КОНСТРУКЦИОННЫЙ БЛОК ДЛЯ СБОРНО-МОНОЛИТНОЙ "СТЕНЫ В ГРУНТЕ" И СБОРНО-МОНОЛИТНАЯ "СТЕНА В ГРУНТЕ" Российский патент 2007 года по МПК E02D5/20 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении новых и реконструкции существующих заглубленных в грунт и подземных сооружений.

Известны различные конструкции сборных элементов для сборно-монолитной "стены в грунте" и "стен в грунте", заглубленных в грунт, и подземных сооружений, возводимых с использованием метода "стена в грунте", в том числе предусматривающих использование таких конструкций при ограждении котлованов при строительстве подземных сооружений (см., например, RU 2046883 C1, 27.10.1995, RU 2056475 C1, 20.03.1996).

Наиболее близкими к изобретению по своей сущности и достигаемому результату являются конструкции сборных элементов для "стены в грунте" и "стена в грунте", возводимая в заполненной суспензией траншее, при возведении которой используются элементы П-образного сечения, выполненные в виде железобетонной плиты с расположенными по ее двум противоположным продольным краям ребрами, на внешней стороне которых выполнены пазы (см. Л.В.Маковский, С.В.Чеботарев, С.О.Зеге "Системы крепления котлованов при строительстве подземных сооружений" М., 2000 г.).

Недостатком известной конструкции является большой собственный вес, невысокая водонепроницаемость, обусловленная возможностью трещинообразования в сборной конструкции и недостаточно надежная заделка конструкции сборного блока в грунте ниже дна котлована, а также высокая стоимость транспортировки крупноразмерных блоков, особенно в городских условиях.

Технической задачей настоящего изобретения является снижение размеров транспортируемых конструкций и веса монтируемого сборного блока при одновременном улучшении условий заделки блока в грунте и повышении водонепроницаемости "стены в грунте" за счет повышения трещиностойкости сборного элемента.

Поставленная задача решается за счет того, что конструкционный блок для сборно-монолитной "стены в грунте", ограждающей котлован, выполненный в виде железобетонной плиты с расположенными по ее двум противоположным продольным краям ребрами, на внешней стороне которых имеются пазы, выполнен по меньшей мере из двух элементов, нижнего и по меньшей мере одного верхнего, причем у нижнего элемента ребра простираются за железобетонную плиту симметричными относительно продольной оси элемента удлинениями, при этом в ребрах выполнены каналы, продолжающиеся по всей их длине для размещения в них арматуры, при этом элементы соединены между собой для образования единого конструкционного блока посредством клеевых швов, выполненных на торцах смежных элементов, и предварительно напряженной арматуры, пропущенной в каналах.

Конструкционный блок для сборно-монолитной "стены в грунте" может быть выполнен по меньшей мере из четырех элементов, по меньшей мере два из которых выполнены в виде отдельных ребер, присоединенных к прилегающему элементу клеевыми швами и напряженной арматурой. Конструкционный блок может быть снабжен закладными деталями для прикрепления к ним каркасов армирования монолитных участков стены.

Поставленная задача может быть решена за счет того, что конструкционный блок для сборно-монолитной "стены в грунте", ограждающей котлован, выполненный в виде железобетонной плиты с расположенными по ее двум противоположным продольным краям ребрами, на внешней стороне которых имеются пазы, содержит несколько балочных элементов, которые изготавливаются в заводских условиях и по отдельности транспортируются на строительную площадку, где после укрупнительной сборки становятся ребрами конструкционного блока. Балочные элементы снабжены закладными деталями для их соединения с другими элементами, причем железобетонная плита бетонируется на строительной площадке, которая снабжена поперечной арматурой, прикрепленной к закладным, при этом ребра имеют простирающиеся за железобетонную плиту симметричные относительно продольной оси элемента удлинения, а балочные элементы заводского изготовления снабжены каналами для размещения в них арматуры и могут быть соединены между собой посредством клеевых швов или монолитных стыков, выполненных на торцах смежных элементов, и предварительно напряженной арматурой, пропущенной в каналах и натянутой после того, как будет забетонирована железобетонная плита.

