Прямоугольное закрытое емкостное сооружение для водоснабжения и канализации типа резервуара, возводимое на пучинистых грунтовых основаниях Российский патент 2004 года по МПК E02D29/45 E04H7/02 

Изобретение относится к строительству, в частности к строительству прямоугольных закрытых резервуаров для воды из сборно-монолитного железобетона различной емкости, возводимых на пучинистых грунтовых основаниях.

Известны типовые проекты (TП) прямоугольных закрытых емкостных сооружений типа резервуаров для воды, утвержденные Госстроем СССР ТП 901-4-63.83 емкостью от 50 до 20000 м³ и ТП 901-4-69.83 емкостью от 50 до 20000 м³, предназначенные для строительства в составе очистных сооружений водоснабжения и канализации и т.д.

Конструкции наружных стен, плит днища, узлы и детали этих проектов приняты на основании серий соответственно: 3.900-3 выпуск 4/82 и 3.900-3 выпуск 15, которые в настоящее время отменены.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому прямоугольному закрытому емкостному сооружению типа резервуара является прямоугольное закрытое емкостное сооружение, выполненное с использованием типовых строительных конструкций, изделий и узлов по серии 3.900.1-10 выпуск 0-2 и выпуск 0-3.

Прямоугольное закрытое емкостное сооружение - аналог состоит из монолитного железобетонного днища типа 1ДР2-4 для шага колонн 3х6 м или типа 2ДР2-4 шага колонн 6×6 м, наружных стеновых панелей балочного типа или плоских панелей высотой от 2,4 до 6 м из сборного железобетона, и угловые стены приняты как из монолитного железобетона, так и из сборных железобетонных панелей, соединенных между собой вверху и внизу и примыкающих к угловым панелям по всей высоте на сварке закладных изделий арматурными накладками с последующим замоноличиванием стыков, с монолитным днищем стеновые панели соединяются путем сварки выпусков арматуры пяты с арматурой днища, колонн из сборного железобетона, заделанных жестко нижним концом в железобетонные фундаменты для варианта со стенами из плоских плит, установленных на монолитное железобетонное днище, а для резервуара из стеновых панелей с опорной пятой непосредственно на днище, ригелей, опертых на колонны и наружные стены и соединенных с ними на сварке через закладные детали, плит покрытия с различными вариантами опирания на стеновые панели и ригели, и соединенные с последними на сварке через закладные детали, обратной засыпки из непучинистого материала и обвалования из грунта толщиной до 1, 2 м по плитам покрытия.

Основным недостатком принятого аналога является то, что его конструкции: стеновые панели, плиты днища и стыки не рассчитаны для использования их на пучинистых грунтовых основаниях сезонного промерзания, когда возникают дополнительные усилия в плите днища, в наружных стенах и стыках от нормальных сил морозного пучения при смерзании грунта обратной засыпки с наружными стеновыми панелями и при неравномерном морозном пучении основания, а обратная засыпка пазух за стеновыми панелями принята из непучинистого грунта с целью исключения влияния морозного пучения грунта обратной засыпки на конструкции емкостного сооружения.

В соответствии с указаниями СНиП 2.02-83 под такие сооружения необходимо предусматривать искусственное основание из непучинистых материалов: песок, гравий и т.д., с толщиной, равной расчетной глубине сезонного промерзания, или предусмотреть свайный фундамент с монолитным железобетонным ростверком, при этом длина свай, заанкеренных в талые слои грунта, должна обеспечить устойчивость (неподвижность) ростверка от нормальных сил морозного пучения или, наконец, предусмотреть утепление грунта-основания таким утеплителем, который бы обладал необходимой прочностью и долговечностью, не теряя свои теплотехнические качества при обводненных грунтах основания.

Стоимость устройства искусственных оснований (фундаментов) под указанные сооружения составляет 15-35% от стоимости самих сооружений, в зависимости от расчетной глубины сезонного промерзания, и соответственно увеличивается трудоемкость их строительства. При использовании эффективного утеплителя из экструдированного пенополистирола типа FLOORMATE из серии Styrofoom, выдерживающего давление 200-700 кПа и сохраняющего свои теплотехнические качества и долговечность в обводненных грунтах, стоимость строительства увеличивается соответственно на 10-25%.

Кроме того, при применении искусственного основания требуется перемещение большого количества грунта и непучинистых строительных материалов, а для производства экструдированного пенополистирола требуется дополнительная энергия, а технологические процессы сопровождаются выделением вредных для окружающей среды компонентов, что увеличивает загрязнение окружающей среды.

Наиболее близкой по своей сущности и достигаемому техническому результату является конструкция прямоугольного закрытого емкостного сооружения, возводимого на пучинистых грунтовых основаниях, содержащая плиту перекрытия, стеновые панели, жестко соединенные с днищем, которое установлено непосредственно на пучинистом грунтовом основании выше границы сезонного промерзания с обратной засыпкой пазух из местного пучинистого грунта (см., например, RU 2184375 С1, 27.06.2002, G 01 N 33/24).

Целью предлагаемого изобретения является разработка и создание конструкции прямоугольного закрытого емкостного сооружения, которое может быть размещено непосредственно на пучинистом грунтовом основании сезонного промерзания, не возводя искусственного основания из непучинистых материалов, или свайных фундаментов с монолитным ростверком, или утепления грунта основания экструдированным пенополистиролом с использованием для обратной засыпки пазух местного пучинистого грунта, вытесняемого при разработке котлована под емкостное сооружение, и, как следствие, существенное снижение материалоемкости и трудоемкости данного емкостного сооружения, значительное уменьшение загрязнения окружающей среды, без ухудшения его прочности и трещиностойкости.

Указанная цель достигается за счет того, что в прямоугольном закрытом емкостном сооружении, возводимом на пучинистых грунтовых основаниях, содержащем плиту перекрытия, стеновые панели, жестко соединенные с днищем, которое установлено непосредственно на пучинистом грунтовом основании выше границы сезонного промерзания с обратной засыпкой пазух из местного пучинистого грунта, согласноизобретению при возведении сооружения для водоснабжения и канализации типа резервуара стеновые панели установлены в паз опорной плиты, толщина которой под наружными стенами выполнена, по меньшей мере, в два раза больше толщины днища в середине пролета емкостного сооружения для наружных стеновых панелей высотой от 2,4 до 3,6 м включительно, в 2,5 раза больше для наружных стеновых панелей высотой от 4,2 до 4,8 м включительно и в три раза больше для наружных стеновых панелей высотой от 5,4 до 6,0 м включительно, при этом опорные пяты также установлены непосредственно на пучинистом грунтовом основании выше границы сезонного промерзания.

Кроме того, в прямоугольном закрытом емкостном сооружении днище и опорные пяты могут быть выполнены из монолитного железобетона.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен поперечный разрез прямоугольного закрытого емкостного сооружения, возводимого на пучинистом грунтовом основании; на фиг.2 - габаритные размеры для определения геометрических характеристик наружной стены-балки.

Прямоугольное закрытое емкостное сооружение, возводимое на пучинистом грунтовом основании, состоит из плиты днища 1 типа 1ДР2-4 или 2ДР2-4 толщиной hω, монолитной опорной пяты 2 толщиной h_C, стеновой панели 3, установленной в паз опорной пяты, плиты покрытия 4, опертой одним концом на наружную стеновую панель 3, а другим концом - на ригель 14, которая опирается на колонну 12, заделанную в фундамент 13, обратной засыпки из местного грунта 5, стеновые панели соединены между собой вверху металлическими стержнями 6 через закладные детали, а внизу в монолитной железобетонной пяте под стеновыми панелями размещены металлические стержни 7, площади сечения которых определены по расчету, по всему периметру сооружения опорная пята 2 соединена с монолитным днищем арматурными выпусками 12. Монолитное днище 1 и опорная пята 2 размещены непосредственно на пучинистом грунтовом основании 8 и находятся выше границы сезонного промерзания 9. Резервуар по плитам покрытия 4 обвалован местным грунтом 10, 11 - условная граница намерзаемого на наружную стену грунта обратной засыпки.

Для восприятия дополнительных усилий при неравномерном морозном пучении грунта основания под наружными стеновыми панелями последние соединены между собой вверху и внизу металлическими стержнями.

Источники информации

1. М.Ф. Киселев. Мероприятия против деформации зданий и сооружений от действия сил морозного выпучивания фундаментов. - М.: Стройиздат, 1971, 101 с.

2. Н.А. Цытович. Механика мерзлых грунтов. - М.: Высшая школа, 1973-445 с.

3. Р.Ш. Абжалимов. Особенности взаимодействия пучинистых грунтов с конструкциями подземных переходов и метод их расчета. /Автор.дис. на соискание ученой степени к.т.н. - М.: НИИОСП, 1987, 23 с.

4. СНиП.2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. - М.: Госстройиздат, 1983, 136 с.

5. Р.Ш. Абжалимов. Патент № 2184375. Способ определения веса намерзающего грунта на стены подземного сооружения при непрерывном морозном пучении грунтового основания под сооружением. Приоритет от 06.12.2000, Бюл. № 18, 2002.

6. Р.Ш. Абжалимов. К расчету малоэтажных зданий на мелкозаглубленных фундаментах на пучинистых грунтах. - М.: Транспортное строительство, 2001, № 3, с.13-16.

7. Инструкция по проектированию конструкций панельных жилых зданий. ВСН 32-77. - М.: Стройиздат, 1978, 177 с.

8. Пособие по расчету крупнопанельных зданий./ Характеристики, жесткости стен, элементов и соединений крупнопанельных зданий. - М.: Стройиздат, вып.1, 1974, 41 с.

9. Р.Ш. Абжалимов. К расчету резервуаров на пучинистых грунтах. - Промышленное и гражданское строительство, 2000, № 1, с.45-46.

Изобретение относится к строительству, в частности к строительству канализационных и водопроводных очистных сооружений, возводимых на пучинистых грунтовых основаниях. Прямоугольное закрытое емкостное сооружение, возводимое на пучинистых грунтовых основаниях, содержит плиту покрытия, стеновые панели, жестко соединенные с днищем, которое установлено непосредственно на пучинистом грунтовом основании выше границы сезонного промерзания с обратной засыпкой пазух из местного пучинистого грунта. Новым является то, что при возведении сооружения для водоснабжения и канализации типа резервуара стеновые панели установлены в паз опорной пяты, толщина которой под наружными стенами выполнена, по меньшей мере, в два раза больше толщины днища в середине пролета емкостного сооружения для наружных стеновых панелей высотой от 2,4 до 3,6 м включительно, в 2,5 раза больше для наружных стеновых панелей высотой от 4,2 до 4,8 м включительно и в три раза больше для наружных стеновых панелей высотой от 5,4 до 6,0 м включительно, при этом опорные пяты также установлены непосредственно на пучинистом грунтовом основании выше границы сезонного промерзания. Техническим результатом изобретения является разработка и создание конструкции прямоугольного закрытого емкостного сооружения, которое может быть размещено непосредственно на пучинистом грунтовом основании сезонного промерзания, а также значительное уменьшение загрязнения окружающей среды, без ухудшения его прочности и трещиностойкости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Прямоугольное закрытое емкостное сооружение, возводимое на пучинистых грунтовых основаниях, содержащее плиту покрытия, стеновые панели, жестко соединенные с днищем, которое установлено непосредственно на пучинистом грунтовом основании выше границы сезонного промерзания с обратной засыпкой пазух из местного пучинистого грунта, отличающееся тем, что при возведении сооружения для водоснабжения и канализации типа резервуара стеновые панели установлены в паз опорной пяты, толщина которой под наружными стенами выполнена, по меньшей мере, в два раза больше толщины днища в середине пролета емкостного сооружения для наружных стеновых панелей высотой от 2,4 до 3,6 м включительно, в 2,5 раза больше для наружных стеновых панелей высотой от 4,2 до 4,8 м включительно и в три раза больше для наружных стеновых панелей высотой от 5,4 до 6,0 м включительно, при этом опорные пяты также установлены непосредственно на пучинистом грунтовом основании выше границы сезонного промерзания.2. Прямоугольное закрытое емкостное сооружение по п.1, отличающееся тем, что днище и опорные пяты выполнены из монолитного железобетона.