Способ изготовления фундамента Российский патент 2024 года по МПК E02D27/01 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении сплошных плитных фундаментов мелкого заложения для зданий и сооружений малой этажности типа дач, коттеджей, утепленных гаражей, мотелей, спортивных корпусов, баз отдыха.

Известен способ изготовления сплошных плитных фундаментов коробчатого сечения из ребристых плит перекрытия (см. например, патент РФ №2647521), которые устанавливают на заранее подготовленную поверхность ребрами жесткости вверх с зазором и соединяют между собой приваркой стяжными закладными деталями, после приварки зазор между плитами и стяжные закладные детали закрывают бетонно-песчаным раствором, затем внутреннюю часть между ребрами засыпают песком или глиной, трамбуют, а верх ребер армируют стальной сеткой, укладывают цементно-песчаный раствор или мелкозернистый бетон и получают рабочую поверхность фундамента. Способ трудоемкий, требует применения грузоподъемной техники. Фундамент по факту является составным. Ребра затрудняют прокладку скрытых коммуникаций или делают ее вообще невозможной. Решение задачи теплого пола, например, можно решать только в следующем строительном слое, что требует его сопряжения с самим фундаментом.

Известен также фундамент по типу «Утепленная шведская плита» или УШП (см. например, https://sankt-peterburg.tstn.ru/protein/produkt/statya_15_uteplennava_shvedskaya_plita_reshenie_3_v_1/). Это фундамент мелкого заложения, который представляет собой монолитную железобетонную плиту со встроенными коммуникациями и системой обогрева «теплый пол». При выполнении армирования изготавливаются каркасы и монтируются в опалубку, при этом требуется много арматуры, которая связывается вязальной проволокой или сваркой. Бетонная смесь подается в опалубку, уплотняется глубинными вибраторами, разравнивается и после затвердевания затирается. Для бетонирования требуется много бетона и привлечение специальной строительной техники: бетононасоса и миксера с бетоном. Изготовление монолитной железобетонной плиты является трудоемким и дорогим.

Известен также способ возведения многоэтажного здания с энергосберегающими многослойными стенами (см. например, патент РФ №2732741), в котором в качестве фундамента здания используют утепленную шведскую плиту (УШП), из которой сделаны выпуски арматуры для перевязки с арматурой стен здания. Такой способ пригоден только при возведении стен заливным способом между несъемными панелями в качестве опалубки.

Известно также из области техники применение армопояса (см. например, https://realty.rbc.ru/news/62a22ed99a7947a7bbecfe4a). Цокольные армопояса равномерно распределяют нагрузки от стен на фундамент и связывают основные несущие элементы: фундамент и стены в единый прочный каркас. Армопояса возводят по всему периметру здания в виде непрерывного замкнутого контура. Армопояс, залитый и сглаженный по уровню, позволяет сделать почти идеальную поверхность для монтажа деревянных балок, стеновых панелей и кирпичной кладки.

Известно выполнение армопоясов из U-блоков (см. например, https://www.sibstroy74.ru/), имеющих конечную длину с габаритами 600*300*250. Армопояс на фундаменте в результате становится составным, требует выравнивания и закрепления каждого элемента, чтобы предотвратить расползание стен и требует дополнительных усилий для герметизации.

Предметом настоящего технического решения является способ изготовления фундамента с применением фундаментной плиты, выполненной из холоднокатаного и оцинкованного металла.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение ровного, прочного фундамента за счет использования в заявляемом способе фундаментной плиты для возведения элементов здания, обеспечение равномерной усадки здания, обеспечение равномерного распределения общей нагрузки по всей площади фундамента, отсутствие коррозии за счет исключения применения арматуры и сварочных работ, обеспечение легкости сборки фундаментной плиты, легкости встраивания теплого пола, минимизация бетонных работ, сокращение сроков строительства, снижение общей стоимости работ.