Конструкционный блок может быть снабжен закладными деталями для прикрепления к ним каркасов армирования монолитных участков стены.

Поставленная задача может решаться за счет того, что конструкционный блок для сборно-монолитной "стены в грунте", ограждающей котлован, выполненный в виде железобетонной плиты с расположенными по ее двум противоположным продольным краям ребрами, на внешней стороне которых имеются пазы, выполнен с предварительно напряженной арматурой, которая натянута до бетонирования плиты и ребер на стальные трубчатые элементы, составляющие часть опалубки, в которой целиком бетонируется конструкционный блок, причем ребра имеют простирающиеся за железобетонную плиту симметричные относительно продольной оси элемента удлинения.

Конструкционный блок может быть снабжен закладными деталями для прикрепления к нему каркасов армирования монолитных участков стены.

Другим аспектом изобретения является сборно-монолитная "стена в грунте", ограждающая котлован, состоящая из конструкционных блоков и заполнителя монолитных участков, выполнена с применением ранее рассмотренных конструкционных блоков, причем плита расположена с внутренней стороны стены, прилегающей к котловану, а заполнитель монолитных участков уложен с наружной, удаленной от котлована стороны стены в пространстве между ребрами.

Сборно-монолитная "стена в грунте" может быть выполнена таким образом, что заполнитель монолитных участков снабжен арматурным каркасом, прикрепленным к закладным, расположенным в ребрах сборного элемента.

Конструкционные блоки могут быть соединены между собой направляющими замками.

Пространство между конструкционными блоками может заполнено водонепроницаемым составом на основе расширяющегося цемента, подаваемого в пространство между конструкционными блоками после его очистки напорной струей воды.

Другие особенности и преимущества изобретения изложены в последующем описании различных вариантов осуществления изобретения, приведенных только в качестве неограничивающих примеров и представленных на прилагаемых чертежах, где:

на фиг.1 изображен план конструкционного сборного блока, состоящего из верхнего и нижнего пространственных сборных элементов, которые соединены клеевыми швами и предварительно напряженной арматурой;

на фиг.2 изображен вид сбоку на конструкционный сборный блок, показанный на фиг.1;

на фиг.3 изображен поперечный разрез конструкционного блока 1-1;

на фиг.4 изображен поперечный разрез конструкционного блока 2-2;

на фиг.5 изображен план конструкционного сборного блока, состоящего из четырех элементов, в том числе двух в виде отдельных ребер, которые соединены клеевыми швами и предварительно напряженной арматурой;

на фиг.6 изображен вид сбоку на конструкционный сборный блок, показанный на фиг.3;

на фиг.7 изображен вид сбоку конструкционного блока, состоящего из сборных элементов, выполняемых в заводских условиях, и плиты, которая бетонируется на строительной площадке;

на фиг.8 изображено поперечное сечение 1-1 конструкционного блока, изображенного на фиг.7;

на фиг.9 изображен вид сбоку конструкционного блока, в случае, когда он изготавливается за одно целое с арматурой, напрягаемой на трубчатую форму;

на фиг.10 изображено поперечное сечение 1-1 блока, изображенного на фиг.9;

на фиг.11 изображено поперечное сечение по "стене в грунте" при использовании конструкционного элемента, изображенного на фиг.1;

на фиг.12 изображено поперечное сечение по "стене в грунте" при использовании конструкционного элемента, изображенного на фиг.7, причем "стена в грунте" имеет арматурный каркас в монолитном заполнителе и фиксаторы между сборными блоками.

На фиг.1-4 изображен конструкционный блок (1) для сборно-монолитной "стены в грунте", ограждающей котлован, выполненный в виде железобетонной плиты (2), с расположенными по ее двум противоположным продольным краям ребрами (3), на внешней стороне которых выполнены пазы (4), при этом конструкционный блок выполнен по меньшей мере из двух элементов, нижнего (5) и по меньшей мере одного верхнего (6), причем нижний элемент (5) имеет ребра (3) с простирающимися за железобетонную плиту (2) симметричными относительно продольной оси элемента удлинениями (7), при этом в ребрах выполнены каналы (8), продолжающиеся по всей их длине для размещения в них арматуры, при этом элементы соединены между собой для образования единого конструкционного блока (1) посредством клеевых швов (10), выполненных на торцах смежных элементов, и предварительно напряженной арматуры (9), пропущенной в каналах (8).

