямоугольного поперечного сечения элемента плитно-рамного фундамента; низкие теплозащитные свойства, обусловленные наличием перегородки в упомянутом сечении элемента, выполненной в виде утолщенного ребра; повышенный расход бетона на выполнение элемента прямоугольного сечения с утолщенным средним ребром при увеличении высоты для обеспечения достаточной жесткости.

Задачей изобретения является повышение эффективности плитно-рамного фундамента для малоэтажного строительства на слабых грунтах за счет повышения жесткости, улучшения теплозащитных свойств, снижения расхода бетона и железобетона, а также трудозатрат при изготовлении, и обеспечения надежности эксплуатации.

Для решения поставленной задачи в плитно-рамном фундаменте для малоэтажного строительства на слабых грунтах, включающем ленточный железобетонный фундамент под всеми несущими стенами здания из плит заводского изготовления, связанных между собой и объединенных в систему перекрестных лент, уложенных на выровненное основание на гидроизоляционном слое в виде пленки под все здание, каждая из плит выполнена с сечением замкнутой формы с расположенным внутри утеплителем, а пространство между плитами рамы заложено земляной массой и слоем утеплителя поверху, образующим несущую конструкцию пола первого этажа, согласно изобретению, плиты ленточного железобетонного фундамента под всеми несущими стенами выполнены в виде оболочки трапецеидальной жесткой формы сечения пространственного и замкнутого типа, образованной из верхней и нижней плит пространственного типа, соединенных между собой, при этом нижняя плита выполнена шире верхней и снабжена по длине бортами, а верхняя плита выполнена с наклонными ребрами, причем в бортах и в нижней части наклонных ребер выполнены пазы, в которых замоноличены шпонки, с помощью которых верхняя и нижняя плиты соединены между собой, а в местах стыков плиты снабжены выпусками арматуры для стыковки с арматурой соседних элементов с замоноличиванием узла.

Согласно изобретению, пространство внутри оболочки трапецеидальной жесткой формы заполнено утеплителем любого типа.

Эффективность заявляемого плитно-рамного фундамента для малоэтажного строительства на слабых грунтах основана на всех преимуществах, присущих прототипу по сравнению с известными аналогами, а повышение его эффективности обусловлено изменением формы поперечного сечения плит фундамента в виде оболочки трапецеидальной жесткой формы пространственного и замкнутого типа. Вследствие изменения формы поперечного сечения плиты решен вопрос материалоемкости, так как в результате того, что были убраны неэффективные зоны, была снижена площадь сечения, а, следовательно, и сама материалоемкость. Предложенная форма поперечного сечения также более выгодна с точки зрения теплозащитных функций и конструктивной передачи усилий.

Выполнение плит заявляемого плитно-рамного фундамента для малоэтажного строительства на слабых грунтах в виде оболочки трапецеидальной жесткой формы сечения пространственного и замкнутого типа, образованной из верхней и нижней плит, скрепленных между собой путем бетонированием пазов шпонок и пространства между пазами, представляет собой более простую удобную конструкцию при изготовлении. Данная конструкция фундамента позволяет использовать плитный утеплитель и прочие виды утеплителя, у которых отсутствуют прочностные свойства. Таким образом, данная конструкция способствует повышению эффективности плитно-рамного фундамента для малоэтажного строительства на слабых грунтах за счет снижения трудозатрат при строительстве фундамента на слабых и пучинистых грунтах, повышения жесткости, надежности эксплуатации, улучшения теплозащитных свойств и снижения расхода бетона и железобетона.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен фрагмент сечения фундамента; на фиг.2 - сборка плиты фундамента, на фиг.3 - общий вид фундамента, аксонометрия.

Плитно-рамный фундамент для малоэтажного строительства на слабых грунтах выполнен под всеми несущими стенами здания 1 и состоит из плит, выполненных в виде оболочки трапецеидальной жесткой формы сечения пространственного и замкнутого типа, образованной из верхней плиты 2 и нижней плиты 3 пространственного типа, соединенных между собой. При этом нижняя плита 3 выполнена шире верхней плиты 2 и снабжена по длине бортами 4. Верхняя плита 2 выполнена с наклонными ребрами 5. В бортах 4 и в нижней части наклонных ребер 5 выполнены пазы 6, в которых замоноличены шпонки 7, с помощью которых верхняя 2 и нижняя 3 плиты соединены между собой. При этом пространство между верхней 2 и нижней 3 плитами заполнено утеплителем 8 любого типа. В местах стыков плиты снабжены выпусками арматуры 9 для стыковки с арматурой соседних элементов с замоноличиванием узла.

Плитно-рамный фундамент для малоэтажного строительства на слабых грунтах, уложен на выровненное основание 10 на гидроизоляционном слое 11 в виде пленки под все здание. Пространство между плитами фундамента заложено земляной массой 12 и слоем утеплителя 13 поверху, образующим несущую конструкцию пола 14 первого этажа.

Все элементы ленточного железобетонного фундамента выполнены в заводском исполнении с установкой монтажных петель 15 в нижней плите 3.

Производство работ по устройству плитно-рамного фундамента для малоэтажного строительства на слабых грунтах осуществляется следующим образом.

На выровненное основание 10 укладывается несколько слоев гидроизоляционной пленки 11 с низким коэффициентом трения под всю площадь малоэтажного здания. На гидроизоляционную пленку 11 под несущие стены малоэтажного здания укладываются элементы нижней плиты 3 пространственного типа, на них устанавливается, например плитный утеплитель 8, а затем на нижнюю плиту 3 укладывается верхняя плита 2 и выполняется их соединение путем замоноличивания шпонок 7 в пазах 6, выполненных в бортах 4 и в нижней части наклонных ребер 5. В местах стыков плит соединяют выпуски арматуры 9 соседних элементов и выполняют замоноличивание узлов.

Пространство между плитами фундамента с внутренней стороны закладывают земляной массой 12 и слоем утеплителя 13 поверху, образующим несущую конструкцию пола 14 первого этажа.

При необходимости для хозяйственных и эксплуатационных нужд в промежутке между рамными элементами может быть устроено подземное помещение (техническая полость), имеющая независимые конструктивные решения от плитно-рамного фундамента. Это очень важно для слабых грунтов, так как помещение фактически находится в выгодных утепленных условиях и используется для хозяйственных нужд.

Технико-экономическое преимущество плитно-рамного фундамента для малоэтажного строительства на слабых грунтах

Применение фундамента для малоэтажного строительства на слабых грунтах позволяет строить в сложных грунтовых условиях (на весьма слабых, просадочных, пучинистых грунтах и др.) без предварительного упрочнения грунта, используя естественные свойства грунтов, совмещающие конструктивные и функциональные свойства и обеспечивающие прочность, жесткость, позволяет использовать любой утеплитель. За счет пространственного рационального формообразования повышается изгибная жесткость, благодаря этому конструкция становится малочувствительной к неравномерным деформациям основания, тем самым повышается надежность эксплуатации без предварительных значительных земляных работ и устройства подушки.

Данная конструкция способствует сокращению трудозатрат и снижению себестоимости строительства за счет сокращения объема земляных работ, которые сведены к минимуму, так как не требуется устройство земляной подушки и использование специализированной техники.

Данная конструкция способствует улучшению теплозащитных свойств за счет снижения теплопотерь через пол и фундамент на 10-15%. Утеплитель защищен от влаги и разрушения, т.е. обеспечена его долговечность, а, значит, надежная защита грунта от морозного пучения. Кроме того, утепленная масса грунта образует несущую конструкцию фундамента пола.

Скользящий слой в виде нескольких слоев пленки под фундаментной системой выполняет гидроизоляционные функции, создает возможность проскальзывания мощной сейсмической волны под фундаментом.

Таким образом, данная конструкция фундамента из плит в виде оболочки трапецеидальной жесткой формы сечения пространственного и замкнутого типа для малоэтажного строительства на слабых грунтах является эффективной и обладает надежностью, долговечностью, экономичностью.

1. Плитно-рамный фундамент для малоэтажного строительства на слабых грунтах, включающий ленточный железобетонный фундамент под всеми несущими стенами здания из плит заводского изготовления, связанных между собой и объединенных в систему перекрестных лент, уложенных на выровненное основание на гидроизоляционном слое в виде пленки под все здание, каждая из плит выполнена с сечением замкнутой формы с расположенным внутри утеплителем, а пространство между плитами рамы заложено земляной массой и слоем утеплителя поверху, образующим несущую конструкцию пола первого этажа, отличающийся тем, что плиты ленточного железобетонного фундамента под всеми несущими стенами выполнены в виде оболочки трапецеидальной жесткой формы сечения пространственного и замкнутого типа, образованной из верхней и нижней плит пространственного типа, соединенных между собой, при этом нижняя плита выполнена шире верхней и снабжена по длине бортами, а верхняя плита выполнена с наклонными ребрами, причем в бортах и в нижней части наклонных ребер выполнены пазы, в которых замоноличены шпонки, с помощью которых верхняя и нижняя плиты соединены между собой, а в местах стыков плиты снабжены выпусками арматуры для стыковки с арматурой соседних элементов с замоноличиванием узла.