Указанный технический результат достигается тем, что в предложенном способе изготовления фундамента, заключающемся в том, что в предварительно выкопанном котловане разравнивают землю для получения заглубленной площадки с ровным дном и уплотняют, засыпают песок и утрамбовывают, далее в песчаной засыпке по периметру монтируют дренажную систему, проводят все коммуникации: водопровод, канализацию, электричество и выполняют их выводы над проектируемой поверхностью фундамента, укладывают геотекстиль, насыпают и трамбуют песчано-щебеночную смесь, выполняют гидроизоляцию и укладывают на нее и по бокам котлована утеплитель, выполняют сборку фундаментной плиты из балок, изготовленных из трапециевидных ОМЕГА-профилей с полкой, двумя боковыми стенками и двумя отгибами методом профилирования из холоднокатаного и оцинкованного металла, образующих опорную и рабочую поверхности фундаментной плиты, при этом балки по высоте плиты располагают на двух уровнях во взаимно перпендикулярных рядах так, что полки ОМЕГА-профилей нижнего ряда образуют опорную поверхность фундаментной плиты, опирающуюся на утеплитель, а полки ОМЕГА-профилей верхнего ряда опирают на отгибы ОМЕГА-профилей нижнего ряда, при этом отгибы ОМЕГА-профилей верхнего ряда формируют рабочую поверхность фундаментной плиты, задающую проектируемую поверхность фундамента, и кроме того в пространстве между опорной и рабочей поверхностями фундаментной плиты размещают элементы теплого пола и заполняют наполнителем, при этом точки сопряжения всех ОМЕГА-профилей скрепляют самонарезающими винтами, при этом трапециевидное сечение ОМЕГА-профиля выполняют с меньшим основанием по линии полки и с большим основанием по линии отгибов, и при этом боковые стенки каждого ОМЕГА-профиля выполняют под углом от 100 до 125 градусов к полке профиля, кроме того утеплитель может быть выполнен из теплоизоляционных плит с практически нулевым водопоглощением и высокой прочностью на сжатие, типа «ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ», а также наполнитель фундаментной плиты может быть выполнен из пенобетона, при этом наполнитель фундаментной плиты может быть выполнен из минваты, кроме того по периметру поверхности фундамента могут быть установлены опорные элементы для монтажа стен.

На фиг. 1 представлено обустройство фундамента в разрезе; на фиг. 2 - поперечное сечение используемого ОМЕГА-профиля; на фиг. 3 - вид сверху на фундаментную плиту; на фиг. 4 - вид спереди на фундаментную плиту с наполнителем; на фиг. 5 - вид слева на фундаментную плиту с наполнителем; на фиг. 6 - вид сбоку на фундаментную плиту с опорным элементом для монтажа стен.

Предложен способ изготовления фундамента 1, в котором в предварительно выкопанном котловане 2 разравнивают землю для получения заглубленной площадки с ровным дном 3 и уплотняют, засыпают песок 4 и утрамбовывают, далее в песчаной засыпке 5 по периметру монтируют дренажную систему 6, проводят все коммуникации 7: водопровод, канализацию, электричество и выполняют их выводы над проектируемой поверхностью 8 фундамента 1, укладывают геотекстиль 9, насыпают и трамбуют песчано-щебеночную смесь 10, выполняют гидроизоляцию 11 и укладывают на нее и по бокам котлована утеплитель 12. Далее в предложенном способе выполняют сборку фундаментной плиты 13 из балок 14, изготовленных из трапециевидных ОМЕГА-профилей с полкой 15, двумя боковыми стенками 16 и двумя отгибами 17 методом профилирования из холоднокатаного и оцинкованного металла, образующих опорную 18 и рабочую 19 поверхности фундаментной плиты 13, при этом балки 14 по высоте плиты 13 располагают на двух уровнях во взаимно перпендикулярных рядах так, что полки 15 ОМЕГА-профилей нижнего ряда 20 образуют опорную поверхность 18 фундаментной плиты 13, опирающуюся на утеплитель 12, а полки 15 ОМЕГА-профилей верхнего ряда 21 опирают на отгибы 17 ОМЕГА-профилей нижнего ряда 20, при этом отгибы 17 ОМЕГА-профилей верхнего ряда 21 формируют рабочую поверхность 19 фундаментной плиты 13, задающую проектируемую поверхность 8 фундамента 1, и кроме того в пространстве 22 между опорной 18 и рабочей 19 поверхностями фундаментной плиты 13 размещают элементы 23 теплого пола и заполняют наполнителем 24, при этом точки сопряжения 25 всех ОМЕГА-профилей скрепляют самонарезающими винтами 26, при этом трапециевидное сечение ОМЕГА-профиля выполняют с меньшим основанием по линии полки 15 и с большим основанием по линии отгибов 17, и при этом боковые стенки 16 каждого ОМЕГА-профиля выполняют под углом А от 100 до 125 градусов к полке 15 профиля, кроме того утеплитель 12 может быть выполнен из теплоизоляционных плит с практически нулевым водопоглощением и высокой прочностью на сжатие, типа «ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ», а также наполнитель 24 фундаментной плиты 13 может быть выполнен из пенобетона, при этом наполнитель 24 фундаментной плиты 13 может быть выполнен из минваты, кроме того по периметру поверхности 8 фундамента 1 могут быть установлены опорные элементы 27 для монтажа стен.

На фиг. 1 представлено обустройство фундамента 1 в разрезе. Предварительно выкапывают котлован 2, разравнивают землю для получения заглубленной площадки с ровным дном 3 и уплотняют. Далее засыпают песок 4 и утрамбовывают, в песчаной засыпке 5 по периметру монтируют дренажную систему 6, проводят все коммуникации 7: водопровод, канализацию, электричество и выполняют их выводы над проектируемой поверхностью 8 фундамента 1. Укладывают геотекстиль 9, насыпают и трамбуют песчано-щебеночную смесь 10, выполняют гидроизоляцию 11 и укладывают на нее и по бокам котлована утеплитель 12, который может быть выполнен из теплоизоляционных плит с практически нулевым водопоглощением и высокой прочностью на сжатие, типа «ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ». Далее выполняют сборку фундаментной плиты 13 из балок 14, изготовленных из трапециевидных ОМЕГА-профилей, образующих опорную 18 и рабочую 19 поверхности фундаментной плиты 13, при этом балки 14 по высоте плиты 13 располагают на двух уровнях во взаимно перпендикулярных рядах 20 и 21.

На фиг. 2 представлено поперечное сечение используемого трапециевидного ОМЕГА-профиля с полкой 15, двумя боковыми стенками 16 и двумя отгибами 17, выполненного методом профилирования из холоднокатаного и оцинкованного металла, при этом трапециевидное сечение ОМЕГА-профиля выполняют с меньшим основанием по линии полки 15 и с большим основанием по линии отгибов 17, и при этом боковые стенки 16 каждого ОМЕГА-профиля выполняют под углом А от 100 до 125 градусов к полке 15 профиля.

На фиг. 3 представлен вид сверху на фундаментную плиту 13. Балки 14 укладывают на двух уровнях во взаимно перпендикулярных рядах 20 и 21 так, что полки 15 ОМЕГА-профилей нижнего ряда 20 образуют опорную поверхность 18 фундаментной плиты 13, опирающуюся на утеплитель 12, а полки 15 ОМЕГА-профилей верхнего ряда 21 опирают на отгибы 17 ОМЕГА-профилей нижнего ряда 20, при этом отгибы 17 ОМЕГА-профилей верхнего ряда 21 формируют рабочую поверхность 19 фундаментной плиты 13, задающую проектируемую поверхность 8 фундамента 1, кроме того в пространстве 22 между опорной 18 и рабочей 19 поверхностями фундаментной плиты 13 размещают элементы 23 теплого пола и заполняют наполнителем 24, при этом точки сопряжения 25 всех ОМЕГА-профилей скрепляют самонарезающими винтами 26. Таким образом, в каждом перекрестии балок 14 устанавливают два самонарезающих винта 26. На фиг. 3 наполнитель 24 и элементы 23 теплого пола не показаны.

На фиг. 4 представлен вид спереди на фундаментную плиту 13 с наполнителем 24. Нижний ряд 20 его опорной поверхностью 18 устанавливают на утеплитель 12 фундамента 1. ОМЕГА-профили верхнего ряда 21 полками 15 опирают на отгибы 17 нижнего ряда 20, при этом отгибы 17 ОМЕГА-профилей верхнего ряда 21 формируют рабочую поверхность 19 фундаментной плиты 13, задающую проектируемую поверхность 8 фундамента 1. Точки сопряжения 25 балок 14 скрепляют самонарезающими винтами 26. Пространство 22 между опорной 18 и рабочей 19 поверхностями фундаментной плиты 13 заполняют наполнителем 24, который может быть выполнен из пенобетона или из минваты, а в верхнем ряду 21 размещают элементы 23 теплого пола.

На фиг. 5 представлен вид слева на фундаментную плиту 13 с наполнителем 24. Полки 15 ОМЕГА-профилей нижнего ряда 20 образуют опорную поверхность 18 фундаментной плиты 13, опирающуюся на утеплитель 12 фундамента 1, а полки 15 ОМЕГА-профилей верхнего ряда 21 опирают на отгибы 17 ОМЕГА-профилей нижнего ряда 20, при этом отгибы 17 ОМЕГА-профилей верхнего ряда 21 формируют рабочую поверхность 19 фундаментной плиты 13, задающую проектируемую поверхность 8 фундамента 1, кроме того в пространстве 22 между опорной 18 и рабочей 19 поверхностями фундаментной плиты 13 размещают элементы 23 теплого пола и заполняют наполнителем 24.

На фиг. 6 представлен вид сбоку на фундаментную плиту 13 с опорным элементом 27 для монтажа стен, установленным на одной из сторон фундамента 1. Такие элементы известны, как армопояс. Опорные элементы 27 могут быть выполнены из П-образного профиля, изготовленного из холоднокатаного и оцинкованного металла. Такие опорные элементы 27 могут быть установлены по каждой стороне периметра фундамента 1 без разрывов и закреплены самонарезающими винтами 26 на отгибах 17 ОМЕГА-профилей верхнего ряда 21. Они обеспечивают четкую геометрию стен, предотвращают их расползание, удобны в монтаже, снижают стоимость работ при подготовке к монтажу стен. При выполнении кирпичной кладки опорные элементы 27 из П-образного профиля удобны для наполнения бетонной связкой 28.

Из уровня техники (см. например, https://glavfundament.ru/articles/sbor_nagruzok_na_fundament_kak_rasschitat_primery/) известен расчет нагрузки на фундамент на примере каркасно-щитового дома с мансардой с размерами в плане 6*9 м.

Вес от стен дома составляет 14,8 т;

Вес крыши - 3,7 т;

Вес от перекрытий - 10,8 т;

Вес всего сооружения составляет 32,2 т (с учетом коэффициента надежности). Причем вес принят условно без вычета оконных и дверных проемов.

Кратковременные нагрузки от людей, животных и мебели составляет для двух перекрытий 16,2 т.

Снеговая нагрузка (для центральной России) - 18 т.

Таким образом, полная нагрузка на фундамент составляет 32,2+16,2+18=66,4 т.

Удельная нагрузка на квадратный метр фундамента составляет 66,4/6*9=1,23 т/кв.м.

В цеховых условиях были проведены испытания на макете фундаментной плиты с площадью в один квадратный метр. Макет был выполнен из трапециевидного ОМЕГА-профиля без наполнителя. На макете был установлен груз в 6,5 т. При этом на груз были произведены толкающие воздействия вдоль и поперек балок верхнего ряда фундаментной плиты. Макет показал высокую устойчивость к воздействиям и к нагрузочному весу (фактически при 5-кратном превышении нагрузки) при выполнении угла боковой стенки ОМЕГА-профиля к полке профиля в диапазоне от 100 до 125 градусов.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении сплошных плитных фундаментов мелкого заложения для зданий и сооружений малой этажности типа дач, коттеджей, утепленных гаражей, мотелей, спортивных корпусов, баз отдыха. Способ изготовления фундамента заключается в том, что в предварительно выкопанном котловане разравнивают землю для получения заглубленной площадки с ровным дном и уплотняют, засыпают песок и утрамбовывают. В песчаной засыпке по периметру монтируют дренажную систему, проводят все коммуникации: водопровод, канализацию, электричество и выполняют их выводы над проектируемой поверхностью фундамента, укладывают геотекстиль, насыпают и трамбуют песчано-щебеночную смесь, выполняют гидроизоляцию и укладывают на нее и по бокам котлована утеплитель. В котловане выполняют сборку фундаментной плиты из балок, изготовленных из трапециевидных ОМЕГА-профилей с полкой, двумя боковыми стенками и двумя отгибами методом профилирования из холоднокатаного и оцинкованного металла, образующих опорную и рабочую поверхности фундаментной плиты. Балки по высоте плиты располагают на двух уровнях во взаимно перпендикулярных рядах так, что полки ОМЕГА-профилей нижнего ряда образуют опорную поверхность фундаментной плиты, опирающуюся на утеплитель, а полки ОМЕГА-профилей верхнего ряда опирают на отгибы ОМЕГА-профилей нижнего ряда, при этом отгибы ОМЕГА-профилей верхнего ряда формируют рабочую поверхность фундаментной плиты, задающую проектируемую поверхность фундамента. В пространстве между опорной и рабочей поверхностями фундаментной плиты размещают элементы теплого пола и заполняют наполнителем, при этом точки сопряжения всех ОМЕГА-профилей скрепляют самонарезающими винтами. Технический результат состоит в обеспечении ровного прочного фундамента за счет использования в заявляемом способе фундаментной плиты для возведения элементов здания, обеспечении равномерной усадки здания, обеспечении равномерного распределения общей нагрузки по всей площади фундамента, отсутствии коррозии за счет исключения применения арматуры и сварочных работ, обеспечении легкости сборки фундаментной плиты, легкости встраивания теплого пола, минимизации бетонных работ, сокращении сроков строительства, снижении общей стоимости работ. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ изготовления фундамента, заключающийся в том, что в предварительно выкопанном котловане разравнивают землю для получения заглубленной площадки с ровным дном и уплотняют, засыпают песок и утрамбовывают, далее в песчаной засыпке по периметру монтируют дренажную систему, проводят все коммуникации: водопровод, канализацию, электричество и выполняют их выводы над проектируемой поверхностью фундамента, укладывают геотекстиль, насыпают и трамбуют песчано-щебеночную смесь, выполняют гидроизоляцию и укладывают на нее и по бокам котлована утеплитель, отличающийся тем, что далее в котловане выполняют сборку фундаментной плиты из балок, изготовленных из трапециевидных ОМЕГА-профилей с полкой, двумя боковыми стенками и двумя отгибами методом профилирования из холоднокатаного и оцинкованного металла, образующих опорную и рабочую поверхности фундаментной плиты, при этом балки по высоте плиты располагают на двух уровнях во взаимно перпендикулярных рядах так, что полки ОМЕГА-профилей нижнего ряда образуют опорную поверхность фундаментной плиты, опирающуюся на утеплитель, а полки ОМЕГА-профилей верхнего ряда опирают на отгибы ОМЕГА-профилей нижнего ряда, при этом отгибы ОМЕГА-профилей верхнего ряда формируют рабочую поверхность фундаментной плиты, задающую проектируемую поверхность фундамента, и, кроме того, в пространстве между опорной и рабочей поверхностями фундаментной плиты размещают элементы теплого пола и заполняют наполнителем, при этом точки сопряжения всех ОМЕГА-профилей скрепляют самонарезающими винтами.

2. Способ изготовления фундамента по п. 1, отличающийся тем, что трапециевидное сечение ОМЕГА-профиля выполняют с меньшим основанием по линии полки и с большим основанием по линии отгибов, и при этом боковые стенки каждого ОМЕГА-профиля выполняют под углом от 100 до 125 градусов к полке профиля.

3. Способ изготовления фундамента по п. 1, отличающийся тем, что утеплитель выполняют из теплоизоляционных плит с практически нулевым водопоглощением и высокой прочностью на сжатие, типа «ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ».

4. Способ изготовления фундамента по п. 1, отличающийся тем, что наполнитель фундаментной плиты выполняют из пенобетона.

5. Способ изготовления фундамента по п. 1, отличающийся тем, что наполнитель фундаментной плиты выполняют из минваты.

6. Способ изготовления фундамента по п. 1, отличающийся тем, что по периметру поверхности фундамента устанавливают опорные элементы для монтажа стен.