Плитный фундамент, усиленный обоймой в вечномерзлом грунте



Плитный фундамент, усиленный обоймой в вечномерзлом грунте
Плитный фундамент, усиленный обоймой в вечномерзлом грунте
Плитный фундамент, усиленный обоймой в вечномерзлом грунте
Плитный фундамент, усиленный обоймой в вечномерзлом грунте
Плитный фундамент, усиленный обоймой в вечномерзлом грунте
Плитный фундамент, усиленный обоймой в вечномерзлом грунте
Плитный фундамент, усиленный обоймой в вечномерзлом грунте

 


Владельцы патента RU 2541692:

Хафизов Роберт Мияссарович (RU)

Изобретение относится к строительству фундаментов мелкого заложения на вечномерзлых грунтах. Плитный фундамент в вечномерзлом грунте, 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. В составной обойме из армоэлементов их верхние части соединены поясом. Составная обойма выполнена из отдельных армоэлементов без зазоров между ними или с шагом, зависящим от запланированной проектной несущей способности или проектной осадки фундамента. В грунтовое основание под плитой ниже планируемой осадки фундамента предварительно погружают вертикальные термоэлементы для принудительного охлаждения или подогрева грунта при выравнивании фундамента. Термоэлементы соединяют подающими и отводящими магистралями с источником холода и источником тепла. Технический результат состоит в повышении надежности конструкции, снижении материалоемкости при строительстве плитного фундамента в вечномерзлом грунте. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к строительству фундаментов мелкого заложения на вечномерзлых грунтах.

Известен плитный фундамент, усиленный заглубленной обоймой, расположенной вне фундамента по его периметру на некотором расстоянии от края плиты (прототип) [RU 2256033 С2, 04.08.2003].

Эта конструкция не учитывает особенности вечномерзлого грунта.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности плитного фундамента в вечномерзлом грунте, усиленного обоймой.

Цель достигается тем, что в грунтовое основание под плитой ниже планируемой осадки фундамента предварительно погружают вертикальные термоэлементы для принудительного охлаждения или подогрева грунта при выравнивании фундамента, а термоэлементы соединяют подающими и отводящими магистралями с источником холода и источником тепла.

Цель также достигается тем, что между армоэлементами составной обоймы устанавливают автономные вертикальные охлаждающие элементы и производят дополнительное замораживание вечномерзлого грунта с образованием низкотемпературного столба прочного грунта, смыкающегося с соседними армоэлементами.

Цель также достигается тем, что изготавливают несколько автономных закольцованных магистралей, не пересекающих центр плиты, позволяющих регулировать температуру, прочность и осадку отдельных участков грунтового основания, при этом по этим магистралям вместо хладагента может подаваться теплоноситель.

Цель также достигается тем, что вертикальные термоэлементы под плитой расположены по нескольким направлениям, проходящим через геометрический центр плиты, в каждом их этих направлений устанавливают два параллельных ряда, в первом ряду глубина термоэлементов увеличивается от одного края плиты до противоположного края, а во встречном втором ряду - в этом же управлении глубина термоэлементов уменьшается.

Цель также достигается тем, что в первом ряду каждого направления глубина термоэлементов увеличивается от одного края плиты до противоположного края по линейной зависимости, а во встречном втором ряду - уменьшается по этой же зависимости.

Цель также достигается тем, что вертикальные термоэлементы под плитой изготавливают в форме петель, устанавливают в предварительно пробуренные скважины и соединяют с магистралями, по которым подается теплоноситель или хладоноситель, при этом скважины и траншеи после установки глубинных охладителей и магистралей засыпают.

Цель также достигается тем, что обойма до дополнительного замораживания грунта выполнена из армоэлементов в виде стоек с двумя боковыми пластинами по длине, жестко прикрепленными с противоположных сторон стоек и позволяющими только частично перекрывать промежутки между стойками соседних армоэлементов.

Цель также достигается тем, что армоэлементы выполнены в виде стоек, установленных с небольшим зазором в пробуренные скважины.

Цель также достигается тем, что обойма выполнена с жестко прикрепленным поперечным опорным элементом, опирающимся на грунтовое основание.

Цель также достигается тем, что поперечный опорный элемент опирают на поверхность грунта.

Цель также достигается тем, что поперечный опорный элемент опирают на грунт на уровне или ниже подошвы слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта.

Цель также достигается тем, что составная обойма полностью состоит из армоэлементов, выполненных из отдельных вертикальных охлаждающих элементов, установленных в виде сплошной стены вплотную друг к другу в один или несколько кольцевых рядов.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается всей совокупностью изложенных признаков. Это позволяет сделать вывод о соответствии признаку "новизна".

Сравнение не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг.1 изображен в разрезе плитный фундамент на грунтовом основании, усиленном обоймой, установленной по периметру фундамента и оборудованном вертикальными охладителями; на фиг.2 изображен план указанного плитного фундамента; на фиг.3 показан вид сверху на фрагмент составной обоймы из армоэлементов, соединенных столбами из дополнительно замороженного грунта; на фиг.4 показана обойма, с поперечным опорным элементом, опирающимся на грунт ниже подошвы слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта; на фиг.5 показан вертикальный петлевой элемент для охлаждения или подогрева грунтового основания; на фиг.6 показан вид сверху на фрагмент обоймы, изготовленной из отдельных свай с боковыми пластинами и автономным вертикальным охлаждающим элементом с замороженным вокруг него столбом вечномерзлого грунта; на на фиг.7 показан вид сверху на фрагмент обоймы, изготовленной в виде сплошной стены из одного кольцевого ряда столбов дополнительно охлажденного грунта.

При нагружении фундаментной плиты 1 происходит сжатие грунтового основания 3 и вытеснение грунта в боковом направлении. Это вытеснение грунта уменьшает несущую способность основания под плитой. Для усиления основания 3 устраивают ограничительную обойму 2, расположенную вне фундамента 1 по его периметру (фиг.1). Она препятствует боковому вытеснению грунта из-под фундаментной плиты 1, способствует более равномерному и интенсивному уплотнению грунта, а значит и увеличению его несущей способности.

Обойма может быть составной, из отдельных армоэлементов на расстоянии "g" друг от друга. На фиг.3 показана фрагмент обоймы из трубчатых свай 8. Между ними устанавливают автономный вертикальный охлаждающий элемент 9 для охлаждения грунта. Вокруг нее намораживается столб мерзлого грунта 10 с прочностью, превышающей прочность исходного вечномерзлого грунта 3. Благодаря этому образуется сплошная обойма 2, позволяющая повысить несущую способность грунтового основания под фундаментной плитой 1 (фиг.1). Благодаря понижению температуры вечномерзлого грунта появляется возможность значительно увеличить расстояние между сваями, уменьшив их количество.

Составную обойму можно устроить из автономных вертикальных охлаждающих элементов 9 замораживанием вечномерзлого грунта и образованием низкотемпературных столбов 10 прочного грунта, смыкающихся с соседними замороженными столбами с образованием сплошной кольцевой стены в один или несколько кольцевых рядов (фиг.7).

Одним из основных факторов надежности плитных фундаментов является возможность их выравнивания при возникновении перекосов в процессе осадки под нагрузкой. Для этого под плитой 1 ниже планируемой линии 7 осадки фундамента, перед его монтажом, предварительно погружают вертикальные термоэлементы 5 для принудительного охлаждения или подогрева вечномерзлого грунта 3 (фиг.1, фиг.5).

Вертикальные термоэлементы 5 под плитой изготавливают в форме петель 13 (фиг.5). Их устанавливают в предварительно пробуренные скважины 14 и соединяют с магистралями 11, по которым подается теплоноситель или хладоноситель, при этом скважины и траншеи 12 после установки глубинных охладителей и магистралей засыпают.

Изготавливают несколько автономных магистралей, не пересекающих центр плиты. Они позволяют регулировать температуру, прочность и осадку отдельных участков грунтового основания под плитой, при этом по этим магистралям может подаваться или хладагент или теплоноситель.

Вертикальные термоэлементы 5 под плитой 1 расположены по нескольким направлениям, например "а'-а" или "b'-b" на фиг.2. Эти направления проходят через геометрический центр плиты 1. В каждом их этих направлений устанавливают два параллельных ряда петлевых термоэлементов. В первом ряду глубина термоэлементов увеличивается от одного края плиты до противоположного края, а во встречном втором ряду этого направлении глубина термоэлементов уменьшается (фиг.1). Величина заглубления термоэлементов определяется расчетом и соизмерима с расчетной величиной осадки фундамента.

В процессе передачи нагрузки может произойти перекос фундамента. При этом плита принимает наклонное положение, одна ее половина оказывается выше противоположной. По этой причине при выравнивании плиты грунт под более высокой половиной необходимо подогревать (ослаблять) на большую глубину, чем под другой половиной. Для этого глубину погружения вертикальных петлевых термоэлементов в каждом направлении увеличивают от одного края плиты до противоположного края по расчетной зависимости. В первом приближении эта зависимость - линейная (7 или 8), как это показано на фиг.1.

