Устройство для защиты фундамента от влияния горных выработок Советский патент 1992 года по МПК E02D35/00 

Изобретение относится к строительству и касается возведения фундаментов на подрабатываемых территориях с использованием специальных устройств для их защиты от вредного влияния горных работ, связан- ного со сжатием основания в горизонтальной плоскости.

Цель изобретения - повышение эффективности защиты в зимнее время.

На чертеже изображено описываемое устройство, поперечный разрез.

Устройство для защиты фундамента 1 представляет собой размещенную в траншее 2 с гидроизоляцией 3 жесткую конструкцию 4. Траншея 2 открывается вплотную к наружной грани фундамента.

Ширина траншеи выбирается так, чтобы обеспечить в ней возведение жесткой конструкции 4. Кроме того, ширина траншеи может определяться выемочным механиз- мом, предназначенным для выкапывания траншеи. Жесткая конструкция 4 устраивается со скошенной наружной гранью в ее верхней части, например треугольной формы. Вершина угла скоса конструкции на- правляется в противоположную сторону от фундамента, устраивается ниже зоны промерзания грунта. Желательно разместить вершину угла ниже максимальной глубины промерзания на 0,2-0,5 м.

Угол скоса верхней части грани жесткой конструкции, обращенной от фундамента, равен

а arcsin (Н Уу ),

где Н - глубина траншеи;

у- объемный вес грунта;

R - расчетное сопротивление грунта на сжатие;

h - глубина промерзания грунта.

Траншею 2 заполняют сухим хорошо сжимаемым материалом, например котельным шлаком или сухим речным песком. По верху траншеи восстанавливается отмост- ка, которая одновременно служит гидроизоляцией траншеи.

Описываемое решение основывается на результатах исследования взаимосвязи напряженно-деформированного состояния конструкций и деформативного состояния основания при подработке. Установлено, что окружающий грунт имеет большие де- формации, чем фундамент. Это обусловлено относительным перемещением фундамента и основания.

Относительное перемещение грунта и фундамента в вертикальной плоскости (вре5

10

15

20 25 0

5

п

к

Q е

зание) зависит от величины нагрузки на основание, которое можно представить в виде

а-|.

где .о- нагрузка на основание;

Р - вес сооружения;

S b - площадь подошвы фундаментов;

b - ширина подошвы фундаментов:

I - длина фундаментов.

При промерзании поверхностного слоя грунта и примерзании его к наружным граням фундаментов площадь опирания сооружения увеличивается

S l(b + а),

где а - уширение подошвы фундаментов за счет примерзания к нему затвердевшего слоя грунта.

Нагрузка на основание уменьшается, относительное перемещение фундаментов и основания прекращается и конструкции искривляются на ту же величину, что и основание. В этот период в зимнее время зафиксировано увеличение дополнительных усилий в 4-6 раз. После оттаивания и отделения примерзающего основания от фундамента в весеннее время дополнительные усилия резко снижаются. Однако в зимнее время конструкции успевают получить повреждения.

При отрывке траншеи 2 непосредственно возле фундамента 1, гидроизоляции ее полости от увлажнения исключается примерзание приповерхностного слоя к фундаменту. Для повышения надежности способа в случае порыва гидроизоляции жесткая конструкция выполняется с наклонной плоскостью. В этом случае при надвигании приповерхностного слоя на наклонную грань жесткой конструкции давление на фундамент передается не полностью, поскольку нагрузка от горизонтально перемещающегося грунта наклонной плоскостью разделяется на составляющие. Приняв величину горизонтальной составляющей равной бытовому давлению грунта, которое существовало в нем до отрывки траншеи, находим угол наклона плоскости жесткой конструкции

a arcsin(Hl2-j) .

В описываемом решении гидроизоляция 3 препятствует смерзанию приповерхностного слоя грунта. Кроме того, поскольку

непосредственно возле наружной грани фундамента отсутствуют влажный грунт, т. е. грань траншеи совмещена с гранью фундамента, тоуширение подошвы фундамента не происходит и при подработке такая по- дошва врезается более интенсивно, выправляя кривизну деформирующегося под ней основания. Одновременно с этим нагрузка на боковую грань фундамента 1 от горизонтальных перемещений грунта гасит- ся податливой полостью траншеи 2.

В случае прорыва гидроизоляции 3 траншеи 2 в локальной зоне произойдет увлажнение податливой засыпки траншеи, а зимой это место, примыкающее к дневной поверхности, промерзнет. Промерзший приповерхностный слой грунта при горизонтальном перемещении скользит вдоль наклонной грани жесткой конструкции 4 и нагрузка на боковую грань фундамента 1 не превышает бытового давления грунта, которое было до отрывки траншеи.

Предлагаемое изобретение позволяет снизить вредное влияние горных работ в зимнее время, а также повышает надеж- ность защитного действия жесткой конструкции в случае отказа гидроизоляции в каком-либо месте траншеи.

Формула изобретения Устройство для защиты фундамента от влияния горных выработок, включающее жесткую конструкцию, размещенную в траншее и на расстоянии от наружной грани фундамента, и засыпку траншеи из сухого податливого материала, отличающее- с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты в зимнее время, обращенная от фундамента грань жесткой конструкции выполнена скошенной к ее верхней грани, причем вершина скоса размещена ниже зоны промерзания грунта, а угол скоса определен по формуле

где а-угол скоса обращенной от фундамента грани жесткой конструкции;

Н - глубина траншеи;

у- объемная масса грунта;

R - расчетное сопротивление грунта на сжатие;

h - глубина промерзания грунта, при этом жесткая конструкция размещена в траншее, прилегающей вплотную к наружной грани фундамента.

Изобретение относится к защите фундаментов от влияния горных выработок. Цель изобретения - повышение эффективности защиты фундамента в зимнее время. Устройство для защиты фундамента от влияния горных работ представляет собой жесткую конструкцию 4, которая размещена в траншее 2, Траншея расположена вплотную к фундаменту 1. В несущей конструкции верхняя часть обращенной от фундамента грани выполнена скошенной под углом а arcsinfH у/(2 R h ) где а - угол скоса обращенной от фундамента грани жесткой конструкции, Н - глубина траншеи, у- объемный вес грунта, R - расчетное сопротивление грунта на сжатие, h - глубина промерзания грунта. Вершина скоса расположена ниже зоны промерзания грунта. Жесткая конструкция размещена в траншее с зазором относительно фундамента. После установки жесткой конструкции траншею заполняют сухим податливым материалом. 1 ил. сл С