Способ образования котлованов под фундаменты Советский патент 1990 года по МПК E02D3/46 

Фие. 1

0,5

-i lE l g i-ieifLi.Eli..fej. c-wl

(Rtgcp+ С)(Аг - B)secoЈ + B242 + 2G.sec tgf

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов зданий и сооружений на слабых грунтах. Цель изобретения - снижение трудоемкости, материалоемкости и расширение технологических возможностей способа за счет образования траншей. Способ образования котлована под фундаменты осуществляется путем вытрамбовывания котлована 2 трамбовкой 1 и погружение в него с последующей добивкой шаблона 3 трамбовки. После вытрамбовывания первого котлована 2 и погружения в него шаблона 3, последний оставляют в изготовленном котловане, а трамбовку перемещают вдоль оси траншеи на расстояние, равное размеру верха котлована по этой оси, и вытрамбовывают следующий котлован вплотную к предыдущему котловану, при этом при изготовлении каждого последующего котлована в предыдущих котлованах на время вытрамбовывания оставляют шаблоны 3 трамбовки в количестве не меньшем числа определяемого рассчетом по фрмуле H=05*98N(A²-B²)[RK(CTGΑ+TGφ)-C(1-K)]+B²[R(1-TG²φ)-CTGφ]/(RTGφ+C)[(A²-B²)SECΑ+B²√2]+2GSECΑ^.TGφ, где H - число шаблонов трамбовки, штук

A,B - ширина вытрамбованного котлована соответственно в верхней и нижней частях, м

α - угол наклона к вертикали боковых граней вытрамбованного котлована, град

R - предельное сопротивление грунта под подошвой трамбовки на глубине 0,25 (A-B)CTGΑ, МПа

C - сцепление уплотненного грунта на глубине 0,25 (A-B)CTGΑ, МПа φ - угол внутреннего трения уплотненного грунтана глубине 0,25 A - B)CTGΑ, град

G - вес шаблона трамбовки, кН

*98N - коэффициент условий работы, учитывающий разрыхление верхнего слоя грунта, принимаемый равным 1,5, K=1-TGΑ^.TGφ. В предлагаемом способе все котлованы вытрамбовываются с одной проходки оборудования, а операции по бетонированию котлованов и ростверка легко совмещаются.

где п - число шаблонов- трамбовки штук; А, В - ширина вытрамбованного котлована соответственно в верхней и нижней частях, м; ti- угол наклона к вертикали боковых граней вытрамбованного котлована, град; R - предельное сопротивление грунта под подошвой трамбовки на глубине 0,25 (А - B)ctgt/, МПа; С - сцепление уплотненного грунта на глубине 0,25 х(А - B)ctgoi, МПа; ( - угол внутренИзобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов зданий и сооружений на слабых грунтах.

Цель изобретения - снижение трудоемкости, материалоемкости и расширение технологических возможностей способа за счет образования траншей.

На фиг.. 1 изображена технологическая схема непрерывного образования траншей под ленточный фундамент; на фиг. 2 - фундамент в вытрамбованных котлованах, разрез; на фиг. 3 - последовательность вытрамбовывания котлованов лод прямоугольный фундамент большой площади, вид сверху.

Способ осуществляют следующим образом.

Согласно расчету, по формуле в зависимости от грунтовых условий, размеров и веса шаблона трамбовки назначают и изготавливают необходимое число шаблонов. Предположим для рассматриваемого примера оно получилось равным двум.

Оборудование для производства работ с трамбовкой 1 устанавливают по оси будущего ленточного фундамента (фиг. 1). Вытрамбовывают на полную глубину первый котлован 2 и в него погружают шаблон 3, который добивают сбрасыванием трамбовки 1 с небольшой высоты. Затем оборудование (трамбовку) перемещают по оси будущего фундамента 4 на расстояние q , равное ширине (диаметру) верхней части котнего трения уплотненного грунта на глубине 0,25%(А - B)ctgod, град; G - вес

шаблона трамбовки, кН; П - коэффициент условий работы, учитывающий разрыхление верхнего слоя грунта, принимаемый равным 1,5; К 1 - tgoi tg4. В предлагаемом способе все котлованы

вытрамбовываются с одной проходки

оборудования, а операции по бетонированию котлованов и ростверка легко совмещаются. 3 ил.

5

лована, и вплотную к первому котловану вытрамбовывают второй и в него погружают с добивкой второй шаблон трамбовки. После этого оборудование вновь перемещают на ширину котлована, вытрамбовывают третий котлован,

Q из первого котлована извлекают шаблон и погружают его с добивкой в третий котлован. Снова перемещают оборудование , вытрамбовывают четвертый котлован, извлекают из второго котлована шаблон и погружают с добивкой в четвертый котлован, вытрамбовывают следующий котлован и т.д.

Следовательно, обеспечивается возможность непрерывного образования

траншеи под ленточный фундамент, а так как вытрамбовывание котлованов осуществляется с отметки верха ростверка, то одновременно с котлованом вытрамбовывается и грунтовая опалубс ка ростверка.

Частным случаем способа является вытрамбовывание двух смежных котлованов под фундамент с большими горизонтальными нагрузками и моментами, при этом для производства работ требуется лишь один шаблон трамбовки.

Предлагаемый способ применяют и при образовании котлована большой площади, например, для прямоугольного в плане фундамента, для которого необходимо вытрамбовывать два ряда котлованов по три штуки в каждом (фиг. 3). В этом случае вначале в один ряд 5 вытрамбовывают три котло0

5Ч

вана и в каждый из них погружают по шаблону 3 трамбовки. Затем трамбовку перемещают перпендикулярно этому ряду и точно так же вытрамбовывают второй ряд 6. Для производства работ потребуется пять шаблонов трамбовки.

Шаблон выполняют, например, в виде цельного железобетонного блока или полого стального кожуха без верхней крышки. Если шаблон изготовлен в виде цельного блока, то удары по нему трамбовкой наносят через эластичную прокладку (резиновую, деревянную и пр.), а если в виде полого кожуха без верхней крышки, то трамбовку сбрасывают непосредственно внутрь этого шаблона. Добивка шаблона обеспечивает плотное прилегание его боковых стенок к стенкам вытрамбованного котлована.

Формула для определения числа шаблонов выведена из соотношения сил, действующих по боковым граням и подошве трамбовки и шаблонов при их взаимодействии через окружающий уплотненный грунт (фиг. 4).

Силы, сдвигающие шаблон, возникают от действия трамбовки на грунт, в результате которого образуются горизонтальные усилия

Q, «1, - q|

} L

А - В

(RKctgoi-C)

и

§г Чг- (l-tgcf)-c,

направленные в сторону шаблона и действующие на него боковую грань и грунтовое ядро, образующееся под подошвой трамбовки при вытрамбовывании котлов ана. Согласно известным положениям механики грунтов угол наклона к вертикали боковых граней грунтового ядра составляет 45°.

Усилие, удерживающее шаблон, складывается из сил трения, действующих под подошвой и по двум его боковым граням, соприкасающихся с грунтом.

Пример. Выполнен фундамент, для которого потребовалось вытрамбовывать в один ряд пять котлованов глубиной 1,5 м с размерами в верхней части 1«1 м, а в нижней 0,,4 м. Вытрамбовывание осуществлялось с отметки верха ростверка, что обеспечи10

15

590496

ло возможность одновременного создания котлована и части грунтовой опалубки ростверка, причем излишки грунта, остающиеся в опалубке на 5 стыке соседних котлованов за счет их сужения книзу, не превышали 5% объема ростверка и составили 0,3 м3. Работы производились в маловлажном песке средней крупности и средней плотности, при этом использовалось два шаблона трамбовки (по расчету число получилось равным 1,6). В качестве шаблона изготовлены стальные полые кожухи. При вытрамбовывании осуществлялись замеры перемещений кожухов. Установлено, что при вытрамбовывании последнего (пятого) котлована смещения кожухов, расположенных в третьем 2« и четвертом котлованах, оказались незначительными: по горизонтали 1,5, по вертикали см. При этом обрушения стенок первых двух котлованов не наблюдалось.

25 Приведенные данные свидетельствуют об эффективности предлагаемого способа и правильности принятых расчетных предпосылок. По сравнению с известным предлагаемый способ сущест30 венно снижает материалоемкость

и трудоемкость работ при образовании протяженного (ленточного) фундамента. Достигается это как за счет сокращения и совмещения ряда технологичес,, ких операций, так и за счет непрерывного вытрамбовывания котлованов вплотную друг к другу. Так, в известном способе они вытрамбовываются с расстояниями один от другого и тог40 да ростверки получаются громоздкими и материалоемкими либо они могут вытрамбовываться лишь после бетонирования предыдущего котлована и набора прочности уложенного в него бетона.

45 В предлагаемом способе все котлованы вытрамбовываются с одной проходки оборудования, а операции по бетонированию котлованов и ростверка легко совмещаются.

50

Формула изобретения

Способ образования котлованов под фундаменты, включающий вытрамбовыва- сс ние котлована трамбовкой и погружение в него с последующей добнвкой шаблона трамбовки, отличающий- с я тем, что, с целью снижения трудоемкости, материалоемкости и расширения технологических возможностей способа за счот образования траншеи после вытрамбовывания котлована и погружения в него шаблона трамбовки последний оставляют в изготовленном котловане, а трамбовку перемещают вдоль оси траншеи на расстояние, равn 0,5 -- 2 lfelЈ ift.l.84))(l - tgzcp) - CtgllO (Rtglf С)(А - Bz)secc6+ 2

n

А, В

число шаблонов трамбов- ки, шт;

ширина вытрамбованного котлована соответственно в верхней и нижней частях, м;20

сЈ - угол наклона к вертикали боковых граней вытрамбованного котлована, град.;

R - предельное сопротивление грунта под подошвой трамбовки на глубине 0,25х х(А - B)ctgoЈ, МПа;

ное размеру верха котлована по этой оси, и вытрамбовывают следующий котлован, а при изготовлении каждого последующего котлована в предыдущих котлованах на время вытрамбовывания оставляют шаблоны трамбовки в количестве не менее определяемого по формуле

С - сцепление уплотненного грунта на глубине 0,25 х(А - B)ctgd, МПа;

Ц - угол внутреннего трения уплотненного грунта на глубине 0,25 (A-B)ctgoi, град.;

G - масса шаблона трамбовки, кН;

| - коэффициент условий работы, учитывающий разрыхление верхнего слоя грунта, принимаемый равным 1,5;

К 1 - tgoi. tg(f;