Фундамент здания на набухающих грунтах Советский патент 1991 года по МПК E02D27/32 

3

ч

V l

Изобретение относится к возведению фундаментов зданий на набухающих грунтах и обеспечивает повышение надежности фундамента, Фундамент содержит фундаментный блок 1 и плиту 2, размещенную на подушке 3 из рыхлого непучинистого материала, обладающего структурной прочностью, которая соответствует условию : б гр. где Pbw - давление набухания естественного грунта; .тр - структурная прочность грунта подушки; - расчетные сжимающие напряжения в подушке. Подушка может быть выполнена из песка, укрепленного цементом в количест- ве 2-6 мас.%, 1 з.п ф-лы, 4 ил. //////А (Л SZ -«г О оо о оо vj зэ

Фиг.1

3

Изобретение относится к строитель ству, а именно к конструкциям фундаментов зданий на набухающих грунтах,

Цель изобретения - повышение надежности фундамента ,

На фиг.1 показан фундамент, поперечный разрез) на фиг 2 - эпюры вер т икальных сжимающих напряжений в Подушке и структурной прочности грунта подушкиJ на фиг.З - фундамент п|ри набухании грунта под подушкой, Поперечный разрез} на фиг. - эпюры Давления от сжимающих напряжений и от набухания и структурной проч- йости.

Фундамент состоит из фундаментног 1 и плиты 2, установленной на Компенсационной подушке 3, которая Отсыпана на набухающем грунте основания k. Подушка выполнена из рыхло- rjo непучинистого малоуплотненного Нрунта, обладающего структурной проч Ностью В подушке действуют Напряжения, передаваемые фундаментом и напряжения от набухания . Структурная прочность грунта полушки ,тр из-за послойной укладки, подушки ступенчато изменяется с глуПиной. Напряжения уменьшаются с глубиной, Подобным образом изменяться Ц структурная прочность ,тр . В ка- Цестве материала подушки можно использовать рыхлый песок, укрепленный цементом в количестве 2-6% по массе.

Фундамент работает следующим образом.

При воздействии эксплуатационных нагрузок напряжения б.р t ,Тр по все толщине подушки . vrmm пение грунта практически не происходит. При увлажнении основании возникает подъем по- еерхности грунта вследствие его набухания. Подъем иаще всего бывает неравномерным из-за неоднородности грунта и неравномерности его увлажнения, В местах набухания основания В подушке возрастvт сжимающие напряжения Pc,w . В нижней части подушки, где структурная прочность грунта по- цушки меньше,возниьpf оны 5 в которых ap + r РУктуоные связи разрушатся, грунт в ;чих зонах начнет уплотняться, компенсируя подъем основания от нэб ханич и предотвращая деформации здания. Р ходе набухания зоны уплсн Hi i nn ряярасгаются снизу вверх до г ,лно о и,черпания

764

энергии набухания. После чего деформации подушки прекращаются.

Значения структурной прочности задаются переменными: в верхней части §стр (1,2 - 1,, в нижней - 5стР (1,1-1,3)бгр.

Высота подушки hr определяется из условия:

hn QH/Ј

где Лн - максимально возможный подъем поверхности набухающего грунта ,

г-г- - относительная деформация подушки при давлении под подошвой фундамента (1,1-1,2). Эксперименты, проведенные на мелко песке с коэффициентом пористости Ј. 0,9-0,95, показали, что введение 2-8г цемента по массе обеспечивает бстр 120-390 кПа (см. таблицу).

Пример. Для здания проектируются отдельные фундаменты размером 2 2 м. Давление под подошвой Р 180 кПа. Из опыта эксплуатации аналогичных сооружений известно, что подъем основания, сложенного набухающим глинистым грунтом, может достичь 9 см. Компенсирующую подушку выполняют из мелкого песка с коэффициентом пористости 0,90 - 0,95, структурная прочность которого при укреплении цементом приведена в таблице. При давлении 198-216 кПа (на 10-20% болыиеб 2р ) деформации подушки составят Јч 0,060. Находят высоту подушки:

,65 15° см

Принимают подушку из трех слоев

по 0,5 м.

Среднее давление в верхнем слое с учетом собственного веса грунта подушки составляет б 179 кПа. Требуемая величина структурной прочности

(1,2-1,4) 215-251 кПа.

ho таблице находят, что требуется ввести цемент в количестве %. В нижнем слое: &$ 126 кПа, (1,1-1,3)-126 139-16 кПа. Интерполируя экспериментальные данные, находят, что требуется ввести 2,5% цемента, В среднем слое Ъ% цемента

Вследствие того, что компенсирующая подушка выполнена из грунта, обладающего структурной прочностью, значительно повышается эффективность защиты здания от неравномерных деформаций основания. Фундамент прост в изготовлении, так как фундаментный блок и плита являются обычными типовыми конструкциями. Подушка из укрепленного цементом песка весьма технологична, так как не требует даже интенсивного уплотнения при ее устройстве. Формула изобретения

ровка j

цемен- ||б гр (0,8-0,9)б сгр| fTZp ( 1 ,1-1 ,2)

та , , к;

массе

ную нл подушке из рыхлого непучи- нистого грунта, отличающий- с я тем, что, с целью повышения на- дежности фундамента, подушка выполнена из ма ериала, структурная прочность которого соответствует условию

Јzp,

где Рс - давление набухания естественного грунта

структурная прочность материала подушки ,

- расчетные сжимающие на- пряжения в подушке.

&2р p(

/ Остр

стр

Фиг. 2

Рлг

Фиг.З

Psw+6 zp

v°cmp

а: -с

Фиё.1+