На фиг.3-6 изображен аналогичный конструкционный блок (1), который выполнен из четырех элементов, два из которых выполнены в виде отдельных ребер (11), присоединенных к прилегающему элементу клеевыми швами (10) и предварительно напряженной арматурой (9).

На фиг.7, 8 изображен конструкционный блок (1) для сборно-монолитной "стены в грунте", ограждающей котлован (20), выполненный в виде железобетонной плиты (2), с расположенными по двум противоположным продольным краям ребрами (3), на внешней стороне которых выполнены пазы (4), который содержит несколько балочных элементов заводского изготовления (12), снабженных закладными деталями (13) для их соединения с другими элементами, причем железобетонная плита (2) бетонируется на строительной площадке и снабжена поперечной арматурой (14), прикрепленной к закладным (13), при этом ребра (3), образованные балочными элементами, имеют простирающиеся за железобетонную плиту (2) симметричные относительно продольной оси элемента удлинения (7), а элементы заводского изготовления снабжены каналами (8) для размещения в них арматуры и соединены между собой посредством клеевых швов (10) или монолитных стыков, выполненных на торцах смежных элементов, и предварительно напряженной арматурой (9), пропущенной в каналах (8) и натянутой после того, как будет забетонирована железобетонная плита (2).

На фиг.9, 10 изображен конструкционный блок (1) для сборно-монолитной "стены в грунте", ограждающей котлован, выполненный в виде железобетонной плиты (2), с расположенными по ее двум противоположным продольным краям ребрами (3), на внешней стороне которых выполнены пазы (4), выполненный с предварительно напряженной арматурой (9), которая натянута до бетонирования плиты и ребер на стальные трубчатые элементы (17), составляющие часть опалубки (18), в которой целиком бетонируется конструкционный блок, причем ребра (3) имеют простирающиеся за железобетонную плиту (2) симметричные относительно продольной оси элемента удлинения (7).

Все вышерассмотренные варианты конструкционных блоков (1) могут быть снабжены закладными деталями (15) для прикрепления к ним арматурных каркасов (21) армирования монолитных участков (19) стены.

На фиг.11, 12 показаны варианты сборно-монолитной "стены в грунте", ограждающей котлован, которая состоит из конструкционных блоков и заполнителя монолитных участков (19), причем в качестве конструкционных блоков могут быть использованы ранее рассмотренные варианты их конструкции, показанные на фиг.1-10, при этом плита (2) расположена с внутренней стороны стены, прилегающей к котловану (20), а заполнитель монолитных участков (19) уложен с наружной, удаленной от котлована (20) стороны "стены в грунте" в пространстве между ребрами (3).

Заполнитель монолитных участков (19) может быть снабжен арматурным каркасом (21), прикрепленным к закладным деталям (15), расположенным в ребрах (3) сборного элемента (1).

Конструкционные блоки (1) могут быть соединены между собой направляющими замками (23).

Сборно-монолитная "стена в грунте" может быть выполнена таким образом, что пространство (22) между конструкционными блоками (1) заполнено водонепроницаемым составом на основе расширяющегося цемента, подаваемого в пространство между конструкционными блоками после его очистки напорной струей воды.

Конструкционные блоки, показанные на фиг.1-6, изготавливаются следующим образом.

В заводских условиях изготавливают верхние нижние и ребристые железобетонные элементы, их транспортируют на площадку, где производят укрупнительную сборку путем выполнения клеевых швов и натяжения пропущенной в каналы арматуры.

Конструкционные блоки, показанные на фиг.7, 8, изготавливаются иным образом. В заводских условиях изготавливают продольные ребристые железобетонные элементы, их транспортируют на площадку, а затем на площадке производят укрупнительную сборку путем бетонирования плиты, выполнения стыков и натяжения пропущенной в каналы арматуры.

Конструкционные блоки, показанные на фиг.9, 10, могут изготавливаться на строительной площадке в формах с трубчатой опалубкой. На трубчатые формы до бетонирования блока натягивается арматура, затем конструкцию бетонируют за одно целое.

После набора прочности бетона на него передают усилие напряжения в арматуре.

Сборно-монолитная "стена в грунте" сооружается следующим образом.

Траншейным грейфером или гидравлической фрезой под глинистой суспензией разрабатывается траншея. В нее поочередно устанавливают конструкционные блоки, к которым могут быть присоединены и арматурные каркасы. Их устанавливают таким образом, что плита обращена к котловану. Блоки могут устанавливаться с установкой между ними фиксаторов. Затем в пространство между ребрами блоков укладывают монолитное заполнение, например, используя вертикально перемещающуюся трубу. Пространство, образованное пазами блоков, может быть заполнено водонепроницаемым составом, подаваемым бетононасосом, после его очистки напорной струей воды, подаваемой, например, через струйный монитор.

Предложенная конструкция и технология изготовления сборных конструкционных блоков и сборно-монолитной "стены в грунте" позволяет выполнить конструкцию с высокой степенью водонепроницаемости, которая обеспечивается тем, что со стороны котлована размещена предварительно напряженная, работающая без трещин плита из бетона с высокой маркой по водонепроницаемости. При этом за счет монолитного заполнения, уложенного со стороны грунта и в траншее ниже дна котлована "стена в грунте", имеет надежную заделку в грунте. При этом за счет использования удлинений в сборном блоке сокращается его вес при монтаже, а применение укрупнительной сборки на строительной площадке позволяет сократить размеры транспортируемых сборных элементов, что облегчает сооружение сборно-монолитных "стен в грунте" в стесненных городских условиях.

