Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта



Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта
Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта

 


Владельцы патента RU 2538006:

ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ПЦ УПС" (ЗАО "ПЦ УПС") (RU)

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации зданий, конкретно к защите от выпучивания дорожных покрытий, входных крылец, пандусов и бетонных отмосток, окружающих здания. Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта включает бетонную отмостку, уложенную вокруг здания и расположенную под ней засыпку. Засыпка выполнена в виде слоя керамзитного гравия, обернутого пленкой, при этом толщина слоя гравия определяется по приведенной зависимости. Технический результат состоит в повышении долговечности и срока эксплуатации отмостки. 1 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации зданий, конкретно к защите от выпучивания дорожных покрытий, входных крылец, пандусов и бетонных отмосток, окружающих здания.

Известна конструкция отмостки, включающая засыпку в составе грунт - песок - щебень в соотношении 1:1:1, уложенную в приямке вокруг здания, и затвердевшую на засыпке бетонную смесь.

Недостатком такой конструкции является ее недолговечность и короткий срок эксплуатации из-за разрушений в зимний период силами морозного пучения.

Известна конструкция отмостки, включающая засыпку, состоящую из слоев кварцевого песка и полиэтиленовой пленки, и затвердевшую на засыпке бетонную смесь (см. техническое решение по заявке 98120324/03, Е02D 27/32, 10.11.1998, «Способ укладки отмостки фундамента», опубл. 10.09.2000 г.)

Недостатком такой конструкции отмостки является ее недолговечность. Это объясняется тем, что за пределами отмостки грунт будет выпучиваться и будет ее поднимать вместе с непучинистыми слоями песка и пленки. Поднятие отмостки по периметру здания будет происходить неравномерно, что приведет к ее деформации и разрушению. Кроме того, применение такой засыпки в конструкции отмостки не обеспечивает сохранение положительных температур в ее основании, так как бетонная обтяжка отмостки и песок не обладают теплоизоляционными свойствами, и способствует более быстрому и сильному промораживанию грунта у фундамента здания. В результате набор отрицательных температур и их рост в основании происходит интенсивнее, чем на периферии. Это ускоряет появление сил выпучивания и их разрушающее воздействие на отмостку в зимний период времени.

Другим недостатком указанной конструкции отмостки является то, что при увлажнении песка или его кольматации глинистыми частицами засыпка промораживается как единое целое, а силы пучения воздействует на нее и лежащую на ней бетонную обтяжку как на единый монолит.

При этом срок ее эксплуатации значительно снижается.

Цель изобретения - повышение долговечности и срока эксплуатации отмостки.

Указанная цель достигается тем, что конструкция для предотвращения морозного пучения грунта, включающая бетонную отмостку, уложенную вокруг здания, и расположенную под ней засыпку, отличается тем, что засыпка выполнена в виде слоя керамзитного гравия, обернутого пленкой, при этом толщина слоя гравия определяется по формуле:

где S - толщина слоя мерзлого грунта,

λи - коэффициент теплопроводности теплоизолятора (керамзита),

λм - коэффициент теплопроводности мерзлого грунта.

Пример расчета теплоизоляционного слоя по грунту (под отмосткой).

В качестве изолятора принята засыпка из керамзитового гравия плотностью 800 кг/м3 с теплопроводностью λ=0,18 Вт/м °C≈0,15 ккал/м·ч·°C в сухом состоянии [1]. Засыпка защищается от увлажнения полимерной пленкой. Теплоизоляционные свойства отмостки в запас надежности не учитываются.

Расчет произведен с использованием формулы (7.23) справочника [2], по которой определяют глубину сезонного промерзания Н м н при наличии на поверхности грунта изоляции

где s - толщина слоя мерзлого грунта с термическим сопротивлением, равным сопротивлению слоя теплоизоляции с коэффициентом теплопроводности λи и толщиной δи, т.е.

где λм - коэффициент теплопроводности промерзающего грунта (в мерзлом состоянии).

В данной формуле остальные члены обозначены:

t2 - средняя температура воздуха - грунта за зимний период;

tн.з. - температура начала замерзания грунта (t2 и tн.з принимаются в формуле со знаком ″плюс″);

τ2 - продолжительность зимнего периода;

q2=ρ(Wс-Wнм+0,5 См(t2-tн.з),

где ρ - удельная теплота влаги грунта;

Wс - суммарная влажность грунта в долях единицы;

Wн - весовое содержание незамерзшей воды в долях единицы, определяемое при температуре 0,5 (t2-tн.з);

γм - объемный вес скелета мерзлого грунта;

См - объемная теплоемкость грунта в мерзлом состоянии. Под теплоизолятором располагается слой супеси толщиной около 3,0 м.

Для определения толщины слоя теплоизоляции преобразуем формулу (7.23), исходя из того, что под слоем теплоизоляции грунт промерзать не будет, т.е. глубина промерзания Н м н = s , т.к. s - толщина слоя промерзшего грунта с эквивалентными теплофизическими свойствами теплоизолятора, т.е. таким образом,

или, подставляя в это выражение q2, получаем окончательный вид преобразованной формулы:

где t2=-12,3°C (по карте значений t2 [3] для Новосибирска);

tн.з=-0,3°C (для супеси);

Wс=18% (по данным изысканий) [4];

Wн=Wр kw [2], где Wр=0,16 [4], kw=0,28 [2].

Отсюда Wн=0,16 0,28=0,045;

τ2=4400 г по карте τ2 для Новосибирска [3];

γм=1700 кг/м3 [4]; λм=1,7 ккал/м·ч·°C [2];

См=550 ккал/м3·°C; ρ=80 ккал/м3.

Таким образом

Так как

где λи=λ+ΔWо=0,15 ккал/м·ч·°C +0,0034 ккал/м·ч·°C 6=0,17 ккал/м·ч·°C - коэффициент теплопроводности керамзита при объемной влажности Wо=6% [5], то толщина слоя теплоизоляции отсюда составит

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен фундамент и стена здания 1 с бетонной отмосткой 2, уложенной на теплоизолирующую засыпку из слоя керамзита 3, обернутого пленкой 4, при этом засыпка располагается в приямке по периметру здания 1 ниже дневной поверхности 5.

Устройство работает следующим образом. По периметру здания 1 на ширину отмостки 2 и высоту теплоизоляционного слоя (δи) - керамзита 3 выполняется приямок, в который укладывают полиэтиленовую пленку 4 с возможностью ее последующего отворота. Далее производят засыпку теплоизоляционного слоя из керамзита 3 и отгибают края пленки 4, расстилая ее внахлест на засыпке на уровне дневной поверхности 5. Затем выполняют бетонирование отмостки 2.

Благодаря наличию керамзита, обладающего теплоизоляционными свойствами, предотвращается промораживание грунта под отмосткой и его негативное влияние на бетон отмостки. Засыпка керамзита выполняется на проектную величину, определяемую расчетом.

Для сохранения керамзита в сухом состоянии с целью его гидроизоляции и предотвращения смерзания в зимний период керамзит обворачивают полиэтиленовой пленкой и герметизируют.

Пленка способствует сохранению теплофизических свойств керамзита. Пленку можно использовать рулонно, расстилая на поверхности откопанного вокруг здания приямка с возможностью ее отворота и укладки внахлест после проведенной засыпки керамзита, либо пакетно, изготавливая из нее мешки с последующим заполнением их керамзитом и после герметизации - монтажом в приямке по периметру здания.

В качестве теплоизолятора можно применять, например шлак, либо синтетические материалы, обладающие теплоизоляционными свойствами.

Использование описываемого устройства целесообразно при новом строительстве зданий и сооружений, а также при реконструкции эксплуатируемых.

Источники изобретения

1. ГОСТ 9757 Гравий керамзитовый.

2. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах. Л., 1977.

3. Лукьянов В.С. и Головко М.Д. Расчет глубины промерзания грунтов. М., 1957.

4. Отчет ″Проведение инженерно-геологических и геодезических работ по определению подтопляемости и деформаций коттеджа №10 по ул. Мальцева″, ″Портал-С″. Новосибирск, 2001.

5. Микульский В.Г., Горчаков Г.И., Козлов В.В. и др. Строительные материалы. М., 1996.

Конструкция для предотвращения морозного пучения грунта, включающая бетонную отмостку, уложенную вокруг здания, и расположенную под ней засыпку, отличающаяся тем, что засыпка выполнена в виде слоя керамзитного гравия, обернутого пленкой, при этом толщина слоя гравия определяется по формуле:
, где
S - толщина слоя мерзлого грунта,
λи - коэффициент теплопроводности теплоизолятора (керамзита),
λм - коэффициент теплопроводности мерзлого грунта.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к строительству сооружений, преимущественно на вечномерзлых грунтах и может быть применено для защиты основания на сильнольдистых вечномерзлых грунтах на слабом просадочном при оттаивании основании.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении фундаментов с применением винтовых свай в мерзлых грунтах. Винтовые сваи оснащаются соосно размещенными в них трубами с открытым нижним и заглушенным верхним торцами.

Изобретение относится к сооружению оснований и фундаментов в вечномерзлых грунтах. Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости по сооружению фундаментов.

Изобретение относится к строительству, в частности к способам защиты одиночных опорных элементов (например, свай и столбов) от воздействия сил морозного пучения грунтов, в том числе в районах распространения многолетнемерзлых грунтов.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации зданий и сооружений, конкретно к защите от морозного выпучивания малозаглубленных фундаментов, дорожных покрытий и конструкций зданий, в частности крылец, пандусов и отмосток, окружающих здания.

Изобретение относится к строительству ленточных фундаментов под здания и сооружения различного назначения и может быть использовано при возведении мало- и многоэтажных зданий из монолитного бетона в зимнее время.

Изобретение относится к строительству, к способам расчетов оснований сооружений, в частности к расчету нагрузки свай, погружаемых в вечномерзлый грунт. .

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению малозаглубленных и поверхностных фундаментов в условиях вечномерзлых грунтов. .

Изобретение относится к строительству, в частности к строительству малоэтажных зданий с подвалом, возводимых на пучинистых грунтах в районах с глубоким сезонным промерзанием, где глубина промерзания может достигать 4 м и более.

Изобретение относится к области строительства и используется при сооружении свайных фундаментов преимущественно малоэтажных домов, мачт, рекламных щитов на промерзающих пучинистых грунтах.

Фундамент // 2547196
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве фундаментов малоэтажных зданий на сезоннопромерзающих грунтах. Фундамент включает ленточный ростверк с отверстиями, пропущенные через отверстия винтовые сваи и стаканы, вмещающие головы свай. Стаканы имеют резьбовое соединение с гильзами, закрепленными на стенках отверстий. Штанги свай снабжены упорными гайками, размещенными внутри стаканов. Технический результат состоит в обеспечении допустимых перемещений фундамента при промерзании пучинистого грунта под его подошвой и оптимального распределения нагрузки между ростверком и сваями, снижении материалоемкости. 1 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к сооружению оснований и фундаментов резервуаров в вечномерзлых грунтах. Способ устройства плитного фундамента резервуара с охлажденным продуктом в слабом вечномерзлом грунте, с дополнительным промораживанием массива вечномерзлого грунта, осуществляемым методом принудительной регулируемой подачи хладагента или теплоносителя в скважины посредством проточных термоэлементов с заданной температурой от источника его охлаждения или подогрева по замкнутым распределительным магистралям с формированием грунтовой плиты, превышающей в плане размеры основного плитного фундамента, толщина и форма грунтовой плиты обеспечивают ее прочность при эксплутационных нагрузках и уменьшение напряжений в вечномерзлом грунте под грунтовой плитой до расчетных величин. Для замораживания грунтовой плиты дополнительно используют собственную отрицательную температуру охлажденного продукта, содержащегося в резервуаре. Термоэлементы в промораживаемой грунтовой плите устанавливают по нескольким диаметральным направлениям, в каждом направлении устанавливают три ряда термоэлементов - в первом ряду в скважину устанавливают основные глубокие термоэлементы, предназначенные для замораживания грунтовой плиты, во втором ряду глубина вспомогательных термоэлементов уменьшается от одного края плиты до противоположного края, в третьем ряду глубина термоэлементов увеличивается от этого же края плиты до противоположного края. По мере увеличения размера ореола промораживания грунтового основания от охлажденного продукта в резервуаре часть термоэлементов первого ряда каждого направления, полностью вошедших в пределы этого ореола с температурой ниже расчетной величины, отключают от внешнего источника охлаждения. Технический результат состоит в повышении надежности плитного фундамента резервуара, повышении экономичности работ при эксплуатации фундаментов. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментам линейных сооружений, возводимых на пучинистых грунтах. Фундамент на пучинистых грунтах включает малозаглубленную плиту с отверстием и грунтовый анкер. Анкер пропущен между торцами продольных секций сооружения, опирающихся на плиту. На смежных торцах секций у их нижних кромок размещены зажимы анкера. Секции шарнирно соединены друг с другом в верхней части. Технический результат состоит в обеспечении равномерности перемещения фундаментов сооружения при сезонном промерзании грунтов основания, снижении материалоемкости. 3 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментам, возводимым в грунте, подверженном сезонным промерзаниям, и может быть использовано не только при возведении бетонных фундаментов, но также и при ремонтно-восстановительных работах в качестве мер защиты бетонного фундамента от воздействия сил вспучивания замерзшего грунта, находящегося в условиях интенсивного обводнения. Способ защиты бетонного фундамента от воздействия сил вспучивания замерзшего грунта включает укладку теплоизоляционного материала. В качестве теплоизоляционного материала используют текучий композиционный морозостойкий гидроизоляционный материал, смешанный с рассыпным теплоизоляционным материалом, обеспечивающим в результате образования смеси необходимую высокую степень тепло-гидроизоляции бетонного фундамента. Укладку текучей композиционной смеси тепло-гидроизоляционного материала производят в подготовленную в грунте траншею, расположенную по периметру фундамента, превышающего периметр нижнего основания фундамента, с последующим технологическим преобразованием текучей композиционной смеси тепло-гидроизоляционного материала в единый твердый монолитный массив. Технический результат состоит в повышении надежности бетонного фундамента от воздействия сил вспучивания замерзшего грунта. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства свайных фундаментов. Свая стальная заполненная со встроенным сезонным охлаждающим устройством представляет собой вытянутое по длине трубчатой формы тело вращения постоянного или переменного сечения, полость которого по всей высоте сваи заполнена пенным наполнителем или твердым наполнителем из вспененных материалов. Свая оснащена сезонным охлаждающим устройством, выполненным в виде заполненной хладагентом стальной трубы диаметром, меньшим внутреннего диаметра трубчатой формы тела вращения. Стальная труба размещена в полости трубчатой формы тела вращения у ее внутренней стенки и отделена от наполнителя по всей длине стальной трубы защитным элементом с образованием между этим элементом и самой стальной трубой зазора. Технический результат состоит в повышении эксплуатационной долговечности за счет исключения возможности повреждения СОУ и упрощении конструкции стальной сваи с наполнителем при использовании СОУ без радиатора. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям свай для грунтов, характеризующихся наличием процесса морозного пучения грунта. Свая стальная со встроенным сезонным охлаждающим устройством представляет собой вытянутое по длине трубчатой формы тело вращения постоянного или переменного сечения. Свая оснащена сезонным охлаждающим устройством, выполненным в виде заполненной хладагентом стальной трубы диаметром меньшим внутреннего диаметра трубчатой формы тела вращения. Указанная стальная труба размещена в полости трубчатой формы тела вращения с плотным примыканием ее частей, относящихся к зонам испарения и конденсации, к внутренней стенке трубчатой формы тела вращения. Технический результат состоит в повышении эксплуатационной долговечности за счет исключения возможности повреждения СОУ, упрощения конструкции стальной сваи без наполнителя и с наполнителем при использовании СОУ без радиатора охлаждения. 3 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к способам защиты одиночных опорных элементов (например, свай и столбов) от воздействия сил морозного пучения грунтов, в том числе в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. Устройство для защиты от пучения грунта в фундаменте зданий и сооружений, возводимых на пучинистых грунтах, включает расположенный в грунте опорный элемент, вокруг боковой поверхности которого в зоне сезонного промерзания-оттаивания последовательно размещены слои незамерзающих материалов и защитной оболочки, способные воспринять без разрушения боковое давление пучащегося грунта. Нижний конец внешней защитной оболочки прикреплен к опорному элементу; реактивные усилия на опорный элемент меньше несущей способности опорного элемента на выдергивающие нагрузки в грунте ниже нижней границы слоя сезонного слоя промерзания-оттаивания. Внешняя защитная оболочка изготовлена из упругопластического материала, растягивающегося при пучении грунта и не возвращающегося после его оттаивания в исходное первоначальное положение. Максимальное относительное удлинение защитной оболочки за период полного проектного срока эксплуатации внешней защитной оболочки не превышает допустимое максимальное пластическое относительное удлинение материала этой оболочки. Перемещение верхнего конца внешней защитной оболочки не достигнет надфундаментных конструкций. Технический результат состоит в повышении надежности и экономичности защитного устройства при воздействии сил морозного пучения грунта. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для устройства фундаментов резервуаров для хранения нефти и продуктов ее переработки в условиях сезоннопромерзающих и вечномерзлых грунтов крайнего севера. Фундамент резервуара представляет собой подготовленный грунт в виде подушки из среднезернистого песка и искусственной добавки. Искусственная добавка представляет собой дисперсный теплоизолирующий материал в виде гранулированного вспененного полистирола в количестве до 10% по объему подушки фундамента. Технический результат состоит в снижении теплообмена непосредственно между днищем резервуара и сезоннопромерзающими и вечномерзлыми грунтами основания в условиях крайнего севера, обеспечении предотвращения или уменьшения растепления последних и потери ими устойчивости.
Наверх