Способ возведения фундамента Советский патент 1992 года по МПК E02D27/26 E02D27/32 

(Л

С

Изобретение относится к возведению фундаментов. Цель изобретения - повышение несущей способности фундамента. Фундамент возводится в следующей последовательности. Вытрамбовывается котлован 1 и на его дно укладываются слои технической ткани 4, причем верхний слой укладывают из отдельных частей с перекрытием кромок нижнего слоя. Затем через слои технической ткани производят втрамбовывание в дно котлована сначала волокнистого 5, а затем сыпучего 6 балластных материалов, после чего выполняют в котловане бетонный блок 7. Перед укладкой слоев технической ткани производят по периметру дна котлована ослабление грунта. 5 ил.,

Изобретение относится к строительству и касается возведения фундаментов.

Цель изобретения - повышение несущей способности фундамента.

На фиг.1 изображен котлован под фундамент; на фиг.2. - то же, после укладки слоев технической ткани; нэ фиг.З - то же, после втрамбовывания волокнистого балластного материала; ла фиг.4 - фундамент, возведенный предлагаемым способом; на фиг.5 - схема уплотненных зон в грунте.

Фундамент возводится следующим образом.

В массиве грунта 1 вытрамбовывают котлован 2. Вытрамбованный котлован 2 предназначен под укладку монолитного или сборного бетона или железобетона преимущественно столбчатых или ленточных фундаментов. Вытрамбовывание выполняют

известными способами путем сбрасывания с расчетной высоты снаряда-трамбовки с заданными геометрическими параметрами.

По периметру дна вытрамбованного котлована 2 выполняют направленное временное ослабление краевых зон грунта основания 3. Временное ослабление краевых зон грунта основания 3 выполняют с расчетным наклоном в наружную сторону. Угол наклона оси зоны 3 примерно соответствует грани пирамиды продавливания, т.е. равняется 45°. Глубина ослабления является расчетным параметром и зависит от предполагаемой глубины нижней отметки зоны уширения. Временное ослабление выполняют, например, через открытые полости, лидерныё скважины или с помощью инъек- торов в грунт основания подают под давлением раствор медленно твердеющего

VJ

ю

00

со

00

(период схватывания 1-3 сут) вяжущего вещества, например цементного молока, известкового молока, глинистой суспензии и т.д. В глинистых грунтах для временного снижения прочностных характеристик грун- та основания можно использовать и электроосмос. Геометрические параметры зоны временного ослабления грунта основания 3 являются величиной расчетной; расход раствора регулируют таким образом, чтобы поднять влажность грунта основания в зонах временного ослабления грунта основания 3 до достижения им текучепластичной консистенции It-0,75.

После достижения расчетного сниже- ния прочностных характеристик грунтом основания в краевых зонах 3 на поверхность дна котлована 2 настилают техническую ткань 4. В качестве технической ткани 4 можно применять различные синтетические или неорганические ткани, не подвергающиеся гниению, коррозии и т.д., например геотекстиль, При этом для лучшего расположения технической ткани 4 ее укладывают, как минимум, в два сло-л. Нижний слой, цельный, настилают по дну вытрамбованного етлована 2, причем площадь нижнего слоя примерно равна площади дна котлована 2. На нижний слой укладывают верхний слой, причем верхний слой состоит из от- дельных частей, как минимум, из двух. Стык частей выполнен в центральной части дна котлована 2, а наружные края верхнего слоя . на 10-20 см по периметру выходят за бровку вытрамбованного котлована 2. В котлованы 2 укладывают волокнистый балластный материал 5, например базальтовое волокно, древесные опилки, пропитанные аммиаком, тощий бетон В-5; В-7, в качестве заполнителя которого применяют нити технических тканей, обрезки полиэтилена и т.д., который втрамбовывается в грунт основания путе.м сбрасывания с расчетной высоты снаряда- трамбовки. При этом волокнистый балластный материал 5 принимает в грунте основания форму арки, пяты которой образовались из-за наличия краевых ослабленных зон 3. Верхний слой технической ткани 4, состоящий из отдельных частей, способствует оптимальному размещению в грунте основания волокнистого балластного материала 5.

На следующей стадии втрамбовывают сыпучий балластный материал б. Необходимость этой стадии вызвана потребностью в устранении ослабленных зон 3 в грунте основания путем полного их заполнения волокнистым балластным материалом 5 и сыпучим балластным материалом 6. В качестве последнего рекомендуется применять

песок различных фракций, щебень, смесь щебня с песком и т.д.

Уплотненный грунт основания ниже уширенной части состоит из двух зон: центральной, с резко повышенными физико-механическими характеристиками (модуль деформации Еа) по отношению к окружающему массиву грунта 1 (модуль деформации EI); краевой, которая размещена по обе стороны от центральной зоны (модуль деформации Ез). Грунт краевых зон работает в трех стадиях: уплотнения, локальных сдвигов и общего сдвига, поэтому он является частью грунта основания, Грунт центральной зоны (модуль деформации Ез) работает только в стадии уплотнения, а поэтому он является частью фундаментной конструкции, при этом Е2 Ез EL

Такое напряженное состояние в грунте основания приводит к частичному перераспределению напряжений в контактной зоне уширение - грунт основания, к трансформации максимальных реактивных усилий из краевых зон в центральную и переходу эпюры напряжений из седлообразной в параболическую, что повышает несущую способность фундамента и отдаляет этап возникновения сдвиговых деформаций в краевых зонах,

При втрамбовывании волокнистого 5 и сыпучего 6 балластных материалов разрыв технической ткани 4 исключен, так как слои последней свободно лежащие и состоят из отдельных полотен.

Разрыв технической ткани 4 исключен и потому, что подстилающий их уплотненный грунт имеет расчетное сопротивление 5-29 кгс/см2 (0,05-0,29 кгс/мм2), а разрывное усилие волокон технической ткани 4 составляет 40-70 кгс/мм2, т.е. в 800-241 раз больше. Это доказывает, что при втрамбовывании более, прочная техническая ткань 4 будет вдавливаться по направлению усилий в грунт основания с намного меньшими прочностными характеристиками.

Бетонный блок 7 тела фундамента выполняют известными способами в вытрамбованном котловане 2.

Описываемый способ позволяет повысить несущую способность и улучшить надежность в строительный и эксплуатационный периоды, так как в грунте основания образуются зоны с различными физико- механическими характеристиками, причем модуль деформации центральной зоны намного больше модуля деформации краевых зон, что приводит к перераспределению эпюры напряжений в контактной области из седлообразной в параболическую, а применение композитного слоя, включающего

техническую ткань 4 и волокнистый балластный материал 5, для восприятия растягивающих усилий в уширении позволяет развить по ее площади подошвы расчетную область, принимающую участие в передаче усилий от здания или сооружения на грунт основания. Это позволяет повысить несущую способность, а также повысить надежность в сложных, водонасыщенных грунтах в строительный и эксплуатационный пери- оды. Повышение несущей способности и надежности происходит также за счет сочетания в композитном слое основного элемента (геотекстиля и т.д.), воспринимающего растягивающие усилия и дополнитель- ного (волокнистого балластного материала - базальтового волокна, древесных опилок, пропитанных аммиаком и т.д.), защищающего основной от разрушения и улучшающего работу основного элемента на растяжение, при этом указанная цель достигается также и за счет положительного влияния технической ткани на рабочие характеристики волокнистого балластного материала, что, учитывая наличие ослаблен-

ных краевых зон в грунте основания, позволяет композитному армирующему слою принять наиболее выгодную форму огибающей эпюры растягивающих напряжений.

Формула изобретения Способ возведения фундамента, включающий вытрамбовывание котлована, втрамбовывание в его основание через предварительно уложенные в котловане слои технической ткани волокнистого балластного материала и выполнение в котловане бетонного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности фундамента, перед втрамбовыванием волокнистого балластного материала по периметру дна котлована производят ослабление грунта, при этом верхний слой тех- нической ткани укладывают в виде отдельных по крайней мере двух частей в плане с перекрыванием кромок нижнего слоя, а после втрамбовывания волокнистого балластного материала производят втрамбовывание в дно котлована сыпучего балластного материала.

Фиг.1