АРМОКАМЕННЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ НЕБОЛЬШИХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Российский патент 2010 года по МПК E02D27/00 

Изобретение относится к строительству, к сложным балочным конструкциям ленточных фундаментов, проектируемых с учетом их совместного деформирования с основанием. Оно может быть использовано при строительстве, реконструкции, реставрации или ремонте фундаментов предпочтительно небольших зданий и сооружений, удаленных от предприятий стройиндустрии, расположенных на слабых, просадочных грунтах или возможно в районах с другими особыми условиями эксплуатации.

Известны и широко применяются традиционные типовые конструкции ленточных фундаментов из сборного или монолитного бетона и железобетона /Каменные конструкции и их возведение. Справочник строителя.- М.: Стройиздат, 1989. - С.117/ [1]. Однако эти конструкции очень часто оказываются с высокой массивностью, материалоемкостью, стоимостью, оказываются ненадежными, особенно в небольших зданиях и расположенных на просадочных грунтах, а их возведение нередко сопровождается большими энергозатратами, расходами на транспорт и крановое оборудование.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности (принят за прототип) является применение керамического кирпича с маркой по морозостойкости не ниже F50 для возведения стен подвалов (фундаментов) /Межгосударственный стандарт. Кирпич и камень керамические. Общие технические условия. ГОСТ 530-2007. - М.: ГОССТРОЙ, 2007 - С.8/ [2]. Однако эти конструкции обладают невысокой прочностью, большой материалоемкостью и их не рекомендуется применять на слабых, просадочных грунтах или в других особых условиях эксплуатации.

Сущность изобретения заключается в снижении экономических и материальных затрат при строительстве, реконструкции, ремонте или реставрации ленточных фундаментов небольших каменных зданий, удаленных от предприятий стройиндустрии, расположенных на слабых, просадочных грунтах или возможно в районах с другими особыми условиями эксплуатации.

Техническим результатом изобретения является совершенствование конструкции армокаменных ленточных фундаментов, повышение их несущей способности, жесткости и долговечности.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном армокаменном ленточном фундаменте, включающем систему жестко- сопряженных продольных и поперечных фундаментных балочных лент двутаврового сечения, выполненных высококачественной кладкой из рядового керамического кирпича, и усиливающие их пространственные арматурные каркасы, особенностью является то, что в углах, местах примыкания продольных и поперечных фундаментных балочных лент, а при большой их длине и в их серединах, выполнены уширения - столбы квадратного сечения со стороной, равной ширине верхней полки двутавра; кладка кирпича выполнена на ребро вертикальными рядами по многорядной системе с перевязкой продольных швов в половину кирпича, в которой допущено совпадение этих швов в двух-трех соседних рядах с полной и плотной заделкой швов и отверстий мелкозернистым пластифицированным многокомпонентным бетоном; продольные стержни пространственных арматурных каркасов выполнены составными из отрезков небольшой длины со стыкованием их сваркой или опрессовкой муфтами, располагаемыми равномерно по длине фундаментных балочных лент.

Армокаменный ленточный фундамент представляет собой систему жестко сопряженных продольных и поперечных фундаментных балочных лент двутаврового сечения, лежащих на упругом основании и выполненных высококачественной кладкой из рядового керамического кирпича пластического прессования с тремя цилиндрическими (⌀16-19 мм), вертикальными и симметрично расположенными отверстиями с марками не ниже чем: по прочности М200 и по морозостойкости F50, с усиливающими, устанавливаемыми внутри и в процессе кладки пространственными арматурными каркасами, на продольные стержни которых, как правило, нанизывают отверстиями кирпичи, а поперечные стержни устанавливают в швах кладки или в пазах постелей кирпичей. Они выполнены в виде проволочных хомутов, как в вязаных арматурных каркасах железобетонных конструкций. Кладку ведут с полной заделкой всех швов и отверстий мелкозернистым пластифицированным многокомпонентным бетоном классом по прочности не ниже В25 с маркой по морозостойкости не ниже F50. Жесткое сопряжение продольных и поперечных фундаментных балочных лент в углах, в пересечениях и в примыканиях достигается их выкладкой по системам перевязки сопряжений и заведением или пересечением продольных стержней каркаса каждой из сопрягаемых балок через всю толщину балки поперечного направления. План армокаменного ленточного фундамента может быть как простым, прямоугольной формы с замкнутыми контурами, так и сложным с некоторым числом выступающих элементов. Сечение фундаментных балочных лент представляет собой, как правило, форму двутавра, возможно с разновеликими полками. Для повышения устойчивости стенок двутавров в углах, в местах примыкания продольных и поперечных фундаментных балочных лент, а при большой их длине (более 4 м) и в их серединах, делают уширения - столбы квадратного сечения со стороной, равной ширине верхней полки двутавра. Кладка ведется по многорядной системе с перевязкой продольных швов в половину кирпича, в ней допускается совпадение этих швов в двух-трех соседних рядах. Высококачественность кладки достигается устройством тонких плотных швов из мелкозернистого пластифицированного многокомпонентного бетона с классом по прочности не ниже В25 с подвижностью 2-4 см, кладка ведется кирпичом в водонасыщенном состоянии иногда с последующим доувлажнением, в необходимых местах устраиваются дополнительные пазы, для размещения арматурных стержней, дополнительно применяют шприцы-инъекторы, как при инъецировании каналов с предварительно напряженной арматурой железобетонных конструкций, применяют специальные шаблоны, кондукторы, направляющие рейки, порядовки, временные крепления рядов кирпича и стержней арматуры, упорные щиты и некоторые другие приспособления, улучшающие качество кладки. Расчет и конструирование армокаменных ленточных фундаментов выполняют, как для статически неопределимых неразрезных изгибаемых элементов на упругом основании по нормам и правилам проектирования оснований и фундаментов железобетонных, каменных и армокаменных конструкций.