Специалисту в данной области должно быть понятно, что возможны другие изменения и модификации вышеописанных вариантов осуществления изобретения, которые входят в объем защиты настоящего изобретения, определяемого всей совокупностью признаков, изложенных в формуле изобретения.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении новых и реконструкции существующих заглубленных в грунт и подземных сооружений. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в снижении веса транспортируемых и монтируемых элементов при улучшении заделки конструкции в грунте и повышении ее водонепроницаемости. Конструкционный блок для сборно-монолитной "стены в грунте", ограждающей котлован, выполнен в виде железобетонной плиты с расположенными по ее двум противоположным продольным краям ребрами, на внешней стороне которых выполнены пазы. Конструкционный блок выполнен по меньшей мере из двух элементов, нижнего и по меньшей мере одного верхнего. Нижний элемент конструкционного блока имеет ребра с простирающимися за железобетонную плиту симметричными относительно продольной оси элемента удлинениями. При этом в элементах выполнены каналы, продолжающиеся по всей их длине для размещения в них арматуры. А сами элементы соединены между собой для образования единого конструкционного блока посредством клеевых швов, выполненных на торцах смежных элементов, и предварительно напряженной арматуры, пропущенной в каналах. В другом выполнении конструкционный блок для сборно-монолитной "стены в грунте" содержит несколько балочных элементов заводского изготовления, образующих ребра и снабженных закладными деталями, а железобетонная плита бетонируется на строительной площадке и снабжена поперечной арматурой, прикрепленной к закладным деталям. В еще одном варианте выполнения конструкционный блок для сборно-монолитной "стены в грунте" выполнен с предварительно напряженной арматурой, натянутой до бетонирования плиты и ребер на стальные трубчатые элементы, составляющие часть опалубки, в которой целиком бетонируется конструкционный блок. Сборно-монолитная "стена в грунте", ограждающая котлован, состоит из конструкционных блоков, выполненных по любому из перечисленных вариантов, и заполнителя монолитных участков. Причем плита расположена с внутренней стороны стены, прилегающей к котловану, а заполнитель монолитных участков уложен с наружной, удаленной от котлована стороны стены в пространстве между ребрами. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Конструкционный блок (1) для сборно-монолитной "стены в грунте", ограждающей котлован, выполненный в виде железобетонной плиты (2), с расположенными по ее двум противоположным продольным краям ребрами (3), на внешней стороне которых выполнены пазы (4), отличающийся тем, что он выполнен по меньшей мере из двух элементов, нижнего (5) и по меньшей мере одного верхнего (6), причем нижний элемент (5) имеет ребра (3) с простирающимися за железобетонную плиту (2) симметричными относительно продольной оси элемента удлинениями (7), при этом в элементах выполнены каналы (8), продолжающиеся по всей их длине для размещения в них арматуры, при этом элементы соединены между собой для образования единого конструкционного блока (1) посредством клеевых швов (10), выполненных на торцах смежных элементов, и предварительно напряженной арматуры (9), пропущенной в каналах (8).2. Конструкционный блок (1) для сборно-монолитной стены в грунте по п.1, отличающийся тем, что он выполнен по меньшей мере из четырех элементов, по меньшей мере два из которых выполнены в виде отдельных ребер (11), присоединенных к прилегающему элементу клеевыми швами и напряженной арматурой.3. Конструкционный блок (1) для сборно-монолитной стены в грунте по п.1 или 2, отличающийся тем, что ребра снабжены закладными деталями (15) для прикрепления к ним каркасов армирования монолитных участков (21) стены.4. Конструкционный блок (1) для сборно-монолитной "стены в грунте", ограждающей котлован, выполненный в виде железобетонной плиты (2), с расположенными по двум противоположным продольным краям ребрами (3), на внешней стороне которых выполнены пазы (4), отличающийся тем, что он содержит несколько балочных элементов заводского изготовления (12), снабженных закладными деталями (13), причем железобетонная плита (2) бетонируется на строительной площадке и снабжена поперечной арматурой (14), прикрепленной к закладным деталям (13), при этом ребра (3) имеют простирающиеся за железобетонную плиту (2) симметричные относительно продольной оси элемента удлинения (7), а элементы заводского изготовления снабжены каналами (8) для размещения в них арматуры и соединены между собой посредством клеевых швов (10) или монолитных стыков, выполненных на торцах смежных элементов, и предварительно напряженной арматурой (9), пропущенной в каналах (8) и натянутой после того, как будет забетонирована железобетонная плита (2).5. Конструкционный блок (1) для сборно-монолитной стены в грунте по п.4, отличающийся тем, что ребра снабжены закладными деталями (15) для прикрепления к ним каркасов армирования монолитных участков (21) стены.6. Конструкционный блок (1) для сборно-монолитной "стены в грунте", ограждающей котлован, выполненный в виде железобетонной плиты (2), с расположенными по ее двум противоположным продольным краям ребрами (3), на внешней стороне которых выполнены пазы (4), отличающийся тем, что он выполнен с предварительно напряженной арматурой (9), которая натянута до бетонирования плиты и ребер на стальные трубчатые элементы, составляющие часть опалубки, в которой целиком бетонируется конструкционный блок, причем ребра (3) имеют простирающиеся за железобетонную плиту (2) симметричные относительно продольной оси элемента удлинения (7).7. Конструкционный блок (1) для сборно-монолитной стены в грунте по п.6, отличающийся тем, что ребра снабжены закладными деталями (15) для прикрепления к ним арматурных каркасов (21) монолитных участков (19) стены.8. Сборно-монолитная "стена в грунте", ограждающая котлован, состоящая из конструкционных блоков и заполнителя монолитных участков (19), отличающаяся тем, что конструкционные блоки (1) выполнены в соответствии с любым из пп.1-7, причем плита (2) расположена с внутренней стороны стены, прилегающей к котловану (20), а заполнитель монолитных участков уложен с наружной, удаленной от котлована (20) стороны стены в пространстве между ребрами.9. Сборно-монолитная "стена в грунте" по п.8, отличающаяся тем, что заполнитель монолитных участков (19) снабжен арматурным каркасом (21), прикрепленным к закладным деталям (15), расположенным в ребрах (3) конструкционных блоков (1).10. Сборно-монолитная "стена в грунте" по п.8 или 9, отличающаяся тем, что конструкционные блоки (1) соединены между собой направляющими замками (23).11. Сборно-монолитная "стена в грунте" по п.8 или 9, отличающаяся тем, что пространство (22) между конструкционными блоками (1) заполнено водонепроницаемым составом на основе расширяющегося цемента, подаваемого в пространство между конструкционными блоками после его очистки напорной струей воды.