RU2397292C1 - Anti-karst precast strip footing - Google Patents

Abstract

FIELD: construction. ^ SUBSTANCE: invention relates to construction and is intended for use on karst territories, where structural protection of buildings is required. Anti-karst precast strip footing, also with cantilevers, includes discrete reinforced concrete foundation slabs (cushions) and concrete wall units mounted on cement mortar. Foundation may be arranged as reinforced in horizontal seams between slabs and units with single reinforcement continuous nets, and in vertical end slots of units - with reinforcement anchors connected to lower and upper continuous nets and with mount hinges on welding in process of erection and assembly works for rigid consolidation of all precast elements of foundation into solid beam-wall. ^ EFFECT: increased rigidity and reliability of foundation. ^ 7 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и предназначено для использования при возведении фундаментов зданий на закарстованных территориях.The invention relates to construction and is intended for use in the construction of foundations of buildings in karst territories.

Известны противокарстовые железобетонные фундаменты монолитные ленточные, перекрестно-ленточные и сплошные плитные с консольными выпусками, устраиваемые на строительной площадке и обладающие низкими технико-экономическими показателями, относящимися к производительности, трудоемкости, сезонности и др. (см. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учеб. пособие для строит. спец. вузов) / С.Б.Ухов с соавт. - 2-е изд. - М.: Высш. шк., 2002. - С.485-486, раздел «Устройство противокарстовых фундаментов»). Известны также гибкие железобетонные фундаменты из сборных фундаментных плит (подушек), которые не предназначены для восприятия особых нагрузок карстового происхождения (см. Обследование и испытание зданий и сооружений: Учеб. для вузов. / В.Г.Казачек с соавт. - 2-е изд. - М.: Высш. шк., 2006. - С.87-88, рис.2.7).Known anti-karst reinforced concrete foundations are monolithic strip, cross-tape and continuous slabs with cantilever releases arranged on a construction site and having low technical and economic indicators related to productivity, labor, seasonality, etc. (see. Soil mechanics, foundations, and foundations: Textbook allowance for building special universities) / S.B.Ukhov et al. - 2nd ed. - M .: Higher. school., 2002. - S.485-486, section "Installation of anti-karst foundations"). Flexible reinforced concrete foundations from prefabricated foundation slabs (pillows) are also known, which are not designed to absorb special loads of karst origin (see Inspection and testing of buildings and structures: Textbook for high schools / V.G.Kazachek et al. - 2nd ed. - Moscow: Higher school, 2006. - P.87-88, Fig. 2.7).

Прототипом изобретения является традиционный, массового применения сборный ленточный фундамент здания, план которого приведен на фиг.1, монтируемый из типовых железобетонных фундаментных плит 1 с монтажными петлями 2 (фиг.2), на которые устанавливают на цементном растворе 3 стеновые сборные бетонные блоки 4 в несколько рядов в зависимости от глубины заложения подошвы фундамента (см. Основания, фундаменты и подземные сооружения. / М.И.Горбунов - Посадов с соавт. - М.: Стройиздат, 1985. - С.44-48, табл.4.17, 4.21, рис.4.4, 4.5).The prototype of the invention is a traditional, mass-use prefabricated strip foundation of the building, the plan of which is shown in figure 1, mounted from a typical reinforced concrete foundation slab 1 with mounting loops 2 (figure 2), which are mounted on a cement mortar 3 wall precast concrete blocks 4 in several rows depending on the depth of the foundation sole (see Foundations, foundations, and underground structures. / M.I. Gorbunov - Posadov et al. - M .: Stroyizdat, 1985. - P.44-48, Tables 4.17, 4.21 , fig. 4.4, 4.5).