На фигуре 1 приведен пример порядной кладки кирпича и расположение стержней усиливающего пространственного арматурного каркаса в характерном вертикальном сечении армокаменного ленточного фундамента, где приняты следующие обозначения: продольные арматурные стержни - 1 пространственного арматурного каркаса, горизонтальные хомуты - 2 поперечной арматуры полки, вертикальный хомут - 3 поперечной арматуры стенки; горизонтальная проволочная арматурная шпилька - 4.

На фигуре 2 приведено сечение в местах устройства столбов, повышающих устойчивость армокаменного ленточного фундамента с порядной раскладкой кирпича, где изображены: продольные арматурные стержни - 1, горизонтальные хомуты - 2 поперечной арматуры полки, вертикальные хомуты - 3 поперечной арматуры стенки, горизонтальные проволочные арматурные шпильки - 4, дополнительные стержни продольной арматуры - 5.

На фигуре 3 показано угловое сопряжение армокаменных фундаментных балочных лент с последовательностью устройства рядов кирпича, где показано: продольные арматурные стержни - 1, жесткие щиты - 6 с упорами - 7, положение устанавливаемого вертикального первого - 8 ряда кирпича, самой загруженной фундаментной балочной ленты, далее положение вертикального ряда, соответственно, второго - 9, пятого - 10, шестого - 11, седьмого - 12, десятого - 18, одиннадцатого - 19, тринадцатого - 20, этой же фундаментной балочной ленты; третьего - 13, четвертого - 14, восьмого - 15, девятого - 16, двенадцатого - 17, четырнадцатого - 21 другой армокаменной фундаментной балочной ленты перпендикулярного направления; ниши - 22 между кирпичами рядов кладки; нижняя полка - 23 сечения армокаменного фундамента.

Сведения, подтверждающие возможность осуществление изобретения.

Устройство армокаменного ленточного фундамента осуществляют по разработанным рабочим чертежам. Рациональней начинать его возведение с одного из углов. Его положение фиксируют по чертежу фигуры 3 жесткими щитами - 6, укрепленными упорами - 7. Размеры жестких щитов 6 принимают по сечениям соответствующих фундаментных балочных лент. Кладку начинают вести с самой загруженной фундаментной балочной ленты. Выкладывают первый - 8 вертикальный ряд. Вставляют в определенные отверстия определенных кирпичей этого ряда (согласно фигуре 2) первые продольные арматурные стержни -1 пространственного каркаса самой загруженной фундаментной ленты, не доводя торцы этих продольных арматурных стержней - 1 до жесткого щита - 6 на величину защитного слоя бетона (2-3 см). При этом в данные отверстия вводят, а продольные арматурные стержни - 1 обмазывают в нужном месте мелкозернистым пластифицированным бетоном, а при необходимости и дополнительно вводят в отверстия со вставленным продольным арматурным стержнем - 1 порцию этого бетона с помощью шприца-инъектора. Кирпичи второго - 9 вертикального ряда выкладывают с перевязкой продольных швов первого - 8 ряда, причем их, по необходимости, нанизывают на продольные арматурные стержни - 1, перемещают по ним, не доводя 20-30 см до первого ряда, останавливают, наносят для них необходимую постель из мелкозернистого пластифицированного бетона на кирпичи первого - 8 вертикального ряда, устанавливают в нужных местах в предварительно прорезанных пазах соответствующие продольные арматурные стержни - 1 сопрягаемой в этом углу фундаментной балочной лентой поперечного направления, покрывают продольные арматурные стержни - 1 слоем названного бетона и, переместив кирпич до соприкосновения с первым - 8 рядом, осаживают его легкими ударами строительного молотка, добиваются нужного его положения и толщины шва. В данном случае, продольные арматурные стержни - 1 устанавливают таким образом, чтобы они с некоторым необходимым искривлением заделывались и в не очень глубоких пазах между первым - 8 и вторым - 9 рядами кирпичей первой самой загруженной фундаментной балочной ленты и подходили к своим отверстиям кирпичей третьего - 13 ряда поперечной фундаментной балочной ленты, третий - 13 и четвертый - 14 вертикальные ряды поочередно выкладывают подобно второму - 9 вертикальному ряду самой загруженной фундаментной балочной ленты, только меняются способы заделки продольных арматурных стержней - 1, в данном случае на продольные арматурные стержни - 1 кирпичи нанизываются определенными отверстиями, а группа продольных арматурных стержней - 1 самой загруженной фундаментной балочной ленты помещается и заделывается мелкозернистым пластифицированным бетоном в заранее прорезанных пазах вертикального третьего ряда - 13 поперечной фундаментной балочной ленты, таким образом чтобы они подходили в отверстия нужных кирпичей самой загруженной фундаментной балочной ленты. Далее, заделываются образовавшиеся ниши - 22 нарезанными частями кирпича, и по полученному вертикальному ряду большей площади сечения самой загруженной фундаментной балочной ленты, устанавливают вертикальные хомуты - 3 поперечной арматуры стенки и выкладывают (в настоящем случае по схеме, изображенной на фигуре 3) по вышеприведенной методике три вертикальных ряда: пятый - 10, шестой - 11, седьмой - 12. Затем, кладку опять подобным же образом ведут, двух рядов восьмой - 15, девятый - 16, двенадцатый - 17 и четырнадцатый - 21, в поперечном направлении, и опять возвращаются к кладке начального направления, выкладывают: ряды десятый - 18, одиннадцатый - 19 и тринадцатый - 20, чем и завершается устройство системы углового сопряжения продольной и поперечной фундаментных балочных лент. Таким образом, особенности устройства углов армокаменных ленточных фундаментов состоят в: попеременном выкладывании рядов кладки в продольном и поперечном направлениях; полном пересечении продольных арматурных стержней - 1 пространственных арматурных каркасов сопряженных фундаментных балочных лент с заведением их практически на всю толщину поперечных фундаментных балочных лент; установке продольных арматурных стержней - 1 разной длины (от 1 до 3 м) по определенной системе для равномерного распределения стыков отдельных продольных арматурных стержней - 1 по длине фундаментных балочных лент и недопущение сильных ослаблений отдельных сечений, кроме того, рекомендуется для упрощения крепления и поддержки продольных арматурных стержней - 1 в процессе кладки вести ее по убежной штрабе.

Предварительно, по подобной же вышеприведенной технологии, как и для устройства основной части сечения армокаменных фундаментных балочных лент, выкладывается с установкой и заделкой продольных арматурных стержней - 1 пространственного арматурного каркаса по чертежам фигуры 2 нижняя полка - 23 продольной и поперечной фундаментных балочных лент.

После выкладки (заведения угла) кладка ведется по схеме на фигуре 1 и может вестись в двух направлениях. По этой схеме кладка, в большинстве случаев, может вестись или до места примыкания с фундаментной балочной лентой перпендикулярного направления, или до следующего угла. Направление кладки могут контролировать по направляющей рейке, порядовке или по шнуру. При доведении кладки до места сопряжения с фундаментной балочной лентой перпендикулярного направления со стороны, обратной направлению ведения кладки этой фундаментной балочной ленты, устанавливается, а, точнее, переставляется с ранее выложенного угла жесткий щит - 6 с упорами - 7, что делают для предотвращения повреждения свежеуложенного участка кладки при осаждении укладываемого кирпича в ряду поперечной фундаментной балочной ленты, и далее ведется кладка по чертежам, разработанным по методике, подобной выше описанной.

Если в проекте имеются взаимно пересекающиеся стены, то в установке жестких щитов - 6 нет необходимости, просто кладку ведут с выпусками продольных арматурных стержней - 1 по убежной штрабе в обоих направлениях.

В большинстве случаев арматурные ленточные фундаменты устраивают в плане по замкнутым прямоугольным контурам. В данном варианте решено замыкать контур, подводя кладку описанным способом на возможно близкое расстояние. Предварительно последние отрезки продольных арматурных стержней - 1 устанавливают так, чтобы они попарно стыковались с соответствующими им во встречном участке кладки внахлест с перепуском в 20-30 см и пока возможно нанизывать кирпичи на эти продольные арматурные стержни - 1, отгибая их, ведут кладку, а когда это становится затруднительным, кладку приостанавливают, стыкуют продольные арматурные стержни - 1 проволочными скрутками внахлест или сваривают электросваркой, а далее выкладывают участок стыка фундамента кирпичом в перевязку с разрезкой или прорезкой пазов в некоторых кирпичах для сохранения проектного положения продольных арматурных стержней - 1. Возможно выполнять стыковочные участки из монолитного бетона необходимого класса по прочности и марки по морозостойкости, а в некоторых местах снаружи или внутри здания наносить декоративную отделку из тонко порезанных частей кирпича. При этом место расположения стыковочных участков фундамента следует выбирать на менее нагруженных участках и где меньше ожидается его повреждение. Возведение армокаменных ленточных фундаментов следует осуществлять последовательно по участкам. После набора последней порцией мелкозернистого бетона, уложенного на данном участке фундамента, не менее 30% от проектной его прочности возможно возведение на этом участке вышеустраиваемых конструкций.

Заявленный армокаменный ленточный фундамент желательно возводить в теплое время года. По возможности, при не очень низких температурах и непродолжительных похолоданиях конструкцию необходимо укрывать теплоизолирующими покрывалами. В жаркое и сухое время года возведенные участки армокаменного ленточного фундамента следует укрывать влажной мешковиной или ветошью с полиэтиленовой пленкой и увлажнять в первую неделю дважды, а далее до четырех недель - еженедельно.

Разработанное конструктивное решение армокаменного ленточного фундамента небольших зданий и сооружений при его рациональном использовании в строительстве, ремонте, реконструкции или реставрации даст значительный экономический эффект, откроет новые пути развития и совершенствования армокаменных конструкций.

Источники информации

1. Каменные конструкции и их возведение. Справочник строителя. - М.: Стройиздат, 1989. - С.117.

2. Кирпич и камень керамические. Межгосударственный стандарт. Общие технические условия: ГОСТ 530-2007. - М.: РОССТРОЙ, 2007. - С.8.

Изобретение относится к строительству сложных балочных конструкций ленточных фундаментов, проектируемых с учетом их совместного деформирования с основанием, и может быть использовано при строительстве, реконструкции, реставрации или ремонте фундаментов предпочтительно небольших зданий и сооружений, расположенных на слабых, просадочных грунтах или в районах с другими особыми условиями эксплуатации. Армокаменный ленточный фундамент, включающий систему жестко-сопряженных продольных и поперечных фундаментных балочных лент двутаврового сечения, выполненных высококачественной кладкой из рядового керамического кирпича, и усиливающие их пространственные арматурные каркасы, отличается тем, что в углах, местах примыкания продольных и поперечных фундаментных балочных лент, а при большой их длине и в их серединах, выполнены уширения - столбы квадратного сечения со стороной, равной ширине верхней полки двутавра; кладка кирпича выполнена на ребро вертикальными рядами по многорядной системе с перевязкой продольных швов в половину кирпича, в которой допущено совпадение этих швов в двух-трех соседних рядах с полной и плотной заделкой швов и отверстий мелкозернистым пластифицированным многокомпонентным бетоном; продольные стержни пространственных арматурных каркасов выполнены составными из отрезков небольшой длины со стыкованием их сваркой или опрессовкой муфтами, располагаемыми равномерно по длине фундаментных балочных лент. Технический результат состоит в повышении несущей способности, жесткости и долговечности фундаментов, снижении материалоемкости. 3 ил.

Армокаменный ленточный фундамент, включающий систему жестко сопряженных продольных и поперечных фундаментных балочных лент двутаврового сечения, выполненных высококачественной кладкой из рядового керамического кирпича, и усиливающие их пространственные арматурные каркасы, отличающийся тем, что в углах, местах примыкания продольных и поперечных фундаментных балочных лент, а при большой их длине и в их серединах, выполнены уширения - столбы квадратного сечения со стороной, равной ширине верхней полки двутавра, кладка кирпича выполнена на ребро вертикальными рядами по многорядной системе с перевязкой продольных швов в половину кирпича, в которой допущено совпадение этих швов в двух - трех соседних рядах с полной и плотной заделкой швов и отверстий мелкозернистым пластифицированным многокомпонентным бетоном; продольные стержни пространственных арматурных каркасов выполнены составными из отрезков небольшой длины со стыкованием их сваркой или опрессовкой муфтами, располагаемыми равномерно по длине фундаментных балочных лент.