Перед монтажом фундамента невозможно точно определить место его перекоса, поэтому направления установки термоэлементов приняты радиальными под всей площадью фундамента (фиг.2). Количество направлений зависит от многих факторов и определяется расчетом. На фиг.2 таких направлений - 8.

Так как перекос может быть как в одну, так и прямо противоположную сторону, то в каждую скважину устанавливают по 2 петлевых термоэлемента: один - из первого ряда, а второй - из второго (встречного) ряда каждого направления.

Температура подаваемого теплоносителя для каждого направления отличается и назначается теплотехническим расчетом. Например, при перекосе правый край плиты 1 в направлении "а'-а" оказался выше противоположного края (фиг.2). В этом случае подается теплоноситель (теплая вода или незамерзающая жидкость) в петлевые термоэлементы с максимальными заглублениями термоэлементов в правой половине плиты - секторе "k-a-k". Таким образом, глубина подогрева грунтового основания под правой половиной плиты окажется больше, чем под другой половиной плиты. Это приведет к понижению прочности грунта и осадке плиты по всей ее площади по линейной зависимости с максимумом осадки на правом конце плиты и минимумом - на противоположном конце.

После выравнивания плиты вместо теплоносителя в эти же петлевые термоэлементы подают охлаждающую жидкость и восстанавливают исходный температурный режим вечномерзлого грунта.

На фиг.6 показан фрагмент составной обоймы из стоек 8 с двумя боковыми пластинами 5, жестко приваренными вдоль стойки. Они частично перекрывают зазор шириной между стойками. Для полного перекрытия зазора "f" между концами пластин устанавливают автономные вертикальные охлаждающие элементы 9 и производят дополнительное замораживание вечномерзлого грунта с образованием низкотемпературного столба прочного грунта 10, смыкающегося с боковыми пластинами 15 соседних армоэлементов 8.

Армоэлементы, в основном, предназначены для сопротивления горизонтальной нагрузке при выпоре грунта. По этой причине их можно выполнить в виде стоек, свободно опущенных в пробуренные скважины с небольшим зазором без заполнения скважин. Это позволяет понизить стоимость работ. Небольшие зазоры (2-3 мм) между армоэлементом и стенками скважины будут ликвидированы сразу после начала горизонтальных подвижек грунта и не окажут существенного влияния на несущую способность фундамента.

Перпендикулярно или наклонно к обойме 2 по ее периметру можно жестко прикрепить поперечный опорный элемент 4, опирающийся на поверхность грунта (фиг.1). Этот элемент оказывает дополнительное сопротивление погружению обоймы 2, способствуя дальнейшему уплотнению грунта внутри обоймы. Если грунт слоя сезонного промерзания-оттаивания вечномерзлого грунта является пучинистым, то поперечный опорный элемент 4, опирают на грунт ниже подошвы 17 слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта (фиг.4).

1. Плитный фундамент в вечномерзлом грунте, 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, при этом составная обойма выполнена из отдельных армоэлементов без зазоров между ними или с шагом, зависящим от запланированной проектной несущей способности или проектной осадки фундамента, отличающийся тем, что в грунтовое основание под плитой ниже планируемой осадки фундамента предварительно погружают вертикальные термоэлементы для принудительного охлаждения или подогрева грунта при выравнивании фундамента, а термоэлементы соединяют подающими и отводящими магистралями с источником холода и источником тепла.

2. Плитный фундамент по п. 1, отличающийся тем, что между армоэлементами составной обоймы устанавливают автономные вертикальные охлаждающие элементы и производят дополнительное замораживание вечномерзлого грунта с образованием низкотемпературного столба прочного грунта, смыкающегося с соседними армоэлементами.

3. Плитный фундамент по п. 1, отличающийся тем, что изготавливают несколько автономных закольцованных магистралей, не пересекающих центр плиты, позволяющих регулировать температуру, прочность и осадку отдельных участков грунтового основания, при этом по этим магистралям вместо хладагента может подаваться теплоноситель.

4. Плитный фундамент по п. 1, отличающийся тем, что вертикальные термоэлементы под плитой расположены по нескольким направлениям, проходящим через геометрический центр плиты, в каждом их этих направлений устанавливают два параллельных ряда, в первом ряду глубина термоэлементов увеличивается от одного края плиты до противоположного края, а во встречном втором ряду - в этом же направлении глубина термоэлементов уменьшается.

5. Плитный фундамент по п. 1 или 4, отличающийся тем, что в первом ряду каждого направления глубина термоэлементов увеличивается от одного края плиты до противоположного края по линейной зависимости, а во встречном втором ряду - уменьшается по этой же зависимости.

6. Плитный фундамент по п. 1, отличающийся тем, что вертикальные термоэлементы под плитой изготавливают в форме петель, устанавливают в предварительно пробуренные скважины и соединяют с магистралями, по которым подается теплоноситель или хладоноситель, при этом скважины и траншеи после установки глубинных охладителей и магистралей засыпают.

7. Плитный фундамент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что обойма до дополнительного замораживания грунта выполнена из армоэлементов в виде стоек с двумя боковыми пластинами по длине, жестко прикрепленными с противоположных сторон стоек и позволяющими только частично перекрывать промежутки между стойками соседних армоэлементов.

8. Плитный фундамент по п. 1, отличающийся тем, что армоэлементы выполнены в виде стоек, установленных с небольшим зазором в пробуренные скважины.

9. Плитный фундамент по п. 1, отличающийся тем, что обойма выполнена с жестко прикрепленным поперечным опорным элементом, опирающимся на грунтовое основание.

10. Плитный фундамент по п. 1 или 8, отличающийся тем, что поперечный опорный элемент опирают на поверхность грунта.

11. Плитный фундамент по п. 1 или 8, отличающийся тем, что поперечный опорный элемент опирают на грунт на уровне или ниже подошвы слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта.

12. Плитный фундамент по п. 1, отличающийся тем, что составную обойму устраивают из автономных вертикальных охлаждающих элементов замораживанием вечномерзлого грунта и образованием низкотемпературных столбов прочного грунта, смыкающихся с соседними замороженными столбами с образованием сплошной кольцевой стены в один или несколько кольцевых рядов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к опорам сейсмостойких сооружений (зданий). Сейсмоизолирующая опора включает несущий элемент колонны, которая через верхнюю опорную плиту опирается на резинометаллическую опору (РМО), а нижняя опорная пластина РМО при помощи анкерных болтов соединена с фундаментом, РМО выполнена из поочередно уложенных друг на друга упругих резиновых листов (прокладок) и металлических листов, а в средней части устроено центральное ядро.

Изобретение относится к области строительства, в частности к защите строительных конструкций от сейсмического воздействия и снижению сейсмической нагрузки на здание.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для мониторинга основания фундаментов в проблемных грунтовых условиях. Фундамент с индикатором сверхнормативных деформаций, просадок, провалов в основании представляет собой монолитную железобетонную плиту, ленту либо сборный блок, в которых выполнены на всю толщину вертикальные технологические каналы (штрабы).

Изобретение относится к области сейсмостойкого строительства и может быть использовано при строительстве каркасных зданий с отдельными фундаментами. Система сейсмозащиты каркасных зданий характеризуется наличием элементов скольжения.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении тяжелых с перекрестно-стеновой конструктивной схемой сооружений, которые устраиваются на сжимаемых грунтах в районах с повышенной сейсмичностью.

Изобретение относится к области строительства сейсмостойких сооружений. Технический результат: обеспечение оперативного управления сейсмозащитой здания или сооружения и повышение сейсмостойкости объекта в аварийной ситуации.

Изобретение относится к электроэнергетике. Устройство сейсмоустойчивой установки разрядника содержит монтажный узел под нижнем фланцем разрядника, заземлитель, регистратор срабатывания и стойку-фундамент.

Изобретение относится к строительству, в частности к области обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений. Предварительно напряженная сейсмоизолирующая опора для зданий и сооружений состоит из нижней и верхней частей, образующих замкнутую камеру, в которой размещена промежуточная подушка из шариков и смазки.

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению зданий и сооружений в сейсмических районах. Сейсмостойкое здание включает каркас и фундаментную плиту, подвешенную на жестких в вертикальном направлении тягах к объемлющему ее, заглубленному в грунт фундаментному стакану.

Изобретение относится к области строительства и используется при сооружении и анализе напряженно-деформированного состояния строящихся преимущественно высоких и высотных зданий и сооружений на неравномерно сжимаемых грунтах.

Изобретение относится к строительству, в частности к возведению фундаментов на просадочных основаниях. Фундамент для просадочных оснований, включающий наружную коническую или пирамидальную оболочку с уширением в нижней части. Внутренняя оболочка, состоящая из соединенных угловых элементов, шарнирно закрепленных в пазах наружной оболочки фундамента, выполнена в форме конуса или пирамиды с уширением или с сужением в нижней части. Технический результат состоит в повышении несущей способности и надежности фундамента на деформируемых основаниях, снижении трудоемкости. 4 ил.

Изобретение относится к строительству в сейсмически опасных районах, а именно к устройствам, снижающим воздействие горизонтальных колебаний земной коры на здания и сооружения, и способам защиты и сохранения несущих конструкций зданий при землетрясениях. Плоскостной подшипник качения, устанавливаемый в сейсмических фундаментах для защиты зданий и сооружений от горизонтальных колебаний земной коры при землетрясениях, состоит из трех расположенных строго горизонтально, одна над другой, стальных плит (квадратные в плане стальные листы с высокими плоскостными свойствами из низкоуглеродистой термически необработанной стали толщиной не менее 15 мм), между которыми в каретке из полиэтилена низкого давления с шагом 10 мм друг от друга укладываются элементы качения - стальные стержни из круглой стальной низкоуглеродистой термически необработанной проволоки диаметром 5 мм. Между первым и вторым листами стержни укладываются в одном направлении, а между вторым и третьим листами - в перпендикулярном направлении по отношению к первым. Технический результат состоит в обеспечении устойчивости зданий в сейсмически опасных районах, повышении надежности зданий. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к средствам защиты зданий и сооружений от сейсмической нагрузки. Виброизолятор для фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах, содержит корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом. Корпус жестко связан с основанием, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упругодемпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндроконическим отверстием, выполняющий функции нижнего ограничителя хода пружины, ось которой перпендикулярна основанию. Пружина взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан и верхнюю, охватывающую пружину, крышку, которая жестко соединена с осесимметричной пружине резьбовой втулкой. На крышке закреплен верхний ограничитель хода пружины, выполненный в виде цилиндрической втулки, охватывающей сверху крышку. Верхний ограничитель служит верхним упругодемпфирующим элементом и выполнен из эластомера, а в резьбовой втулке закреплен винт для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом. Корпус в верхней части соединен с крышкой, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону виброизолируемого объекта, закреплен упругий ограничитель динамического хода объекта, выполненный из эластомера, а в крышке, перпендикулярно ее оси, выполнено отверстие для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола. В осевом цилиндроконическом отверстии нижнего цилиндрического упругодемпфирующего элемента из эластомера коаксиально между собой и соосно корпусу расположены два дополнительных демпфирующих элемента, один из которых, имеющий форму в виде цилиндроконической втулки, выполнен из полиуретана, а другой, расположенный внутри первого и имеющий цилиндрическую форму, выполнен упругим сетчатым элементом, плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см3…2,0 г/см3. Материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм. Пружина выполнена из винтовой, пустотелой и упругой стальной трубки, внутри которой коаксиально и осесимметрично установлена с зазором по крайней мере одна дополнительная упругая стальная трубка. В зазорах между трубками расположен, по крайней мере, один фрикционный элемент, например из полиэтилена, обладающего высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению со сталью. Поверхности корпуса и дополнительной упругой стальной трубки соприкасаются с поверхностями фрикционных элементов, а их оси совпадают с осью витков корпуса, а центрально, коаксиально и осесимметрично корпусу расположен винтовой упругий стержень, выполненный сплошным, а фрикционные элементы выполнены трубчатыми, например из полиэтилена. Технический результат - повышение эффективности виброизоляции. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению зданий и сооружений в сейсмических районах. Сейсмостойкое промышленное здание включает каркас, фундамент и промежуточные элементы. Фундамент выполнен из отдельных опор и ленты, установленных относительно друг друга с зазором. В подошве опор и на верхней поверхности ленты выполнены совмещенные чашеобразные углубления с образованием полости, внутри которой расположены промежуточные элементы в виде шара. Между опорами выполнены каналы, внутри которых установлены балки-распорки с зазором относительно стенок канала. Над лентой с зазором по периметру опор закреплены барьеры с образованием полости, над которой установлена надфундаментная плита. По периметру нижней поверхности плиты выполнены швы скольжения. Технический результат состоит в повышении надежности и сейсмостойкости промышленного здания при значительных горизонтальных сейсмических воздействиях, снижении материалоемкости и трудоемкости его возведения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх