Фундамент Советский патент 1993 года по МПК E02D27/42 

Изобретение относится к строительству, а конкретно к строительству фундамен- тов типа резервуар.

Целью изобретения является снижение материалоемкости фундамента. На фиг. 1 изображен разрез фундамента с гибкими связями; на фиг.2 - план фундамента с гибкими связями; на фиг.З - разрез фундамента по связям; на фиг.4 - сечение опорного кольца с гребнем; на фиг.5 -. разрез фундамента с плоским опорным кольцом и грунтовыми анкерами.

При строительстве и эксплуатации сооружений типа вертикальный металлический резервуар эксплуатационная нагрузка (вес хранимого продукта или воды для гидравлического испытания), составляющая 70- 80% от общей расчетной нагрузки, передается на основание очень быстро, в течение нескольких суток. При этом в слабых водонасыщенных глинистых грунтах давление передается практически полностью на перовую воду, а в основании резервуара возникает нестабилизированноё

состояние грунта, когда внутреннее трение не может реализоваться, а сцепление очень мало. Если нестзбилизированное состояние окажется на значительной площади основания, резервуар может опрокинуться из-за потери устойчивости основания.

В результате для восприятия разовых нагрузок (вес воды при гидроиспытаниях и т.п.) в условиях слабых грунтов приходится сооружать свайные основания из свай большой длины, :что чрезвычайно материалоемко и дорого. Использование предлагаемого ре- ; шения позволяет резко снизить затраты на устройство фундаментов. .

Фундаглент I включает опорное кольцо 2, затяжку 3 и систему связей 4. Кольцо 2 опирается на грунтовую подушку 5, а связи - 4 могут быть выполнены в виде лент из геотекстиля или металла. Резервуар 6 опирается на грунтовую подушку 5. Линия 7 является эпюрой давления на кровлю слабого грунта 8 через подушку 5. В зависимости от жесткости резервуара б характер эпюры 7 может меняться, что в свою очередь влияет

ел

С

00

ю

СП

ы ы

на расположение и количество связей 4 и диаметр затяжки 3.

Сечение кольца 2 принимается из условия расчета на прочность и устойчивость от продольного изгиба, а ширина кольца, кроме того, из условия ограничения давления на грунт.;

Ширину и диаметр опорного кольца принимают из расчета восприятия им дефицита несущей способности основания сооружения при нестабилизированном состоянии, т.е.

b;D-R N-F-anp

(1.1)

где b - ширина; D - диаметр кольца 2;

.R - расчетное сопротивление грунта основания кольца 2;

N - расчетная нагрузка от сооружения 6;

F - площадь опоры сооружения 6;

- предельное (критическое) напряжение, соответствующее нестабилизированному состоянию в основании сооружения б,

Изменяя величины b и D добиваются справедливости уравнения (1.1). :

Суммарная ширина используемых гибких связей может быть определена из условия

а олр, где и - напряжение в грунтовом основании в пределах внешнего кольца после возведения сооружения.

Основное (по величине) расчетное сжимающее усилие возникает в сечении кольца при натяжении связей 4, поэтому кольцо должно быть рассчитано на прочность и продольную устойчивость. С этой целью кольцо оборудуется гребнем 9, повышающим изгибную жесткость сечения EI. В тех случаях, когда из соображения упрощения конструкции кольца 2, его выполняют из плоских.элементов, то устойчивость от про- дольного язгиба обеспечивают постановкой грунтовых анкеров 10, в т.ч. и инвентарных. При этом несущая способность и шаг анкеров принимаются из известных зависимостей теоретической механики об устойчивости сжатого кольца, лежащего на упругом основании. . Предложенное устройство реализуется в следующей технологической последовательности. ; . : Необходимо изготовить фундаментную конструкцию под резервуар для хранения нефтепродуктов диаметром 22 м. На спланированное грунтовое основание 8 отсыпается нижняя часть подушки 5 диаметром 50 м из песка, гравия или другого материала, профиль которой соответствует проектному расположению элементов Опорной конструкции 1. Затем монтируют железобетонные элементы опорного кольца 2, затяжку 3 и связи 4. Производят засыпку верхней части подушки 5, на которой монтируется резервуар 6. Затем производят обтяжку

связей 4 известным устройством (например талрепом). Резервуар 6 готов к эксплуатации. / : .;. .; . ./,. .

Далее резервуар заполняют водой и производят его гидравлическое испытание,

При этом часть нагрузки передается на грунтовое основание,а часть нагрузки через связи 4 не опорное кольцо 2. Под действием дополнительных вертикальных сжимающих напряжений происходит сжатие слабого

грунта 8, причем за счет опорного кольца 2 осадки происходят равномерно. Через расчетное время после нагружения резервуара 6 опорное кольцо 2 и связи 4 могут быть демонтированы и использованы на следующем объекте.

Формула изобретения 1. Фундамент, включающий внешнее и внутреннее кольца, объединенные между

собой гибкими связями, размещенными в теле грунтовой подушки, о т л и ч а ющ и й- с я тем; что, с целью снижения материало- емкости фундамента; внутреннее кольцо выполнено гибким, а внешнее - с наклонным относительно плоскости кольца ребром и оперто на грунтовую подушку, при этом гибкие связи выполнены в виде лент, суммарная ширина которых определена) из условия a(fp,

а размеры внешнего кольца определены из условия,.

Tr-b-d-RsN-F-a

где b - ширина кольца;

d - диаметр кольца;

R-расчетное сопротивление грунта под кольцом; N - расчетная нагрузка от сооружения;

F-площадь опоры сооружения;

- предельное напряжение в грунте, соответствующее нестабилизировэнному состоянию в основании сооружения;

а- напряжение в грунтовом основании в пределах внешнего кольца после возведения сооружения.

2, Фундамент по п. 1, от л и ч а ю щи й- ся тем, что внешнее кольцо выполнено в

плане составным из отдельных элементов, закрепленных в подстилающем подушку грунте временными анкерами.

./ . .., .--

Использование: в строительстве, в частности фундаментостроений. Сущность изобретения: фундамент включает внутреннее и внешнее кольца. Внутреннее кольцо выполнено гибким. Внешнее кольцо выполнено с наклонным относительно плоскости кольца ребром и оперто на грунтовую подушку. Кольца, объединены между собой гибкими связями. Связи размещены в теле грунтовой подушки и выполнены в виде лент. 1 з.п. ф-лы, 5 игл,

v / v V

V

V

V

v Xv

«

V 4 V 7 v V

V -v f

ЙЙЙ/

Фаг.г

фагЛ