Недостаток известного сборного ленточного фундамента (прототипа) заключается в том, что он не может воспринимать особые нагрузки, вызываемые воздействиями, обусловленными сверхнормативными деформациями основания 5 (фиг.3), включая его оседание и даже исчезновение, т.е. обрушение в карстовый провал 6 под подошвой как результат «всплытия» карстовой полости.A disadvantage of the known prefabricated strip foundation (prototype) is that it cannot absorb special loads caused by influences due to excess deformations of the base 5 (Fig. 3), including its subsidence and even disappearance, i.e. collapse into karst failure 6 under the sole as a result of the “surfacing” of the karst cavity.

Провал 6 (фиг.3) возникает по закону редких событий (Пуассона), т.е. не известны ни время, ни место возникновения аварийного события в основании (фиг.1) - повреждения либо исчезновения контакта между основанием 5 и подошвой фундамента. Это влечет за собой разрушение хотя и на локальном участке собственно фундамента (фиг.2) и даже его локальное обрушение в полость 6. Потеря геостойкости фундаментом по фиг.3 одновременно сопровождается повреждением несущих перекрытий и стен выше отм. 0.000 и даже их частным разрушением вслед за обрушением фундаментных плит и блоков стеновых (фиг.3).Failure 6 (Fig. 3) arises according to the law of rare events (Poisson), i.e. neither the time nor the place of occurrence of the emergency event at the base are known (Fig. 1) - damage or disappearance of contact between the base 5 and the base of the foundation. This entails the destruction, albeit in a local area of the foundation itself (Fig. 2) and even its local collapse into the cavity 6. The loss of geostability by the foundation in Fig. 3 is simultaneously accompanied by damage to the bearing floors and walls above the elevation. 0.000 and even their private destruction after the collapse of the foundation plates and wall blocks (Fig.3).

Задачей изобретения является обеспечить геостойкость здания при «всплытии» карстовой полости под подошву фундамента либо в смежную опасную зону основания. Свойство геостойкости всего фундамента будет обеспечиваться исключением дискретности фундамента и приданием ему способности воспринимать растягивающие усилия, возникающие при зависании его над мульдой оседания либо над провалом в любом локальном месте вдоль всего фундамента из-за непредсказуемости места отказа и даже провала.The objective of the invention is to ensure the geostability of the building during the "ascent" of the karst cavity under the base of the foundation or in an adjacent hazardous area of the base. The geostability property of the entire foundation will be ensured by the exclusion of the discreteness of the foundation and by giving it the ability to absorb the tensile forces arising when it hangs over the trough of subsidence or over a failure in any local place along the entire foundation due to the unpredictability of the failure site and even failure.

