СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ФУНДАМЕНТА ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК E02D27/14 E02D27/34 

Изобретение относится к области промышленного строительства и может быть использовано при возведении свайно-плитных фундаментов для промышленных зданий и сооружений, в частности для главных корпусов тепловых электростанций.

Известен способ возведения свайного фундамента главного корпуса Шатурской ГРЭС, описанный в книге Купцова И.П. Проектирование и строительство тепловых электростанций, М.: Энергия, 1972, стр. 114. Способ включает операции по выполнению буронабивных свай и сооружению на головах готовых свай монолитного железобетонного ростверка. При этом осуществляют жесткую заделку голов свай в монолитный ростверк.

Возведенная с помощью способа-аналога жесткая конструкция фундамента электростанции хорошо воспринимает статическую нагрузку от веса верхнего строения и размещенного в нем технологического оборудования. Однако для гашения динамической вибрации здания от работы технологического оборудования дополнительно сооружают специальные виброизолирующие фундаменты непосредственно под машинами с динамическими нагрузками.

При возникновении в ростверке температурных напряжений термоциклические деформации ростверка приводят к расшатыванию свай и снижению их несущей способности.

Прототипом заявляемого изобретения является способ возведения сейсмостойкого фундамента для промышленного сооружения, в частном случае - электростанции, защищенный патентом US 5610962, МПК 7 G 21 C 13/024, опубликованным 11.03.97. Фундамент возводят с опорой на естественное подземное скальное напластование. На буронабивных опорах сооружают заглубленный в грунт горизонтальный железобетонный ростверк с вертикальной железобетонной стеной по периферии. Вертикальную стену ростверка доводят до уровня планировки, в результате чего формируют водонепроницаемое подвальное пространство сооружения. На дне подвала устанавливают комплекты упругих виброизолирующих опор и размещают на них автономно друг от друга строения промышленного объекта.

Автономное расположение строений объекта на отдельных комплектах виброизолирующих опор предназначено для снижения уровня сейсмических нагрузок на строения и поддержания структурной целостности объекта во время землетрясения. Снижения уровня вибрации фундамента добиваются также путем организации насыпного стабилизирующего грунтового вала по периметру вертикальной стены ростверка.

Способом-прототипом осуществляют сооружение фундаментов для атомных и прочих электростанций, а также для других экологически опасных объектов в зонах повышенной сейсмической активности при условии обеспечения сейсмостойкости сооружения по высшему классу.

Недостатком способа-прототипа является большой объем земляных и бетонных работ и длительные сроки сооружения фундамента.

Заявляемое изобретение решает задачу возведения экономичного, надежного и долговечного фундамента для промышленных сооружений, в частности - для тепловых электростанций небольшой мощности в районах с невысокой сейсмической активностью.

В соответствии с заявляемым изобретением возводят фундамент следующим образом:

устраивают буронабивные сваи; по направлению размеченных осей здания в головы свай закладывают анкерную арматуру и замоноличивают ее; на головах свай устанавливают упругие виброизолирующие опоры и закрепляют их ограниченно-подвижно в плане на анкерной арматуре с помощью крепежных деталей; на виброизолирующих опорах монтируют жесткую металлическую фундаментную раму верхнего строения, устанавливают в раме анкерную арматуру для крепления каркаса верхнего строения, сквозь технологические отверстия в балках фундаментной рамы прокладывают армирующие стержни, сетевые коммуникации и затем омоноличивают раму, создавая плитный ростверк.

Индивидуальную глубину заложения свай определяют по результатам инженерно-геологической разведки грунта в месте их сооружения. Все или часть свай могут быть выполнены висячими. Для висячих свай формируют уширение. Головы свай поднимают над уровнем планировки для организации высокого ростверка. Сваи располагают в виде свайного поля.

Анкерную арматуру для ограниченно-подвижного в плане крепления виброизолирующей опоры к свае выполняют в виде замоноличенного в голову сваи анкерного болта. В соединении виброизолирующей опоры плитного ростверка с анкерным болтом выполняют радиальный зазор.

Для элементов сборно-монолитного плитного ростверка подбирают материалы практически с одинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения.

Существо изобретения поясняется чертежами, на фиг.1 которого изображено свайное поле в плане, на фиг.2 - буронабивные сваи, фронтальный разрез, на фиг.3 - голова буронабивной сваи с виброизолирующей опорой для ростверка (вид I фиг.2), на фиг.4 - вид II фиг.2, на фиг.5 - уширение сваи.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

В соответствии с разметкой строительной площадки устраивают сваи. Индивидуальную глубину заложения сваи 1 от уровня планировки 2 определяют по результатам инженерно-геологической разведки грунта в месте сооружения сваи с учетом характера напластований, их физико-механических, деформационных свойств, а также с учетом характеристик возводимого предприятия и свойств строительных материалов. В случае необходимости для висячих свай формируют уширения 3.

При изготовлении свай 1 в них устанавливают армирующий каркас 5 и анкерный болт 6. Анкерные болты 6 закладывают в голову свай по отметкам осей возводимого. Голову сваи 1 поднимают над уровнем планировки 2 для организации высокого ростверка 7.

Обеспечив ровную поверхность голов свай, на них устанавливают виброизолирующие опоры 8 для плитного ростверка 7 и закрепляют на анкерных болтах 6 гайками 9 с шайбами 10. Наличие радиального зазора “δ” в соединении виброизолирующей опоры 8 с анкерным болтом 6 обеспечивает ограниченную подвижность виброизолирующей опоры 8 в плане.

На виброизолирующих опорах монтируют металлические балки 11 плитного ростверка 7 и крепят к опорам крепежными деталями 12, 13. Металлические балки 11 соединяют крепежными деталями 14, 15 между собой в жесткую металлическую фундаментную раму 16 верхнего строения 17, укладывают в проектное положение анкерную арматуру 18 для крепления каркаса верхнего строения 17, сквозь технологические отверстия 19 в балках 11 фундаментной рамы 16 прокладывают армирующие стержни 20 и сетевые коммуникации, в частности технологические трубопроводы 21 и кабельные короба 22.

По низу металлических балок 11 устанавливают опалубку 23 плиты ростверка.

Материалы элементов сборно-монолитного ростверка 7 (металл балок 11, бетон и пр.) подбирают практически с одинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения. Затем омоноличивают (например, бетонируют) плиту ростверка 7, ограниченного по периметру металлическими балками 11.

В дальнейшем каркас верхнего строения 17 устанавливают на балки 11 ростверка 7 и крепят к ним жестко при помощи замоноличенных в ростверк анкерных болтов 18.

Заявляемый способ возведения фундамента для промышленного сооружения позволяет сократить объем и цикл выполняемых работ. Размещение на головах свай ограниченно-подвижных в плане виброизолирующих опор позволяет упростить и ускорить монтаж несущего каркаса ростверка вне зависимости от погрешностей смещения свай относительно оси свайного поля и допущенных при набивке свай погрешностей формы.

Возведенный заявляемым способом фундамент обеспечивает высокую устойчивость здания за счет равномерной передачи на грунт статических нагрузок, эффективного гашения вибраций от динамических нагрузок и компенсации температурных деформаций. Сборно-монолитная конструкция ростверка обеспечивает сплошность плиты при любых видах нагрузок - вертикальных, горизонтальных, распорных, изгибающих, термоциклических. При этом осадка, просадка, горизонтальные перемещения, крен и т.д. возведенного на фундаменте здания удовлетворяют технологическим и архитектурным требованиям, включая требования к нормальной работе оборудования. Функционирование технологического оборудования обеспечивается без организации специальных виброизолирующих фундаментов непосредственно под оборудованием и без рихтовки оборудования в процессе эксплуатации. Роль фундамента для машин с динамической нагрузкой исполняет ростверк.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет снизить затраты на возведение фундамента для промышленного объекта с технологическим оборудованием, создающим динамические нагрузки, сократить сроки его сооружения при сохранении надежности и долговечности.

Изобретение относится к области промышленного строительства и может быть использовано при возведении свайно-плитных фундаментов для промышленных зданий и сооружений, в частности для главных корпусов тепловых электростанций. Способ возведения фундамента для промышленного сооружения, в том числе для главного корпуса тепловой электростанции, включает устройство буронабивных свай, омоноличивание плитного ростверка и установку виброизолирующих опор. Новым является то, что по направлению размеченных осей здания в головы свай закладывают анкерную арматуру и замоноличивают ее, на головах свай устанавливают упругие виброизолирующие опоры, закрепляют их ограниченно-подвижно в плане на анкерной арматуре с помощью крепежных деталей, на виброизолирующих опорах монтируют жесткую металлическую фундаментную раму верхнего строения, устанавливают в раме анкерную арматуру для крепления каркаса верхнего строения, сквозь технологические отверстия в балках фундаментной рамы прокладывают армирующие стержни, сетевые коммуникации и омоноличивают раму, создавая плитный ростверк. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в сокращении объема и циклов выполняемых работ, упрощении и ускорении монтажа несущего каркаса ростверка и обеспечении высокой устойчивости здания. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ возведения фундамента для промышленного сооружения, в том числе для главного корпуса тепловой электростанции, включающий устройство буронабивных свай, омоноличивание плитного ростверка и установку виброизолирующих опор, отличающийся тем, что по направлению размеченных осей здания в головы свай закладывают анкерную арматуру и замоноличивают ее; на головах свай устанавливают упругие виброизолирующие опоры, закрепляют их ограниченно-подвижно в плане на анкерной арматуре с помощью крепежных деталей; на виброизолирующих опорах монтируют жесткую металлическую фундаментную раму верхнего строения, устанавливают в раме анкерную арматуру для крепления каркаса верхнего строения, сквозь технологические отверстия в балках фундаментной рамы прокладывают армирующие стержни, сетевые коммуникации и омоноличивают раму, создавая плитный ростверк.2. Способ возведения фундамента для промышленного сооружения по п.1, отличающийся тем, что устраивают висячие буронабивные сваи.3. Способ возведения фундамента для промышленного сооружения по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что индивидуальную глубину заложения сваи определяют по результатам инженерно-геологической разведки грунта в месте сооружения сваи.4. Способ возведения фундамента для промышленного сооружения по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что формируют уширение буронабивной сваи.5. Способ возведения фундамента для промышленного сооружения по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что головы свай поднимают над уровнем планировки для организации высокого ростверка.6. Способ возведения фундамента для промышленного сооружения по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что сваи располагают в виде свайного поля.7. Способ возведения фундамента для промышленного сооружения по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что анкерную арматуру для ограниченно-подвижного в плане крепления виброизолирующей опоры к свае выполняют в виде замоноличенного в голову сваи анкерного болта.8. Способ возведения фундамента для промышленного сооружения по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что в соединении виброизолирующей опоры плитного ростверка с анкерным болтом выполняют радиальный зазор.9. Способ возведения фундамента для промышленного сооружения по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что для элементов сборно-монолитного плитного ростверка подбирают материалы практически с одинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения.