КОНСТРУКЦИЯ ОСНОВАНИЯ НА МНОГОЛЕТНИХ МЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ И ДЛЯ ЗАТОПЛЯЕМЫХ ЗОН Российский патент 2003 года по МПК E02D27/32 E02D27/35 

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборным железобетонным конструкциям для плоских покрытий и перекрытий с повышенной эксплуатационной нагрузкой.

Известен блок настила, конструкция настила и способ его установки на строительной площадке (см. заявку РФ на изобретение 99107557, М.Кл. Е 04 В 5/14, Е 04 С 9/08, приоритет РФ от 29.08.97, приоритет США от 04.09.96, публикация РСТ 12.03.98), который может быть взаимосвязан с множеством других таких блоков для образования конструкции настила, предназначенной для использования на строительной площадке или в качестве дорожного полотна, причем каждый блок образован двумя слоями взаимосвязанных досок. Он включает в себя первый слой, имеющий первый конец и противоположный второй конец, а также первую и вторую боковые стороны, образованный множеством главным образом параллельных досок главным образом одинаковой длины, причем первый слой имеет множество концевых фиксирующих выступов, выступающих из первого конца, при этом на противоположном втором конце первого слоя имеется множество концевых фиксирующих пазов, расположенных по одной линии с указанными концевыми фиксирующими выступами, причем указанные концевые выступы и пазы образованы за счет продольного смещения некоторых досок первого слоя; и второй слой, имеющий первый конец и противоположный второй конец, а также первую и вторую боковые стороны, образованный множеством главным образом параллельных деревянных досок главным образом одинаковой длины, установленных главным образом перпендикулярно доскам первого слоя и лежащих под ними, причем концы и стороны второго слоя совмещены с соответствующими сторонами и концами первого слоя, при этом второй слой имеет множество боковых фиксирующих выступов, выступающих из первой стороны второго слоя, причем на противоположной стороне второго слоя имеется множество расположенных по одной линии боковых фиксирующих пазов, при этом указанные боковые выступы и боковые пазы образованы за счет продольного смещения некоторых досок второго слоя, причем концевые фиксирующие выступы и боковые фиксирующие выступы первого блока настила входят в концевые фиксирующие пазы и боковые фиксирующие пазы смежных блоков настила; выбранные доски первого слоя продольно смещены относительно соседних досок; выбранными досками каждого блока настила являются каждая третья доска с одной их сторон первого слоя, а также третья, шестая и девятая доски каждого конца второго слоя; второй слой каждого блока настила содержит по крайней мере одну доску на каждом конце и по меньшей мере две центральные доски, причем указанные боковые выступы и пазы образованы за счет смещения досок второго слоя не относящихся к концевым и центральным доскам; число центральных досок второго слоя каждого блока настила равно удвоенному числу концевых досок второго слоя на каждом из конов указанного второго слоя; каждый блок настила имеет приспособление для подъема, при помощи которого трос для подъема может быть закреплен на блоке и блок может быть вертикально опущен в нужное положение в конструкции настила при помощи подъемного устройства.

Недостатками известного блока являются его низкая надежность, недолговечность и эксплуатационные качества.

Данные недостатки обусловлены материалом, из которого выполнен блок, и его конструктивными особенностями.

Известно принятое за прототип свайное основание для кустового бурения и эксплуатации нефтяных скважин в затопляемых зонах (cм. ПМ РФ 18543, МКП(7) Е 02 В 17/00, опубл. 27.06.2001), включающее ростверк со свайным кустом, выполненное в виде площадки, содержащей полую базовую часть с коммуникациями, причем площадка состоит, по меньшей мере, из двух состыкованных между собой ростверков, при этом каждый ростверк выполнен в виде коробчатого блока, верхнее основание которого представляет собой консольно нависающую над упомянутым коробчатым блоком плиту, а свайный куст выполнен в виде, по меньшей мере, двух симметричных рядов свай-опор, на верхних торцах которых установлено нижнее основание упомянутого коробчатого блока, оно также дополнительно содержит энергоблоки, помещения для вахты и вертолетную площадку, дополнительно оснащено эстакадной дорогой, выполненной из состыкованных ростверков и двух симметричных рядов свай-опор и оснащенной по внешним сторонам ростверков ограждающими конструкциями, полая базовая часть выполнена в плане в форме прямоугольника, каждая плита ростверка выполнена с профильным уклоном к оси симметрии коробчатой части ростверка, верхнее основание ростверка представляет собой две консольно нависающие над коробчатой частью состыкованные боковыми гранями плиты, установленные с уклоном к оси симметрии коробчатой части, по которой проходит линия стыка, каждая свая свайного куста выполнена в виде железобетонной опоры или в виде полой металлической трубы, основание оснащено по внешним сторонам ограждающими конструкциями.

Недостатком известной конструкции является низкая технологичность изготовления, надежность и высокая материалоемкость, трудоемкость и себестоимость транспортировки и монтажа составляющих элементов.

Данный недостаток обусловлен конструктивными особенностями основания и конструктивной формой составляющих элементов железобетонных коробчатых блоков.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение материалоемкости, себестоимости, трудоемкости транспортировки и монтажа, повышение технологичности изготовления, надежности и долговечности.

Поставленный технический результат достигается тем, что известная конструкция основания на многолетних мерзлых грунтах и для затопляемых зон, образованная за счет установки на сваи-опоры и взаимного соединения множества железобетонных блоков, образованных взаимосвязанными частями составляющих их элементов, согласно изобретению образована из установленных на горизонтальные поперечные параллельные балки, закрепленные на торцах, по меньшей мере, трех поперечных параллельных рядов вертикальных опорных стоек свай-опор, по меньшей мере, четырех попарно расположенных железобетонных П-образных блоков, боковые поверхности каждого из которых выполнены в виде двух, установленных на горизонтальных поперечных параллельных балках, закрепленных на паре поперечных параллельных рядов вертикальных опорных стоек свай-опор, перпендикулярных им, элементов двутавровой формы, взаимосвязанных посредством плоской плиты, установленной на горизонтальные поверхности обращенных друг к другу верхних частей элементов двутавровой формы, образующей верхнюю поверхность П-образного блока, а горизонтальные поверхности обращенных друг к другу наружных верхних частей элементов двутавровой формы каждой пары П-образных блоков, установленных на упомянутых горизонтальных поперечных параллельных балках, взаимосвязаны установленной на них дополнительной плоской плитой, связывающей горизонтальные поверхности обращенных друг к другу наружных верхних частей элементов двутавровой формы каждой пары П-образных блоков, состыкованной своими боковыми торцевыми поверхностями с обращенными к ним боковыми торцевыми поверхностями упомянутых плоских плит первой пары П-образных блоков, при этом вторая пара П-образных блоков установлена на горизонтальных поперечных параллельных балках, закрепленных на паре поперечных параллельных рядов вертикальных опорных стоек свай-опор, причем горизонтальные поперечные балки, закрепленные на вертикальных опорных стойках свай-опор среднего поперечного ряда, являются общими для первой и второй пары П-образных блоков, и связана с первой парой П-образных блоков совмещенными торцевыми поверхностями однородных элементов, составляющих и связывающих П-образные блоки первой и второй пары, причем вертикальные опорные стойки установлены на оголовки свай-опор и связаны попарно в каждом поперечном ряду посредством раскосов, крепление горизонтальных поперечных параллельных балок к торцам вертикальных опорных стоек свай-опор и составляющих элементов П-образных блоков между собой осуществляется посредством закладных деталей, а дополнительная плита, связывающая горизонтальные поверхности обращенных друг к другу наружных верхних частей элементов двутавровой формы каждой пары П-образных блоков, аналогична по размерам плите, образующей верхнюю поверхность П-образного блока, каждый двутавровый элемент П-образного блока, устанавливаемый на горизонтальные поперечные параллельные балки, закрепленные на поперечных параллельных рядах вертикальных опорных стоек свай-опор перпендикулярно им, закрепляется непосредственно над вертикальными опорными стойками таким образом, что вертикальная плоскость, проходящая через его вертикальную ось симметрии х-х, проходит через ось симметрии х'-х' вертикальных опорных стоек и свай-опор.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

В отличие от известных аналогов и прототипа, выполнение конструкции основания из установленных на горизонтальные поперечные параллельные балки, закрепленные на торцах, поперечных параллельных рядов вертикальных опорных стоек свай-опор, железобетонных П-образных блоков, выполненных из элементов двутавровой формы, взаимосвязанных посредством плоской плиты, установленной на горизонтальные поверхности обращенных друг к другу верхних частей элементов двутавровой формы, в целом повышает надежность и долговечность конструкции основания, поскольку позволяет снизить путем рассредоточения нагрузку на сваи. Использовать высокопрочные, долговечные элементы двутавровой формы из железобетона для боковых стенок П-образных блоков, также исключающих точечную нагрузку одновременно на поперечные параллельные балки и сваи и на составляющие верхнюю поверхность основания плоские плиты, установленные на горизонтальные поверхности верхних частей двутавровых элементов. В объекте-прототипе присутствовали консольно нависающие части, составляющие блоки основания элементы, которые могли повлиять на надежность и долговечность основания, поскольку место стыковки не имело под собой опоры, а как бы висело в воздушном пространстве, что вело к выкрашиванию бетона на границе состыкованных частей и дальнейшему их обламыванию.

В предлагаемой конструкции основания элементы, составляющие П-образные блоки, имеют повышенную технологичность изготовления, компактны и удобны при проведении погрузочно-разгрузочных и монтажных работ, а образующиеся П-образные блоки при одновременно повышенной прочности обладают значительно меньшей материалоемкостью и себестоимостью как самих П-образных блоков, так и конструкции основания, образованного взаимным соединением множества блоков. Это достигается за счет того, что П-образные блоки устанавливаются друг от друга на расстоянии, равном ширине одного П-образного блока, которое перекрывается дополнительной плоской плитой, связывающей горизонтальные поверхности обращенных друг к другу наружных верхних частей элементов двутавровой формы каждой пары П-образных блоков, т.е. по существу образующей дополнительный блок без установки дополнительных боковых опор.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизна".

По мнению заявителя, сущность заявляемого изобретения не следует главным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на достигаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в производстве подобных конструкций основания, с получением технического результата, заключающегося в полном улучшении эксплуатационных качеств и повышении надежности.

Сущность заявляемого изобретения поясняется примером конкретного выполнения, где
на фиг. 1 изображена конструкция основания, вид сверху в плане;
на фиг. 2 - конструкция основания, разрез по 1-1;
на фиг. 3 - конструкция основания, разрез по 2-2;
на фиг. 4 и 5 - узлы крепления составляющих элементов конструкции основания.

Конструкция основания на многолетних мерзлых грунтах и для затопляемых зон образована из установленных на горизонтальные поперечные параллельные железобетонные балки 1, закрепленные с помощью закладных деталей 2 на торцах 3 вертикальных опорных стоек 4 свай-опор 5, П-образных железобетонных блоков 6. Вертикальные опорные железобетонные стойки 4 установлены попарно параллельными поперечными рядами 7. На верхних торцах 3 вертикальных опорных стоек 4 каждого параллельного поперечного ряда 7 установлены состыкованные своими торцевыми частями упомянутые горизонтальные поперечные параллельные железобетонные балки 1 таким образом, что каждую упомянутую балку поддерживают три вертикальные железобетонные опорные стойки 4 одного ряда 7, причем крайние из каждой тройки вертикальных железобетонных опорных стоек 4 одного ряда 7 поддерживают концы двух состыкованных горизонтальных поперечных параллельных железобетонных балок 1. На горизонтальных поперечных параллельных железобетонных балках 1 устанавливаются железобетонные П-образные блоки 6, боковые поверхности каждого из которых выполнены в виде двух установленных на горизонтальные поперечные параллельные балки 1 перпендикулярных им элементов двутавровой формы 8. Горизонтальные поверхности 9 обращенных друг к другу верхних частей 10 элементов двутавровой формы 8 связаны посредством установленной на них плоской плиты 11, которая образует верхнюю поверхность П-образного блока 6 (фиг.1), т.е. часть верхней поверхности конструкции основания.

Горизонтальные поверхности 12 обращенных друг к другу наружных верхних частей 13 элементов двутавровой формы 8 каждой пары П-образных блоков 6, установленных на горизонтальных поперечных параллельных балках 1, закрепленных на двух поперечных параллельных рядах вертикальных опорных стоек 4 свай-опор 5, взаимосвязаны установленной на них дополнительной плоской плитой 14, аналогичной по размерам плите 11, состыкованной своими боковыми торцевыми поверхностями 15 с обращенными к ним боковыми торцевыми поверхностями 16 упомянутых плоских плит 11 этой пары П-образных блоков 6.

На горизонтальных поперечных параллельных железобетонных балках 1, закрепленных на трех поперечных параллельных рядах вертикальных опорных стоек 4 свай-опор 5, попарно располагаются четыре железобетонных П-образных блока 6, т.е. горизонтальные поперечные железобетонные балки 17, закрепленные на среднем поперечном ряду 18 вертикальных опорных стоек 4 свай-опор 5, являются общими для первой и второй пары П-образных блоков 6. Попарно расположенные П-образные блоки 6 на горизонтальных поперечных параллельных железобетонных балках 1 состыкованы торцевыми поверхностями 19 однородных элементов, составляющих П-образные блоки 6.

Вертикальные опорные стойки 4 установлены на оголовки 20 свай-опор 5 и связаны попарно посредством раскосов 21. Крепление горизонтальных поперечных параллельных железобетонных балок 1 к торцам 3 вертикальных опорных стоек 4 свай-опор 5 и составляющих элементов П-образных блоков 6 с упомянутыми балками 1 и между собой осуществляется посредством закладных деталей 2. Сваи-опоры 5 в каждом поперечном ряду расположены друг от друга на расстояние "с", равное длине плоской плиты 11 (с), связывающей горизонтальные поверхности 9 обращенных друг к другу верхних частей 10 элементов двутавровой формы 8 каждого П-образного блока 6 и образующей верхние горизонтальные поверхности П-образных блоков 5. Продольные ряды 22 свай-опор 5 отстоят друг от друга на расстоянии "а", равном ширине плоской плиты 11, связывающей горизонтальные поверхности 9 обращенных друг к другу верхних частей 10 элементов двутавровой формы 8 каждого П-образного блока 6 и образующей верхние горизонтальные поверхности П-образных блоков 6, т.е. верхние поверхности конструкции основания.

Работа по установке основания на многолетних мерзлых грунтах и для затопляемых зон заключается в предварительной установке свай-опор 5, на которые затем устанавливают оголовки 20.

В каждом поперечном параллельном ряду 7 сваи-опоры 5 устанавливаются друг от друга на расстояние "с", равное длине плоской плиты 11, связывающей горизонтальные поверхности 9 обращенных друг к другу верхних частей 10 элементов двутавровой формы 8 каждого П-образного блока 6 и образующей верхние горизонтальные поверхности П-образных блоков 5. Каждый продольный ряд 22 свай-опор 5 отстоит от следующего продольного ряда 22 свай-опор 5 на расстоянии "а", равном ширине плоской плиты 10, связывающей горизонтальные поверхности обращенных друг к другу верхних частей элементов двутавровой формы каждого П-образного блока 6 и образующей верхние горизонтальные поверхности П-образных блоков 6. Сваи-опоры 5 в поперечных параллельных рядах 7 устанавливаются попарно таким образом, что получившийся свайный куст состоит из пересекающихся перпендикулярных друг другу параллельных поперечных рядов 7 и образующихся продольных рядов 22 попарно установленных свай-опор 5. На оголовки 20 свай-опор 5 устанавливаются вертикальные железобетонные опорные стойки 4, которые связывают между собой в каждом поперечном ряду попарно посредством раскосов 21. На торцы 3 опорных железобетонных стоек 4 свай-опор 5 каждого поперечного ряда горизонтально устанавливаются поперечные параллельные балки 1. На каждую пару параллельных рядов горизонтальных поперечных балок 1, закрепленных на двух поперечных рядах вертикальных опорных стоек 4 свай-опор 5, устанавливают пару перпендикулярных упомянутым балкам элементов двутавровой формы 8, у которых горизонтальные поверхности 9 обращенных друг к другу верхних частей 10 связаны посредством установленной на них плоской плиты 11, образующей верхнюю поверхность П-образного блока 6. Каждый двутавровый элемент 7 П-образного блока 6 устанавливается на горизонтальные поперечные параллельные балки 1 таким образом, что вертикальная плоскость, проходящая через его вертикальную ось симметрии х-х, проходит через ось симметрии х'-х' вертикальных опорных стоек 4 и свай-опор 5, т.е. двутавровые элементы 8 устанавливаются непосредственно над вертикальными опорными стойками 4.

Предложенная конструкция основания на многолетних мерзлых грунтах и для затопляемых зон обладает надежностью, долговечностью, имеет значительно сниженную материалоемкость, которая, в свою очередь, снижает трудоемкость монтажа конструкции основания, а также расходы по транспортировке составляющих ее элементов к месту монтажа и в конечном итоге себестоимости.

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборным железобетонным конструкциям для плоских покрытий и перекрытий с повышенной эксплуатационной нагрузкой. Конструкция образована за счет установки на сваи-опоры и взаимного соединения множества железобетонных блоков, образованных взаимосвязанными частями составляющих их элементов. Новым является то, что она образована из установленных на горизонтальные поперечные параллельные балки, закрепленные на торцах, по меньшей мере, трех поперечных параллельных рядов вертикальных опорных стоек свай-опор, по меньшей мере, четырех попарно расположенных железобетонных П-образных блоков, боковые поверхности каждого из которых выполнены в виде двух, установленных на горизонтальных поперечных параллельных балках, закрепленных на паре поперечных параллельных рядов вертикальных опорных стоек свай-опор, перпендикулярных им, элементов двутавровой формы, взаимосвязанных посредством плоской плиты, установленной на горизонтальные поверхности обращенных друг к другу верхних частей элементов двутавровой формы, образующей верхнюю поверхность П-образного блока, а горизонтальные поверхности обращенных друг к другу наружных верхних частей элементов двутавровой формы каждой пары П-образных блоков, установленных на упомянутых горизонтальных поперечных параллельных балках, взаимосвязаны установленной на них дополнительной плоской плитой, связывающей горизонтальные поверхности обращенных друг к другу наружных верхних частей элементов двутавровой формы каждой пары П-образных блоков, состыкованной своими боковыми торцевыми поверхностями с обращенными к ним боковыми торцевыми поверхностями упомянутых плоских плит первой пары П-образных блоков, при этом вторая пара П-образных блоков установлена на горизонтальных поперечных параллельных балках, закрепленных на паре поперечных параллельных рядов вертикальных опорных стоек свай-опор, причем горизонтальные поперечные балки, закрепленные на вертикальных опорных стойках свай-опор среднего поперечного ряда, являются общими для первой и второй пары П-образных блоков, которая связана с первой парой П-образных блоков совмещенными торцевыми поверхностями однородных элементов, составляющих и связывающих П-образные блоки первой и второй пары, причем вертикальные опорные стойки установлены на оголовки свай-опор. Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение материалоемкости, себестоимости, трудоемкости транспортировки и монтажа, повышение технологичности изготовления, надежности и долговечности. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Конструкция основания на многолетних мерзлых грунтах и для затопляемых зон, образованная за счет установки на сваи-опоры и взаимного соединения множества железобетонных блоков, образованных взаимосвязанными частями составляющих их элементов, отличающаяся тем, что она образована из установленных на горизонтальные поперечные параллельные балки, закрепленные на торцах, по меньшей мере, трех поперечных параллельных рядов вертикальных опорных стоек свай-опор, по меньшей мере, четырех попарно расположенных железобетонных П-образных блоков, боковые поверхности каждого из которых выполнены в виде двух, установленных на горизонтальных поперечных параллельных балках, закрепленных на паре поперечных параллельных рядов вертикальных опорных стоек свай-опор, перпендикулярных им, элементов двутавровой формы, взаимосвязанных посредством плоской плиты, установленной на горизонтальные поверхности обращенных друг к другу верхних частей элементов двутавровой формы, образующей верхнюю поверхность П-образного блока, а горизонтальные поверхности обращенных друг к другу наружных верхних частей элементов двутавровой формы каждой пары П-образных блоков, установленных на упомянутых горизонтальных поперечных параллельных балках, взаимосвязаны установленной на них дополнительной плоской плитой, связывающей горизонтальные поверхности обращенных друг к другу наружных верхних частей элементов двутавровой формы каждой пары П-образных блоков, состыкованной своими боковыми торцевыми поверхностями с обращенными к ним боковыми торцевыми поверхностями упомянутых плоских плит первой пары П-образных блоков, при этом вторая пара П-образных блоков установлена на горизонтальных поперечных параллельных балках, закрепленных на паре поперечных параллельных рядов вертикальных опорных стоек свай-опор, причем горизонтальные поперечные балки, закрепленные на вертикальных опорных стойках свай-опор среднего поперечного ряда, являются общими для первой и второй пары П-образных блоков, и связана с первой парой П-образных блоков совмещенными торцевыми поверхностями однородных элементов, составляющих и связывающих П-образные блоки первой и второй пары, причем вертикальные опорные стойки установлены на оголовки свай-опор. 2. Конструкция основания на многолетних мерзлых грунтах и для затопляемых зон по п.1, отличающаяся тем, что крепление горизонтальных поперечных параллельных балок к торцам вертикальных опорных стоек свай-опор и составляющих элементов П-образных блоков между собой осуществляется посредством закладных деталей. 3. Конструкция основания на многолетних мерзлых грунтах и для затопляемых зон по п.1, отличающаяся тем, что дополнительная плита, связывающая горизонтальные поверхности обращенных друг к другу наружных верхних частей элементов двутавровой формы каждой пары П-образных блоков, аналогична по размерам плите, образующей верхнюю поверхность П-образного блока. 4. Конструкция основания на многолетних мерзлых грунтах и для затопляемых зон по п.1, отличающаяся тем, что вертикальные опорные стойки связаны попарно в каждом поперечном ряду посредством раскосов. 5. Конструкция основания на многолетних мерзлых грунтах и для затопляемых зон по п.1, отличающаяся тем, что каждый двутавровый элемент П-образного блока, устанавливаемый на горизонтальные поперечные параллельные балки, закрепленные на поперечных параллельных рядах вертикальных опорных стоек свай-опор перпендикулярно им, закрепляется непосредственно над вертикальными опорными стойками таким образом, что вертикальная плоскость, проходящая через его вертикальную ось симметрии х-х проходит через ось симметрии х'-х' вертикальных опорных стоек и свай-опор.