Поставленная задача решается тем, что в противокарстовом сборном ленточном фундаменте, в т.ч. с консолями по углам, включающем обычные дискретные железобетонные фундаментные плиты (подушки) 1 и бетонные стеновые блоки 4, (фиг.2), смонтированные на цементном растворе 3, согласно изобретению фундамент выполнен армированным в горизонтальных швах 3 между плитами и блоками едиными арматурными неразрезными сетками, а в вертикальных торцевых швах-пазах стеновых блоков - арматурными анкерами, соединенными с нижней и верхней неразрезными сетками и с монтажными петлями на сварке в процессе строительно-монтажных работ для жесткого объединения всех сборных элементов фундамента в сплошную балку-стенку. Причем все фундаментные плиты 1, заармированные при изготовлении на расчетные особые нагрузки карстового происхождения, торцами попарно жестко скреплены между собой арматурными стержнями в крестообразном порядке на сварке с монтажными петлями, а арматурные сетки первого яруса уложены на плиты в местах монтажа в будущем стеновых блоков и сварены по месту в цельную неразрезную сетку, прикрепленную на сварке к стержням и монтажным петлям плит. При этом стеновые блоки первого ряда и последующих рядов смонтированы на цементном растворе и снабжены вертикальными z-образными анкерами, размещенными в торцевых швах (пазах) и соединенными на сварке с нижней цельной неразрезной сеткой первого яруса. Кроме того, при необходимости по стеновым блокам первого ряда и последующих рядов уложены арматурные сетки второго яруса, также состыкованные на сварке накладками по длине в единую, неразрезную закрепленную по месту на сварке к вертикальным анкерным стержням и к монтажным петлям фундаментных блоков.The problem is solved in that in the anti-karst precast strip foundation, incl. with consoles in the corners, including conventional discrete reinforced concrete foundation slabs (pillows) 1 and concrete wall blocks 4, (Fig.2) mounted on cement mortar 3, according to the invention, the foundation is made reinforced in horizontal seams 3 between plates and blocks with single reinforcing continuous meshes and in vertical end seams-grooves of wall blocks - with reinforcing anchors connected to the lower and upper continuous meshes and with mounting loops for welding during construction and installation work for rigid joining I have all prefabricated foundation elements in a continuous beam-wall. Moreover, all foundation plates 1, reinforced during manufacture for design special loads of karst origin, are end-face rigidly fastened together by reinforcing bars in a crosswise manner for welding with mounting loops, and reinforcing meshes of the first tier are laid on plates in the places of future installation of wall blocks and are welded in place in a solid continuous mesh attached to welding to the rods and mounting loops of the plates. In this case, the wall blocks of the first row and subsequent rows are mounted on cement mortar and equipped with vertical z-shaped anchors placed in end seams (grooves) and connected by welding to the lower solid continuous mesh of the first tier. In addition, if necessary, reinforcing meshes of the second tier are also laid along the wall blocks of the first row and subsequent rows, also joined by welding overlays along the length into a single, continuous, fixed in place at the welding to the vertical anchor rods and to the mounting loops of the base blocks.

Ниже приведены перечень иллюстраций и список обозначений.Below is a list of illustrations and a list of notations.

Фиг.1 - план ленточного сборного фундамента мелкого заложения;Figure 1 - plan of the prefabricated strip foundation shallow;

фиг.2 - поперечный разрез основания и сборного фундамента (по а-а на фиг.1) (на естественном основании);figure 2 is a transverse section of the base and precast foundation (according to aa in figure 1) (on a natural basis);

фиг.3 - последствия карстового провала в основании под подошвой (по б-б на фиг.1);figure 3 - the consequences of the karst failure at the base under the sole (on bb in figure 1);

фиг.4 - план фундаментных плит (фрагмент фиг.1 с карстовым провалом);figure 4 is a plan of foundation slabs (a fragment of figure 1 with karst failure);

фиг.5 - план фундаментных плит с неразрезной арматурной сеткой первого ряда;5 is a plan of foundation plates with continuous reinforcing mesh of the first row;

фиг.6 - аксонометрия арматурных сеток двухярусных и z-образных вертикальных анкеров;6 is a perspective view of the reinforcing mesh of two-tier and z-shaped vertical anchors;

фиг.7 - последствия карстового провала под подошвой балки - стенки фундаментной протовокарстовой.Fig.7 - the consequences of the karst failure under the sole of the beam - the wall of the base protovarst.

Обозначения:Designations:

1 - фундаментная плита (подушка); 2 - монтажная петля; 3 - раствор кладочный, в т.ч. армированный; 4 - стеновой фундаментный блок; 5 - основание грунтовое под подошвой фундамента; 6 - карстовый провал в плане и на разрезе; 7 - арматурная сетка, свариваемая в единую; 8 - накладки для сваривания сеток в единую; 9 - арматурные крестообразно уложенные стержни; 10 - сухарики для сохранения зазора между поверхностью фундаментной плиты (блока) и арматурой (защитный слой); 11 - анкера вертикальные z-образные в торцевых швах-пазах стеновых фундаментных блоков; R - расчетное сопротивление основания; Р - нагрузка на фундамент; g_a - погонная нагрузка на фундамент; с - трещины арочного распространения в несущих стенах (над зоной провала); f - прогиб балки-стенки фундаментной при провале карстовом в основании; b - полоса, в границах которой монтируются стеновые блоки.1 - foundation plate (pillow); 2 - mounting loop; 3 - masonry mortar, including reinforced; 4 - wall foundation block; 5 - soil foundation under the sole of the foundation; 6 - karst failure in plan and in section; 7 - reinforcing mesh, welded into a single; 8 - overlays for welding grids into a single; 9 - reinforcing cross-shaped rods; 10 - crackers to maintain a gap between the surface of the base plate (block) and the reinforcement (protective layer); 11 - vertical z-shaped anchors in the end seams-grooves of the wall foundation blocks; R is the calculated resistance of the base; P is the load on the foundation; g _a - linear load on the foundation; с - cracks of arched propagation in the bearing walls (above the zone of failure); f - deflection of the beam-wall of the foundation with a failure of the karst at the base; b - a strip within the boundaries of which wall blocks are mounted.

Противокарстовый сборный ленточный фундамент содержит армированные по расчету железобетонные плиты 1 с монтажными петлями 2 (фиг.4), смонтированные на основание 5 (фиг.2); арматурные сетки 7 первого яруса, сваренные накладками 8 в единую неразрезную сетку (фиг.5); арматурные стержни 9, крестообразно уложенные и попарно скрепляющие через монтажные петли 2 на сварке торцы смежных плит 1, приваренные по месту к сетке 7, которая снабжена специальными сухариками 10 для образования защитного слоя кладочного раствора (фиг.5); вертикальные z-образные анкеры 11 (фиг.6), приваренные нижним отгибом к первому ярусу сетки 7, заложенные в торцевом пазу стенового блока 4 и приваренные к монтажной петле стенового блока 4 первого ряда, а затем верхним отгибом приваренные к сетке 7 второго яруса (фиг.6). Последующие ярусы сеток устраиваются аналогично устройству сетки второго яруса.The anti-karst precast strip foundation contains reinforced concrete reinforced concrete slabs 1 with mounting loops 2 (FIG. 4) mounted on a base 5 (FIG. 2); reinforcing mesh 7 of the first tier, welded plates 8 in a single continuous mesh (figure 5); reinforcing bars 9, crosswise laid and pairwise fastening through mounting loops 2 for welding the ends of adjacent plates 1, welded in place to the grid 7, which is equipped with special crackers 10 to form a protective layer of masonry mortar (figure 5); vertical z-shaped anchors 11 (Fig. 6), welded with the lower bend to the first tier of the grid 7, embedded in the end groove of the wall block 4 and welded to the mounting loop of the wall block 4 of the first row, and then welded with the upper bend to the grid 7 of the second tier ( 6). Subsequent tiers of nets are arranged similarly to the device of the second tier mesh.

Устройство работает следующим образом. На подготовленное основание 5 (фиг.2) монтируются железобетонные фундаментные плиты (подушки) 1 заводскового изготовления (фиг.4), имеющие монтажные петли 2. Далее поверх фундаментных плит (фиг.5) в границах полосы b, предназначенной для укладки стеновых блоков первого ряда размещаются дискретные арматурные сетки, свариваемые накладками 8 по мере их наращивания в цельную неразрезную сетку 7 первого яруса по всему фундаменту. Затем торцы всех смежных фундаментных плит объединяются на сварке стальными стержнями 9, уложенными крестообразно между четырьмя монтажными петлями 2 двух смежных торцов плит (фиг.5). Эти же крестообразно уложенные стержни 9 привариваются к сетке 7, которая должна иметь требуемый зазор, путем подкладывания специальных сухариков 10 между поверхностью плит и арматурой для обеспечения защитного слоя кладочного раствора в армированном шве.The device operates as follows. On the prepared base 5 (Fig. 2), prefabricated reinforced concrete foundation slabs (pillows) 1 are mounted (Fig. 4) having mounting loops 2. Next, on top of the foundation slabs (Fig. 5), within the borders of the strip b, intended for laying the wall blocks of the first a number of discrete reinforcing grids are placed, welded by plates 8 as they grow into a solid continuous mesh 7 of the first tier throughout the foundation. Then the ends of all adjacent base plates are joined by welding with steel rods 9 laid crosswise between four mounting loops 2 of two adjacent ends of the plates (Fig. 5). The same cross-shaped rods 9 are welded to the grid 7, which should have the required clearance, by inserting special crackers 10 between the surface of the plates and the reinforcement to provide a protective layer of masonry mortar in the reinforced joint.

Монтаж первого ряда стеновых блоков 4 (фиг.2) производится на цементно-песчаном растворе требуемой (повышенной) марки, который должен обволакивать арматурную сетку 7 с учетом толщины защитного слоя. В том случае, если предусмотрено устройство второго яруса неразрезной арматурной сетки 7, в ходе монтажа блоков первого ряда между смежными вертикальными торцевыми фигурными пазами (фиг.6) должны оставляться z-образные анкеры 11, приваренные нижними отгибами к сетке 7 первого яруса, а верхние отгибы должны будут привариваться к сетке 7 второго яруса.Installation of the first row of wall blocks 4 (figure 2) is carried out on a cement-sand mortar of the required (increased) grade, which should envelop the reinforcing mesh 7 taking into account the thickness of the protective layer. In that case, if the device of the second tier of the continuous reinforcing mesh 7 is provided, during the installation of the first row blocks between adjacent vertical end face grooves (Fig. 6), z-shaped anchors 11 should be left welded with lower bends to the mesh 7 of the first tier, and the upper bends will need to be welded to the grid 7 of the second tier.

Второй и последующие ярусы сеток укладываются по аналогии с первым, т.е. с обеспечением зазора между поверхностью блока и арматуры с учетом размера защитного слоя. Продольные секции сеток также наращиваются накладками 8 в цельную неразрезную сетку 7, которая приваривается к монтажным петлям 2 и к отгибам анкеров 11. В итоге получается в данной схеме единый объемный арматурный неразрезной каркас в горизонтальных и вертикальных швах стеновых фундаментных блоков, жестко сопряженный с неразрезной сеткой, уложенной поверх фундаментных плит 1. При этом исчезает дискретность фундамента, присущая обычным сборным фундаментам.The second and subsequent tiers of nets are laid by analogy with the first, i.e. with a gap between the surface of the block and the reinforcement, taking into account the size of the protective layer. The longitudinal sections of the grids are also extended by overlays 8 into a solid continuous mesh 7, which is welded to the mounting loops 2 and to the bends of the anchors 11. As a result, in this scheme, a single three-dimensional reinforcing continuous mesh frame in the horizontal and vertical seams of the wall foundation blocks rigidly paired with the continuous mesh laid over the foundation slabs 1. At the same time, the discreteness of the foundation inherent in conventional precast foundations disappears.

Противокарстовый сборный фундамент работает следующим образом. При отказе основания 5 в любом локальном месте, т.е. при сверхнормативных осадках, проседаниях и карстовых провалах в границах 6 (фиг.7) возникают горизонтальные растягивающие усилия, которые воспринимаются абсолютно защемленными стальными арматурными ярусными сетками, анкерами либо всем объемным каркасом, находящимися в кладочном растворе горизонтальных и вертикальных швов. При этом практически не происходит перераспределения полезной вертикальной нагрузки g_a над сдеформированным в минимальном диапазоне участком фундамента (фиг.7), получившего прогиб f.Anti-karst precast foundation works as follows. In case of failure of base 5 in any local place, i.e. with excessive precipitation, subsidence and karst dips within the boundaries of 6 (Fig. 7), horizontal tensile forces arise, which are perceived by absolutely crushed steel reinforcing longline grids, anchors or the entire bulk frame located in the masonry mortar of horizontal and vertical joints. In this case, there is practically no redistribution of the useful vertical load g _a over the basement section deformed in the minimum range (Fig. 7), which has received a deflection f.

Предлагаемый сборный ленточный фундамент срабатывает как единая сплошная жесткая балка-стенка, перекрывая сдеформированную зону основания и сохраняя геостойкость даже при провале в основании. Естественно, балка-стенка может получить незначительный прогиб f, который после реставрации фундамента и восстановления его прежней несущей способности путем обжатия не отражается на дальнейшей надежности фундамента благодаря его сплошности и высокой жесткости.The proposed prefabricated strip foundation works as a single continuous rigid beam-wall, overlapping the deformed zone of the base and maintaining geostability even with a failure in the base. Naturally, the beam-wall can get a slight deflection f, which, after restoration of the foundation and restoration of its former bearing capacity by compression, does not affect the further reliability of the foundation due to its continuity and high rigidity.

Claims (5)

1. Противокарстовый сборный ленточный фундамент, в том числе с консолями, включающий дискретные железобетонные фундаментные плиты (подушки) и бетонные стеновые блоки, смонтированные на цементном растворе, отличающийся тем, что фундамент выполнен армированным в горизонтальных швах между плитами и блоками едиными арматурными неразрезными сетками, а в вертикальных торцевых пазах блоков - арматурными анкерами, соединенными с нижней и верхней неразрезными сетками и с монтажными петлями на сварке в процессе строительно-монтажных работ для жесткого объединения всех сборных элементов фундамента в сплошную балку-стенку.1. Anti-karst precast tape foundation, including with consoles, including discrete reinforced concrete foundation slabs (pillows) and concrete wall blocks mounted on cement mortar, characterized in that the foundation is made of reinforced continuous meshes in horizontal joints between the plates and blocks, and in vertical end grooves of blocks - with reinforcing anchors connected to the lower and upper continuous meshes and with mounting loops for welding during construction and installation work for stkogo combining all precast foundation elements in a continuous girder-wall. 2. Фундамент по п.1, отличающийся тем, что плиты смежными торцами попарно жестко скреплены между собой арматурными стержнями в крестообразном порядке и приварены к монтажным петлям.2. The foundation according to claim 1, characterized in that the plates with adjacent ends are pairwise rigidly fastened together by reinforcing bars in a crosswise order and welded to the mounting loops. 3. Фундамент по п.1, отличающийся тем, что арматурные сетки первого яруса уложены на плиты под в будущем монтируемые стеновые блоки и сварены по месту в цельную неразрезную сетку, прикрепленную на сварке к стержням и к монтажным петлям плит.3. The foundation according to claim 1, characterized in that the reinforcing meshes of the first tier are laid on slabs for future mounted wall blocks and are welded in place into a solid continuous mesh attached to the welding rods and to the mounting loops of the plates. 4. Фундамент по п.1, отличающийся тем, что стеновые блоки первого и последующих рядов смонтированы на цементном растворе и снабжены вертикальными z-образными анкерами, размещенными в торцевых швах (пазах) и соединенными сваркой с нижней цельной неразрезной сеткой первого яруса и с монтажными петлями.4. The foundation according to claim 1, characterized in that the wall blocks of the first and subsequent rows are mounted on cement mortar and are equipped with vertical z-shaped anchors placed in the end seams (grooves) and connected by welding to the lower solid continuous mesh of the first tier and with mounting loops. 5. Фундамент по п.1, отличающийся тем, что по стеновым блокам первого и последующих рядов уложены арматурные сетки второго яруса, сваренные по месту в единую неразрезную и закрепленную по месту к вертикальным анкерным стержням и монтажным петлям. 5. The foundation according to claim 1, characterized in that reinforcing meshes of the second tier are laid along the wall blocks of the first and subsequent rows, welded in place into a single continuous and fixed in place to the vertical anchor rods and mounting loops.

Images