RU2464381C2

RU2464381C2 - Prestressed shallow foundation

Info

Publication number: RU2464381C2
Application number: RU2010142529/03A
Authority: RU
Inventors: Рашид Абдуллович Мангушев (RU); Рашид Абдуллович Мангушев; Игорь Игоревич Сахаров (RU); Игорь Игоревич Сахаров; Елена Владимировна Городнова (RU); Елена Владимировна Городнова
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2012-10-20
Also published as: RU2010142529A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: prestressed shallow foundation formed by a foundation slab, a ground base and a support board installed under the foundation slab and under the ground base at the optimal depth. On the foundation slab there are jacks arranged, which are connected with traction rods and with ground anchors, inserted into the support board and stressed with a total force, which is equal to or is slightly higher than the weight of the erected structure. Anchor traction rods are arranged with tubular section to supply mortar during arrangement of a support board.

EFFECT: invention provides for minimisation of ground base deformation and for elimination of bases and foundations of nearly located buildings and structures, reduction of material intensity and labour intensiveness in construction of foundations.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, к конструкциям фундаментов, устраиваемых под здания и сооружения в сложных инженерно-геологических условиях, а именно при напластованиях слабых водонасыщенных грунтов большой мощности в условиях существующей плотной застройки, но может применяться при строительстве зданий и сооружений на оползневых склонах, а также в транспортном строительстве как фундамент для транспортных магистралей и искусственных сооружений при повышенных динамических нагрузках.The invention relates to the field of construction, to the construction of foundations for buildings and structures in difficult engineering and geological conditions, namely, when bedding weak water-saturated soils of high power in the existing dense buildings, but can be used in the construction of buildings and structures on landslide slopes, and also in transport construction as a foundation for highways and artificial structures with high dynamic loads.

Известны конструктивные решения по армированию грунтов (Б.И.Далматов, В.Н.Бронин, В.Д.Карлов, Р.А.Мангушев, И.И.Сахаров и др. Основания и фундаменты. Часть 2. Основы геотехники. М., Изд-во АСВ, СПбГАСУ, 2002, стр.162, рис.6.2.).Known design solutions for soil reinforcement (B.I. Dalmatov, V.N. Bronin, V.D. Karlov, R.A. Mangushev, I.I. Sakharov and others. Foundations and foundations. Part 2. Basics of geotechnics. M ., Publishing house of the DIA, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, 2002, p. 162, Fig. 6.2.).

Армирование производится укладкой или забивкой армирующих элементов в грунтовое основание. Армирующие элементы изготавливаются из различных материалов (геотекстиль, металл и т.п.). При надлежащей прочности на растяжение и хорошем сцеплении с грунтом армирующих элементов увеличивают несущую способность основания.Reinforcement is carried out by laying or driving reinforcing elements into a soil base. Reinforcing elements are made of various materials (geotextiles, metal, etc.). With proper tensile strength and good adhesion to the soil, the reinforcing elements increase the bearing capacity of the base.

Вместе с тем армирующие элементы выполняют только роль косвенной арматуры и используются в исключительных случаях, поскольку их устройство требует больших трудозатрат и значительной материалоемкости.At the same time, reinforcing elements play only the role of indirect reinforcement and are used in exceptional cases, since their construction requires large labor costs and considerable material consumption.

Известна конструкция фундаментов на грунтах, уплотняемых статической нагрузкой (Б.И.Далматов, В.Н.Бронин, В.Д.Карлов, Р.А.Мангушев, И.И.Сахаров и др. Основания и фундаменты. Часть 2. Основы геотехники. М., Изд-во АСВ, СПбГАСУ, 2002, стр.172, рис.6.6.).Known construction of foundations on soils compacted by static load (B.I. Dalmatov, V.N. Bronin, V.D. Karlov, R.A. Mangushev, I.I. Sakharov and others. Foundations and foundations. Part 2. Basics geotechnics. M., Publishing House ASV, SPbGASU, 2002, p. 172, Fig.6.6.).

Статическая нагрузка создается за счет устройства временной насыпи на месте проектируемого сооружения, при этом суммарный вес насыпи несколько больше веса сооружения, за счет чего поровая вода выдавливается через специальные дрены. В грунтах наряду с фильтрационными осадками развиваются деформации ползучести скелета грунта при уплотнении. Аналитические и графические методы установления интервалов давлений на грунт до миниманизации последующих деформаций изложены в работе И.И.Сахарова «Некоторые особенности регулирования осадок линейных сооружений, возводимых на слабых грунтах, обладающих ползучестью» (Механика грунтовых оснований и фундаменты. Сб. науч. тр. Л., ЛИСИ, 1976, №12, с.52-59).Static load is created due to the temporary embankment at the site of the designed structure, while the total weight of the embankment is slightly greater than the weight of the structure, due to which pore water is squeezed out through special drains. In soils, along with filtration sediments, creep deformations of the skeleton of the soil develop during compaction. Analytical and graphical methods for establishing intervals of pressure on the ground to minimize subsequent deformations are described in the work of I. I. Sakharov “Some features of the regulation of sediments of linear structures erected on soft soils with creep” (Mechanics of soil foundations and foundations. Collection of scientific tr. L., LISI, 1976, No. 12, p. 52-59).

Недостатком глубинного уплотнения грунтов статическими нагрузками с вертикальным дренированием является потребность в больших объемах грунта для создания насыпей и песка для песчаных дрен.The disadvantage of deep compaction of soils by static loads with vertical drainage is the need for large volumes of soil to create embankments and sand for sand drains.

Помимо этого после снятия временной вертикальной нагрузки до начала строительства наземного сооружения возможны неравномерные деформации основания и фундамента из-за обратной ползучести грунтового основания.In addition, after removing the temporary vertical load before the start of the construction of the ground structure, uneven deformations of the base and foundation are possible due to the reverse creep of the soil base.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являются свайные фундаменты, которые состоят из свай - стержней и ростверка - железобетонной плиты, распределяющие усилия от наземных конструкций на отдельные сваи (Б.И.Далматов, В.Н.Бронин, В.Д.Карлов, Р.А.Мангушев, И.И.Сахаров и др. Основания и фундаменты. Часть 2. М.-СПб., стр.104).The closest in technical essence and the achieved result are pile foundations, which consist of piles - rods and grillage - reinforced concrete slabs that distribute forces from ground structures to individual piles (B.I. Dalmatov, V.N. Bronin, V.D. Karlov , R.A. Mangushev, II Sakharov and others. Foundations and foundations. Part 2. M.-SPb., P. 104).

Свайные фундаменты предназначены для передачи нагрузки на нижерасположенные грунты. Несмотря то что свайные фундаменты успешно применяются в строительстве с древнейших времен, эти конструкции не свободны от существенных недостатков.Pile foundations are designed to transfer loads to lower soils. Despite the fact that pile foundations have been successfully used in construction since ancient times, these structures are not free from significant shortcomings.

К недостаткам указанного класса конструкций, прежде всего, следует отнести большую материалоемкость и трудоемкость, тем более что строительство в настоящее время зачастую осуществляется на территориях с мощными напластованиями слабых грунтовых оснований и глубоким залеганием прочных грунтов.The disadvantages of this class of designs, first of all, are the high material consumption and laboriousness, especially since construction is currently often carried out in areas with powerful strata of weak soil bases and deep bedding of strong soils.

Основной целью изобретения является разработка конструкции фундамента, которая позволила бы минимизировать деформации грунтового основания в процессе строительства и эксплуатации наземного сооружения и полностью исключить деформации оснований и фундаментов близрасположенных зданий и сооружений; разрабатываемая конструкция фундамента также позволит сократить трудоемкость и материалоемкость за счет высокой технологичности конструкции.The main objective of the invention is the development of the foundation design, which would minimize the deformation of the soil base during the construction and operation of the ground structure and completely eliminate the deformation of the foundations and foundations of nearby buildings and structures; the design of the foundation under development will also allow to reduce the complexity and material consumption due to the high technological design.

Сущность изобретения заключается в том, что фундамент образован фундаментной плитой с установленными на ней домкратами, к которым присоединены верхние концы грунтовых анкеров, а нижние концы тяг грунтовых анкеров заанкерены в опорной плите, предварительно изготовленной на оптимальной глубине в грунтовом основании под фундаментной плитой; при этом грунтовое основание предварительно, до возведения наземного сооружения, может быть сжато с помощью домкратов и грунтовых анкеров с суммарным усилием, равным или несколько большим веса наземного сооружения.The essence of the invention lies in the fact that the foundation is formed by a foundation plate with jacks installed on it, to which the upper ends of the soil anchors are connected, and the lower ends of the tie rods of the soil anchors are anchored in the base plate, previously made at the optimum depth in the soil base under the foundation plate; in this case, the soil base previously, before the construction of the ground structure, can be compressed using jacks and soil anchors with a total force equal to or slightly greater than the weight of the ground structure.

Для предотвращения выдавливания части грунтового основания из сжимаемого объема под фундаменты существующих сооружений по периметру фундаментной плиты на всю глубину до опорной плиты устроена стена в грунте.To prevent extrusion of a part of the soil base from the compressible volume under the foundations of existing structures, a wall in the ground is constructed along the perimeter of the foundation plate to the entire depth to the base plate.

Для подачи цементного раствора при бетонировании опорной плиты анкерные тяги выполнены из труб.To supply the cement mortar during concreting of the base plate, the anchor rods are made of pipes.

Конструкция фундамента поясняется чертежами, где на фиг.1 показаны основные элементы предполагаемой конструкции: 1 - фундаментная плита; 2 - домкрат с фиксатором усилия; 3 - анкерная тяга; 4 - анкер; 5 - опорная плита; 6 - стена в грунте или шпунтовая стенка; 7 - грунтовое основание.The construction of the foundation is illustrated by drawings, where figure 1 shows the main elements of the proposed structure: 1 - foundation plate; 2 - a jack with a force clamp; 3 - anchor rod; 4 - anchor; 5 - base plate; 6 - wall in the ground or sheet pile wall; 7 - soil base.

В проектное положение фундамент устанавливается следующим образом: на грунтовое основание укладывается фундаментная плита 1, на которую устанавливаются домкраты с фиксаторами усилия 2; устанавливаются анкерные тяги 3 с анкерами 4; выполняется (способом струйной технологии) опорная плита 5, при этом цементный раствор подается через анкерные тяги 3, выполненные из труб; после набора прочности грунтоцемента в опорной плите 5 по периметру фундаментной плиты 1 устраивается стена в грунте 6 (вариант - шпунтовая стена); включают домкраты 2, которые натягивают анкерные тяги 3 и фиксируют усилие, в результате грунтовое основание 7 подвергается предварительному сжатию (до возведения наземного сооружения).In the design position, the foundation is installed as follows: a foundation plate 1 is laid on a soil base, on which jacks with force clamps 2 are installed; installed anchor rods 3 with anchors 4; the support plate 5 is performed (by the method of inkjet technology), while the cement mortar is supplied through anchor rods 3 made of pipes; after the strength of the soil cement is set in the base plate 5, a wall in the soil 6 is arranged around the perimeter of the foundation plate 1 (option is a sheet pile wall); include jacks 2, which pull the anchor rods 3 and fix the force, as a result, the soil base 7 is subjected to preliminary compression (before the erection of the ground structure).

Усилие сжатия грунтового основания должно быть несколько больше веса наземного сооружения с учетом последующих пластических деформаций основания в процессе эксплуатации сооружения.The compression force of the soil base should be slightly greater than the weight of the ground structure, taking into account subsequent plastic deformations of the base during operation of the structure.

Таким образом, в отличие от ранее известных конструкций фундаментов, рассматриваемая конструкция позволит уменьшить или вообще исключить деформации зданий и сооружений в процессе строительства и при эксплуатации из-за неравномерных осадок грунтового основания, более того, с помощью установленных домкратов возможно производить корректировку положения фундаментной плиты.Thus, in contrast to the previously known foundation designs, the design under consideration will reduce or even eliminate the deformation of buildings and structures during construction and during operation due to uneven precipitation of the soil base, moreover, with the help of installed jacks, it is possible to adjust the position of the foundation plate.

Вследствие того что под фундаментной плитой грунтовое основание представляет собой предварительно напряженный армированный объем, сейсмостойкость конструкции будет значительно повышена.Due to the fact that the soil foundation under the foundation slab is a prestressed reinforced volume, the seismic resistance of the structure will be significantly increased.

Следует отметить, что предлагаемая конструкция обладает высокой технологичностью, поскольку все элементы конструкции могут быть выполнены с использованием современных технологий с минимальными трудозатратами и относительно малой материалоемкостью.It should be noted that the proposed design has high adaptability, since all structural elements can be performed using modern technologies with minimal labor and relatively low material consumption.

Claims

1. Предварительно напряженный фундамент мелкого заложения, образованный фундаментной плитой, грунтовым основанием и опорной плитой, расположенной под фундаментной плитой и под грунтовым основанием на оптимальной глубине, при этом на фундаментной плите расположены домкраты, которые соединены с тягами и с грунтовыми анкерами, заделанными в опорной плите и напряженными с суммарным усилием, которое равно или несколько больше веса возводимого сооружения, отличающийся тем, что анкерные тяги выполнены трубчатого сечения для подачи цементного раствора при устройстве опорной плиты.1. A prestressed shallow foundation, formed by a foundation plate, a soil base and a support plate located under the foundation plate and under the soil base at the optimum depth, while on the foundation plate there are jacks that are connected to rods and with ground anchors embedded in the support plate and strained with a total force that is equal to or slightly greater than the weight of the erected structure, characterized in that the anchor rods are made of tubular section for the supply of cement about the solution when installing the base plate.

2. Предварительно напряженный фундамент мелкого заложения по п.1, отличающийся тем, что по периметру фундаментной плиты на всю глубину до опорной плиты устроена стена в грунте для предотвращения выдавливания части грунтового основания из сжимаемого объема. 2. The prestressed shallow foundation according to claim 1, characterized in that a wall in the soil is arranged along the perimeter of the foundation plate to the entire depth to the base plate to prevent squeezing part of the soil base from the compressible volume.