Плитный фундамент на неравномерно сжимаемом основании с возможностью регулирования кренов
Владельцы патента RU 2731969:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" (RU)
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве тяжелых зданий с плитными фундаментами, расположенными в сейсмических районах на участках с неравномерно сжимаемым основанием и, следовательно, риском развития значительных кренов фундаментов и надземных конструкций. Плитный фундамент на неравномерно сжимаемом основании с возможностью регулирования кренов включает верхнюю и нижнюю плиты, разделенные промежуточным горизонтальным слоем-подушкой. Нижняя плоскость верхней плиты имеет площадь меньше площади верхней плоскости нижней плиты, которая выполнена с периметральными ребрами и имеет в уровне верхней плоскости ниши, снабженные домкратами. Верхняя плита имеет систему сквозных вертикальных отверстий, одни из которых соединены с домкратами, а другие предназначены для высоконапорной инъекции мелкозернистого бетона и обеспечения фиксирования положения верхней плиты, выровненной при помощи домкратов. Технический результат состоит в обеспечении возможности оперативного регулирования неравномерных деформаций и кренов тяжелых зданий на любом из этапов их строительства и эксплуатации, снижении материалоемкости. 3 ил.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве тяжелых зданий с плитными фундаментами, расположенными в сейсмических районах на участках с неравномерно сжимаемым основанием и, следовательно, риском развития значительных кренов фундаментов и надземных конструкций.
Известен фундамент сейсмостойкого здания, включающий опорную плиту, размещенную на подсыпке из сыпучего пористого материала (Авторское свидетельство СССР №326338, кл. E02D 27/34, 1970 г.).
Недостатком данного фундамента является недостаточная сейсмостойкость, а также податливость заполнителя, которая допускает произвольное изменение напряженно-деформированного состояния в его теле, что может вызвать неконтролируемые крены надземного строения.
Известен способ строительства плитных (свайно-плитных) фундаментов в сейсмических районах (Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения Е.А. Сорочан и др., С. 291-293) с применением промежуточного горизонтального слоя-подушки из малосжимаемого материала, например гранитного щебня, для создания условий, обеспечивающих снижение или полное снятие горизонтальных нагрузок с фундаментов при сейсмических событиях, который является наиболее близким техническим решением.
Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности в процессе эксплуатации тяжелого здания выправлять его крены.
Известно техническое решение (патент - RU 2425926, E02D 35/00, 2011 г.) по выравниванию кренов зданий при помощи специальных устройств, представляющих собой систему гидравлических домкратов, в которые через специальный клапан может подаваться жидкость под большим давлением, вследствие чего устройство (домкрат) увеличивается в объеме, и это позволяет исправлять крены зданий в местах размещения таких домкратов.
Недостатком такого способа является необходимость вводить это устройство в уже выполненные несущие конструкции или фундаменты путем локального разрушения этих конструкций в тех местах, где нужно отрегулировать обнаруженные крены. Во многих случаях возможность установки таких домкратов в тело несущих конструкций ограничена ввиду отсутствия доступа к несущим конструкциям эксплуатируемого здания.
Также известен плитный фундамент (полезная модель - RU 101053, E02D 27/34, 2011 г. - прототип) включает нижнюю и верхнюю плиты, а также расположенный между ними горизонтальный слой-подушку, который выполнен в виде многослойной конструкции и состоит из жестких слоев.
Недостатком известного технического решения сложность и трудоемкость конструкции композитного рабочего тела, что увеличивает сроки изготовления фундамента в целом.
Техническим результатом изобретения является введение возможности оперативного регулирования неравномерных деформаций и кренов тяжелых зданий на любом из этапов их строительства и эксплуатации.
Технический результат достигается за счет того, что в плитном фундаменте, включающем нижнюю и верхнюю плиты, разделенных промежуточным горизонтальным слоем-подушкой, согласно изобретению, нижняя плоскость верхней плиты имеет площадь меньше площади верхней плоскости нижней плиты, которая выполнена с периметральными ребрами и имеет в уровне верхней плоскости ниши, снабженные домкратами, а верхняя плита имеет систему сквозных вертикальных отверстий, одни из которых соединены с домкратами, а другие предназначены для высоконапорной инъекции мелкозернистого бетона и для обеспечения фиксирования положения верхней плиты, выровненной при помощи домкратов.