2. Плитно-рамный фундамент по п.1, отличающийся тем, что пространство внутри оболочки трапецеидальной жесткой формы заполнено утеплителем любого типа.



 

Похожие патенты:

Фундамент // 2491386
Изобретение относится к строительству, а именно к устройству мембранных фундаментов для зданий и сооружений. .

Изобретение относится к строительству, в частности к строительству фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений. .

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям сборного ленточного фундамента, широко применяемым при возведении зданий и сооружений разного типа и назначения в различных условиях эксплуатации.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в тех случаях, когда необходимо снизить неравномерность осадок сооружения при строительстве в сложных инженерно-геологических условиях.

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям фундаментов, устраиваемых на слабых водонасыщенных грунтах и в условиях существующей плотной застройки, а также к транспортному строительству как основание для транспортных магистралей, устойчивых к динамическим нагрузкам.

Изобретение относится к строительству, а именно к строительству фундаментов на пучинистых грунтах. .

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям зданий и сооружений. .

Фундамент // 2393297
Изобретение относится к строительству, а именно к устройству фундаментов-оболочек для зданий и сооружений. .

Фундамент // 2385994
Изобретение относится к области строительства, а именно к малозаглубленным фундаментам, и может быть использовано в конструкциях сборно-монолитных фундаментов под колонны, опоры, мачты, опоры линий электропередач и др., возводимые на естественном или искусственном основании при строительстве зданий и сооружений различного назначения, в том числе при устройстве ленточных или столбчатых фундаментов.

Изобретение относится к области строительства, а именно к малозаглубленным фундаментам, и может быть использовано в конструкциях сборно-монолитных фундаментов под колонны, возводимые на естественном или искусственном основании при строительстве зданий и сооружений различного назначения, в том числе жилых и производственных.

Изобретение относится к монолитной системе основания со стойким составным покрытием из гомополимера, имеющим полунепрерывную конфигурацию. Монолитная система основания со стойким составным покрытием из гомополимера, имеющим полунепрерывную конфигурацию, содержит распределяющие нагрузку элементы для формирования швов. Содержит основание, содержащее блоки из пенополистирола и несущее полунепрерывное цементобетонное покрытие, опалубка для которого формируется блоками из пенополистирола, входящими в состав основания. Распределяющие нагрузку элементы выполнены в виде распределяющих нагрузку пластин. Каждая из распределяющих нагрузку пластин содержит два анкера с двумя арматурными прутками для задания положения формирователя шва и шарнир, выполненный с возможностью вращения против часовой стрелки под действием опорного момента, создаваемого нагрузкой, и по часовой стрелке под действием опорного момента, создаваемого распределяющими нагрузку пластинами. Технический результат состоит в обеспечении эффективной работы основания при действии на него различных нагрузок, снижении материалоемкости и трудоемкости. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к строительству фундаментов мелкого заложения. Плитный фундамент, усиленный заглубленной обоймой, расположенной вне фундамента по его периметру на некотором расстоянии от края плиты. Заглубление низа обоймы превышает глубину максимальных горизонтальных перемещений грунта. Расстояние обоймы от края плиты назначают в зависимости от запланированной проектной несущей способности или осадки фундамента, а в составной обойме из армоэлементов их верхние части соединены поясом. Технический результат состоит в повышении надежности и несущей способности плитного фундамента, уменьшении его осадок, снижении материалоемкости. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям незаглубляемых фундаментов и конструкциям сборных фундаментных плит. Железобетонная плита для возведения незаглубляемых фундаментов образована плоской железобетонной конструкцией. Плоская железобетонная конструкция плиты выполнена в виде двух перекрещивающихся под углом 90° балок, а в месте соединения балок выполнены криволинейные боковые вертикальные поверхности с радиусом кривизны, равным 1,5 ширины балки. Длина балки в четыре раза больше ее ширины, при этом ширина балки определяется в соответствии с площадью основания колонны. Технический результат состоит в уменьшении контактных напряжений в системе фундаментная плита - грунтовое основание, снижении материалоемкости и трудоемкости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к возведению сборных фундаментов промышленных и гражданских зданий. Сборный фундамент включает в себя вертикальные взаимно пересекающиеся плоские трапецеидальные плиты. Пересечение двух и более плит может выполняться под равными углами между плитами, так и с уменьшением угла в направлении больших моментных нагрузок. Плиты оперты на вырез в опорной плите. Стык трапецеидальных плит производится через вертикально расположенную прорезь в средней части или выполненную со смещением в сторону с меньшими моментными усилиями, а подколонник имеет пазы для фиксации. Технический результат состоит в повышении несущей способности, снижении материалоемкости и трудоемкости. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к возведению сборных фундаментов-оболочек промышленных и гражданских зданий. Сборный фундамент-оболочка включает наружную оболочку с уширением в нижней части, опертую на плиту или подготовленное основание. Оболочка состоит из плоских трапецеидальных плит, установленных вертикально, наклонно с равными углами наклона плит, так и с наибольшим углом наклона плит, противолежащих направлению действия наибольших моментных усилий, или из совместно установленных вертикальных и наклонных плит. Наклонная плита выполнена с противоположной стороны направления действия наибольших моментных усилий и параллельна стороне опорной плиты. Стык взаимно пересекающих трапецеидальных плит выполнен через вертикальные или наклонные расположенные симметрично прорези в верхних и нижних частях плит на половину их высоты. Все вышележащие составные трапецеидальные плиты имеют меньший размер. В верхней части фундамента подколонник выполнен сквозным под одно- или двухветвевую колонну. Технический результат состоит в повышении несущей способности, снижении трудоемкости и материалоемкости. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно возведению фундаментов мелкого заложения в сложных инженерно-геологических условиях. Способ возведения незаглубляемого фундамента включает установку фундаментной рамы на грунтовое основание и ее фиксацию в проектном положении грунтовыми анкерами. Грунтовое основание превентивно опрессовывают за счет давления нагнетаемого бетона в пространство, ограниченное покрытием, которое прилегает к нижней поверхности фундаментной рамы, поверхности грунтового основания, и отбортовкой, сорентированной вниз в грунтовое основание на необходимую глубину и установленной по контуру фундаментной рамы. Технический результат состоит в уменьшении неравномерности осадков системы фундамент - грунтовое основание в процессе возведения и эксплуатации здания или сооружения, повышении устойчивости, снижении материалоемкости и трудоемкости. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области строительства, а точнее к строительным конструкциям, а также к конструкциям фундаментов и оснований. Фундамент под сетку колонн, образованный крестообразными фундаментными плитами и грунтовым основанием. Крестообразные фундаменты плиты уложены на бетонное основание и шарнирно соединены между собой железобетонными вставками. Бетонное основание опирается на сплошной подстилающий слой, уложенный на поверхность расчищенного и спрессованного грунтового основания. Периметр пятна застройки фундамента окружен стеной в грунте, которая заглублена в грунтовое основание на заданную глубину. Технический результат состоит в обеспечении распределения нагрузки на всю поверхность грунтового основания, обеспечении сохранности существующих зданий и сооружений, снижении трудоемкости. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Заявляемое изобретение относится к области строительства и служит для возведения эталонных свайных фундаментов для строительства сооружений. Для повышения производительности и снижения себестоимости монтажных и подготовительных работ, при возведении фундамента в целом, при одновременном повышении долговечности, надежности на месте предполагаемого фундамента разрабатывали проект свайного поля, после чего рассчитывали нагрузки на одну сваю, определяли общее количество свай одной конфигурации с координатной привязкой к местности в каждой точке погружения свай, глубину статического зондирования и расположение точек статического зондирования. Далее в местах погружения свай выполняли статическое зондирование вдавливанием конического наконечника зонда в грунт , при этом через каждые 0,2 м по устройству «ТЕСТ-К4» фиксировали показатели, характеризующие сопротивление грунта на конус и на боковую поверхность сваи при внедрении зонда. Расчет несущей способности и показатели в контрольных точках фиксировали и заносили в базу данных. Затем проводили динамическое испытание каждой забитой сваи. После выдержки забитой сваи в течение 5-35 суток устройством для статического испытания свай проводили натурные испытания контрольных свай статической нагрузкой, снимая с измерительных приборов показания осадки сваи при заданных нагрузках, и определяли значения несущей способности сваи. Затем проводили корреляцию полученных результатов с данными статического зондирования и усилиями на погружение свай с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки. Далее проводили массовое погружение остальных свай. При достижении на погружаемую сваю заданного усилия погружение останавливали и проводили срубку сваи на определенном уровне от поверхности земли. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх