Фундамент здания, сооружения, возводимого на неравномерно деформируемом основании Советский патент 1992 года по МПК E02D27/34 E02D31/08 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении зданий, сооружений на неравномерно деформируемых основаниях, например на слабых, в том числе на просадочных и пучинистых грунтах, а также на подрабатываемых территориях.

Целью изобретения является повышение надежности фундамента.

На фиг, 1 изображен поперечный разрез фундамент а с предлагаемым закладным устройством; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - селение Б-Б на фиг. 1.

Предлагаемый фундамент включает фундаментную подушку 1 и стойку 2 с размещенным между ними закладным устройством.

Закладное устройство содержит нижний, связанный с фундаментной подушкой 1, и верхний, связанный со стойкой 2, опорные блоки 3 и 4, обращенные друг к другу торцы которых выполнены с горизонтальными и наклонными симметрично вертикальной оси фундамента участками 5 и б, и попарно установленные между опорными блоками 3 и 4 двухсторонние клиновые элементы 7 и 8, взаимодействующие с возможностью скольжения своими опорными гранями 9 с наклонными участками 6 торцов опорных блоков 3 и 4 и объединенные друг с другом посредством стяжного болта 10.

Наклонные участки 6 каждого опорниго блока 3 и 4 образуют на его торце выемку, а его горизонтальные участки 5 размещены по периферии выемки.

При этом в клиновых элементах 7 и 8 выполнены горизонтальные отверстия, в которых запрессованы втулки 11 с отверстиями, имеющими разнонаправленную резьбу,

а

00 4

взаимодействующую с резьбой стяжного болта 10.

Для облегчения подъема или о i/екания фундамента здания, сооружения, производимых путем перемещения клиновых элементов 7 и 8 при вращении стяжного болта 10 вокруг его оси, предусмотрены антифрикционные покрытия 12 по контакту опорных граней 9 клиновых элементов 7 и 8 с наклонными участками 6 торцов опорных блоков 3 и 4. -В закладном устройстве крепление его нижнего опорного блока 3 к торцу фундаментной подушки 1 и его верхнего опорного блока 4 к торцу стойки 2 осуществляется с помощью анкеров 13.

Фундамент снабжен обоймой, состоящей из четырех связанных между собой вертикальных панелей 14-17, скрепленных болтами 18 с боковых сторон с нижним и верхним опорными блоками 3 и 4, причем в средней части двух панелей 14 и 16, расположенных перпендикулярно оси стяжного болта 10, выполнены отверстия 19, вытянутые в вертикальном направлении,через которые выпущены концы стяжного болта 10 Жесткое крепление к боковым стенкам нижнего опорного блока 3 четырех панелей 14-17 обоймы обеспечивается с помощью болтов 18, которые пропущены через отверстия круглого сечения, расположенные в нижней их части. Крепление к боковым стенкам верхнего опорного блока 4 четырех панелей 14-17 обоймы осуществляется также с помощью болтов 18, но пропущенных через вытянутые в вертикальном направлении отверстия, которые расположены в верхней их части.

, Такое крепление панелей 14-17 позволяет им свободно перемещаться относительно стойки 2 при подъеме или опускании фундаментной подушки 1.

В том случае, когда панели 14-17 обоймы имеют такую высоту, которая позволяет со всех боковых сторон перекрыть верхнюю часть фундаментов подушки 1 и нижнюю часть стойки 2, тогда применение анкеров 13 не является обязательным.

На концах стяжного болта 10 размещены упорные диски 20, снабженные антифрикционными подкладками 21, которые с внутренней стороны, обращенной в сторону панелей 14 и 16, являются также и уплотнителями.

Упорные диски 20 навинчены на концы стяжного болта 10 и закреплены, например, с помощью стопорных винтов или шпилек. Торцы стяжного болта 10 снабжены головками 22 под ключ съемного поворотного приспособления (на чертеже не показано).

Панели 14-17 обоймы и торцы опорных блоков 3 и 4 образуют в закладном устройстве общую замкнутую полость, которая делится на три отдельные полости

В центральной части закладного устройства находится полость 23, ограниченная панелями 15 и 17, клиновыми злементзми 7 и 8 и опорными блоками 3 и 4, а в двух боковых частях закладного устрой0 ства, расположенных вдоль оси стяжного болта 10, имеются полости 24 и 25, каждая из которых ограничена тремя панелями (14, 15, 17 или 15, 16, 17), одним из клиновых элементов (7 или 8), опорными блоками 3 и

5 4 и одним из упорных дисков 20.

Оба упорных диска 20 снабх ены стопорами 26, предотвращающими самопроизвольное вращение стяжного болта 10 после установки с его помощью клиновых элемен0 тов 7 и 8 в заданное положение. Стопоры 26 пропущены через отверг/ ия в упорных дисках 20 и в антифрикционных подкладках 21 и входят в соответствующие углубления в панелях 14 и 16.

5 Кроме того, на боковых сторонах обоих клиновых элементов 7 и 8 выполнены вертикальные пазы, имеющие в поперечном сечении форму ласточкина хвоста, в которых размещены сальники 27.

0 Предусмотрено также, что общая замку-- тая полость, расположенная внутри закладного устройства и состоящая из трех отдельных полостей 23, 24 и 25, заполнена рабочей жидкостью, например машинным

5 маслом, с возможностью ее перетекания при сближении клиновых элементов 7 и 8 из полости 23 в полости 24 и 25 и при прохождении клиновых элементе 7 и 8 - в обратных направлениях через резьбовые соединения

0 стяжного болта 10 с втулками 11, запрессованными в горизонтальных отверстиях, которые выполнены в обоих клиновых элементах 7 и 8.

Для заполнения рабочей жидкостью об5 щей замкнутой полости, расположенной внутри закладного устройства, служат закрываемые пробками отверстия 28 в панелях 15 и 17, размещенные таким образом, чтобы они открывались в верхней части по0 лости 23.

Горизонтальные участки 5 торцов обоих опорных блоков 3 и 4 снабжены амортизирующими накладками 29

Для беспрепятственной посадки верх5 него опорного блока 4 на нижний опорный блок 3 при сближении клиновых элементов 7 и 8, не наносящих повреждений стяжному болту 10, в средней части горизонтальных участков 5 торцов нижнего и верхнего опор- ных Ол око в 3 и 4 выполнены соотсетствуощие продольные полуцилиндрические выемки, внутренние поверхности которых также - снабжены амортизирующими накладками 29.

В тех случаях, когда необходимая величина подъема стойки 2 фундамента или ее опускания, определяемая эксплуатационными требованиями, превышает возможности одного закладного устройства, возможно размещение между фундамент ной подушкой 1 и стойкой 2 фундамента несколько аналогичных закладных устройств, установленных одно на другом в двух или большем числе ярусов и скрепленных между собой.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

При подготовке фундамента, снабженного закладным устройством, к эксплуатации общая замкнутая полость, расположенная внутри закладного устройства и состоящая из отдельных полостей 23, 24 и 25 должна быть предварительно заполнена рабочей жидкостью, например машинным маслом.

Для герметизации общей замкнутой полости предусмотрено, что упорные диски 20, предварительно навинченные на концы стяжного болта 10, скреплены с ним с таком положении, чтобы находящиеся под ними антифрикционные подкладки 21 своими внутренними сторонами, являющимися уплотнителями, были плотно прижаты к панелям 14 и 16 и закрывали при этом отверстия 19.

Заполнение общей замкнутой полости производятся через отверстия 28, расположенные в верхней части полости 23, которая находится в центральной части закладного устройства, после чего отверстия 28 плотно закрываются пробками.

В случае обнаружения путем систематических инструментальных наблюдений, вер- тикального смещения фундамента, оборудованного закладным устройством, для компенсации выявленной осадки или подъема фундамента необходимо соответственно развести или сблизить клиновые элементы 7 и 8 путем вращения стяжного болта 10 в нужном направлении с помощью съемного поворотного приспособления, надетого на одну из его головок 22.

Для обеспечения возможности вращения стяжного болта 10 следует заранее оба стопора 26, пропущенные через отверстия в упорных дисках 20 и в антифрикционных подкладках 21, выдвинуть из соответствующих углублений в панелях 14 и 16, Таким образом, стяжной болт 10 будет освобожден от жесткой связи через упорные диски 20 с панелями 14 и 16.

При вращении стяжного болта 10 в зависимости от направления его вращения

втулки 11 свинчиваются со стяжного болта 10 или нгеинчиваются на него, что вызывает взаимное расхождение или схождение клиновых элементов 7 и 8, опорные грани 9 которых, снабженные антифрикционными

0 покрытиями 12, скользят по наклонным участкам 6 нижнего и верхнего опорных л 3 и 4, также снабженных антифр /кци:,-:«ь;- ми покрытиями 12. В результате STOIC г., j- исходит соответственно или подъем, или

5 опускание верхнего опорного блока 4 вместе со стойкой 2 и опирающейся на нее частью здания, сооружения.

Подъем или опускание верхнего опорного блока 4 осуществляется под воэдейст0 вием вертикальных составляющих усилий,

развиваемых в перемещающихся клиновых

элементах 7 и 8 при передаче необходимого

вращающего момента на стяжной болт 10

Во время корректировки положения

5 стойки 2 по высоте и в процессе дальнейшей эксплуатации фундамента он не будет подвергаться воздействию каких-либо горизон- тальных нагрузок, так как в нем горизонтальные снижмающие усилия, зоз0 никающие в обоих клиновых элементах 7 и 8, всегда будут взаимно уравновешены за счет передачи этих усилий на стяжной болт 10.

Во время вращения стяжного болта 10

5 упорные диски 20, установленные и закрепленные на его концах, будут препятствовать его смещению вдоль своей оси даже в тосл случае, если один из клиновых элементов 7 или 8 перестанет по какой-либо

0 смещаться относительно оси фундамента.

Вращение стяжного болта 10 будет облегчено за счет того, что опорные грани 9 клиновых элементов 7 и 8, а также контактирующие с ними наклонные участки б опор5 ных блоков 3 и 4 снабжены антифрикционными покрытиями 12 и, кроме того, благодаря тому, что внутренние плоскости упорных дисков 20 контактируют с антифрикционными подкладками 21. упор0 ные диски 20 свободно скользят to наруж- ным плоскостям антифрикционных подкладок 21.

Вращать стяжной болт 10 следует до тех пор, пока стойка 2 по данным инструмен5 тальных наблюдений не придет в свое первоначальное положение.

После приведения стойки 2 в ее исходное положение во избежание самопроизвольного сближения клиновых элементов 7 и 8 при вращении стяжного болта 10 под

воздействием вертикальной нагрузки производится фиксация положения стяжного болта 10.

Для этого оба стопора 26, пропущенные через отверстия в упорных дисках и антифрикционных подкладках 21, должны быть задвинуты в соответствующие углубления в панелях 14 и 16.

После завершения очередной корректировки положения стойки 2 здания, сооружения необходимо общую замкнутую полость, расположенную внутри закладного устройства, вновь пополнить рабочей жидкостью путем заливки ее дополнительного объема через отверстия 28 в панелях 15 или 17, и затем снова плотно закрыть отверстия 28 пробками.

В случае самопроизвольного сближения клиновых элементов 7 и 8, которое может быть вызвано, например, срывом резьбы стяжного болта 10 и резьбы во втулках 11, а также изломом стопоров 26, не следует опасаться, что такое сближение произойдет мгновенно, так как наличие сальников 27 будет препятствовать быстрому вытеканию рабочей жидкости из полости 23 через щели между панелями 15 и 17 и клиновыми элементами 7 и 8,

При увеличивающем давлении, передаваемом на рабочую жидкость, которая находится в полости 23, рабочая жидкость будет медленно выдавливаться через резьбовые соединения стяжного болта 10 с втулками 11, запрессованными в горизонтальных отверстиях, выполненных в обоих клиновых элементах 7 и 8, и пополнит объем рабочей жидкости в полостях 24 и 25, также являющихся частями общей замкнутой полости и находящихся в двух боковых частях закладного устройства, которые расположены вдоль оси стяжного болта 10,

Тем самым будет заторможено движение клиновых элементов 7 и 8 навстречу друг другу и одновременно будут демпфироваться возникающие в этом случае динамические усилия.

После окончательного сближения клиновых элементов 7 и 8, когда между ними, наконец, возникнет контакт, горизонтальные участки 5 торца верхнего опорного блока 4 при его опускании обопруться на соответствующие горизонтальные участки 5 торца нижнего опорного блока 3.

При этом произойдет мягкая посадка верхнего опорного блока 4 на нижний опорный блок 3, так как горизонтальные участки 5 их торцов снабжены амортизирующими накладками 29,

Технико-экономические преимущества изобретения по сравнению с прототипом заключаются в следующем.

Закладное устройство для фундамента

может быть изготовлено заранее в заводских условиях с требуемой точностью, то есть предлагаемый фундамент является технологическим в изготовлении.

В связи с тем, что закладное устройство

в фундаменте ограничено сверху и снизу горизонтальными плоскостями, оно, в случае необходимости, легко может быть заменено другим, что свидетельствует о высокой ремонтопригодности этого фундамента,

5 Закладное устройство удобно в эксплуатации, так как требуемое перемещение клиновых элементов.с большой точностью может быть осуществлено одним человеком путем вращения стяжного болта с помощью

0 съемного поворотного устройства, надеваемого на стяжной бол, с любого доступного его конца.

Фундамент имеет высокую надежность, в том числе даже в экст ремальных условиях

5 его работы, по таким причинам.

В связи с наличием упорных дисков, установленных с обоих концов стяжного болта и скрепленных с ним, предотвращается возможность смещения стяжного болта вдоль

0 его оси, так как указанные упорные диски опираются снаружи на соответствующие панели обоймы.

Закладное устройство выполнено так, что в нем обеспечивается жесткое закрепле5 ние клиновых элементов после их установки в заданном положении за счет резьбовых соединений клиновых элементов со стяжным болтом с последующим фиксированием положения стяжного болтз с помощью сто0 поров, пропущенных через отверстия а упорных дисках и входящих в соответствующие углубления в панелях обоймы.

В закладном устройстве практически исключена возможность разрыва стяжного

5 болта, поскольку он всегда работает на сжатие с кручением.

В случае разрыва резьбы в резьбовых соединениях стяжного бопта с клиновыми элементами или в случае излома стопоров

0 возможно лишь медленное сближение клиновых элементов, продолжающееся до тех пор, пока ни не соприкоснуться между собой, при этом верхний опорный блок опустится на нижний опорный блок и обопрется

5 обоими горизонтальными участками своего торца, снабженными амортизирующими накладками, на соответствующие горизонтальные участки торца нижнего опорного блока, также снабженного амортизирующими накладками. Замедленное сближение

клиновых элементов в данном случае будет обеспечиваться благодаря тому, что в закладном устройстве предусмотрена общая замкнутая полость, заполненная рабочей жидкостью, причем из-за наличия сальнм- ков рабочая жидкость под давлением будет постепенно перетекать из центральной части указанной полости через резьбовые соединения стяжного болта с кпиновыми элементами в боковые части этой полости. В результате этого будет исключена возможность динамического воздействия на здание, сооружение при срыве резьбы Б резьбовых соединениях стяжного болта с клиновыми элементами или при изломе сто- поров.

Кроме того, в данном случае произойдет лишь незначительное перемещение клиновых элементов, которое не сможет повлиять на прочность или устойчивость здания, соо- ружения.

Обойма, состоящая из четырех панелей и закрывающая с боковых сторон закладное устройство, тем самым предохраняет опорные грани клиновых элементов и наклонные участки торцов опорных блоков от попадания на них грязи и строительного мусора.

Если здание, сооружение, возведенное на неравномерно деформируемом основании-, оборудовано фундаментами с заклад- ными устройствами, то путем регулирования положения клиновых эле- ментов, выполняемого на основе данных инструментальных наблюдений за вертикальными смещениями фундаментов, их можно привести в первоначальное проектное положение, При этом создается возможность избежать неравномерной загрузки отдельных фундаментов, вызванной перераспределением нагрузок, кото- рые передаются от здания, сооружения в тех случаях, когда величины усилий, действующих на некоторые фундаменты, могут превзойти их несущую способность и, таким образом, предотвратить дальнейшие неравномерные вертикальные смещения фундаментов.

Формула изобретение 1. Фундамент здания, сооружения, возводимого на неравномерно деформируемом основании, включающий верхний и нижний опорные блоки, обращенные друг к другу торцы которых выполнены с горизонтальными и наклонными симметрично вертикальной оси фундамента участками, и попарно установленные между опорными блоками двухсторонние клиновые элементы, взаимодействующие с возможностью скольжения своими опорными гранями с наклонными участками торцов опорных блоков и объединенные друг с другом посредством стяжного болта, пропущенного через образованные в клиновых элементах отверстия, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности фундамента, наклонные участки каждого блока образуют на его торце выемку, а его горизонтальные участки размещены по периферии выемки, причем отверстия в клиновых элементах выполнены с разнонаправленной резьбой, взаимодействующей с резьбой стяжного болта.

2.Фундамент по п. 1,отличающий- с я тем, что он снабжен обоймой, закрепленной на боко вой поверхности блоков с возможностью перемещения в ней верхнего блока, а полость, образованная обоймой и торцами блоков, заполнена рабочей жидкостью, при этом в обойме выполнены вытянутые по вертикали отверстия.

3.Фундамент по пп, 1и 2, отличаю- щ и и с я тем, что на горизонтальных участках блоков закреплены амортизирующие накладки.

-vj P

-4JfAV .Г

Qa

СЭ

Использование: возведение фундаментов зданий, сооружений на неравномерно деформируемом основании. Сущность изобретения: фундамент содержит верхний и нижний опорные блоки. Обращенные друг к другу торцы блоков выполнены с наклонными участками и периферийными горизонтальными участками. Наклонные участки образуют выемки, в которых установлены два клиновых элемента Клиновые элементы выполнены со сквозными резьбовыми отверстиями, через которые пропущен резьбовой болт, Резьба в отверстиях клиновых элементов имеет противоположное направление. На боковой поверхности блоков закреплена обойма. Обойма и торцы блоков образуют полость, которая заполнена рабочей жидкостью. На горизонтальных участках блоков закреплены амортизирующие прокладки. 2 з.п, ф-лы, 3 ил. ел с

--

фиг.З