Новизна предлагаемого технического решения заключается в том, что за счет конструктивных особенностей фундамента добавляется возможность исправления кренов зданий на плитных фундаментах без значительных затрат на реконструкцию.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан план плитного фундамента, конструкции тяжелого здания, а также полости с домкратами и дополнительные отверстия для фиксации фундаментных плит после выравнивания кренов; на фиг. 2 изображен разрез предлагаемой конструкции плитного фундамента в сейсмическом районе; на фиг. 3 показан конструктивный узел стыковки фундаментных плит через промежуточный слой-подушку с показом ниши, снабженной домкратом.
Плитный фундамент на неравномерно сжимаемом основании с возможностью регулирования кренов включает верхнюю 1 и нижнюю 2 плиты, разделенных промежуточным горизонтальным слоем-подушкой 3. Нижняя плита 2 имеет площадь больше площади верхней плиты 1, выполнена с периметральными ребрами 4 и имеет в уровне верхней плоскости ниши 5, снабженные домкратами 6, а верхняя плита 1 имеет систему сквозных вертикальных отверстий 7, одни из которых соединены с домкратами 6, а другие 8 предназначены для высоконапорной инъекции мелкозернистого бетона, позволяющей фиксировать положение надземного строения 9 и верхней плиты 1, выровненной при помощи домкратов 6.
Плитный фундамент на неравномерно сжимаемом основании с возможностью регулирования кренов возводится следующим образом.
На стадии проектирования здания при риске возникновения значительных кренов надземного строения возможно предусмотреть регулирующие мероприятия, которые являются сутью настоящего изобретения. Затем в ходе строительства выполняют устройство нижней плиты 2 с нишами 5, которые снабжают домкратами 6 с подающими трубками 9. После этого выполняется отсыпка и уплотнение промежуточной слоя-подушки 3. Далее выполняется верхняя плита 1 с системой сквозных вертикальных отверстий 7, одни из которых соединены с домкратами 6, а другие 8 предназначены для высоконапортной инъекции мелкозернистого бетона.
В процессе дальнейшего строительства и/или эксплуатации при выявлении сверхнормативных кренов и деформаций высотного здания без значительных затрат на реконструкцию приводится в действие система гидравлических домкратов 6, во внутреннее пространство которых подается жидкость и обеспечивается увеличение расстояние между внутренними гранями пластин домкратов 6 на заданную величину. Приведенные в действие домкраты 6 упираются снизу в нижнюю плиту 2, сверху - в горизонтальный слой-подушку 3 и поддомкрачивает верхнюю плиту в необходимом месте. Предварительно заложенные в ниши 5 домкраты 6 с расчетным ходом позволяют в случае необходимости выровнять крен любого типа. После выравнивания кренов здания за счет работы домкратов 6 через дополнительные отверстия 8, заложенные в верхней плите 1, подается высокопрочный мелкозернистый бетон, фиксирующий положение плит 1 и 2 в выровненном положении, при этом не снижая работоспособности фундамента при сейсмических воздействиях.
Плитный фундамент на неравномерно сжимаемом основании с возможностью регулирования кренов, включающий верхнюю и нижнюю плиты, разделенные промежуточным горизонтальным слоем-подушкой, отличающийся тем, что нижняя плоскость верхней плиты имеет площадь меньше площади верхней плоскости нижней плиты, которая выполнена с периметральными ребрами и имеет в уровне верхней плоскости ниши, снабженные домкратами, а верхняя плита имеет систему сквозных вертикальных отверстий, одни из которых соединены с домкратами, а другие предназначены для высоконапорной инъекции мелкозернистого бетона и обеспечения фиксирования положения верхней плиты, выровненной при помощи домкратов.
