RU2547196C1 - Foundation - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: foundation includes the belt foundation grill with holes, screw piles and cages passing through the holes, which hold heads of piles. Cages have threaded connection with sleeves, fastened to the walls of the holes. Rods of piles are equipped with stay nuts placed inside the cages.

EFFECT: provision of admissible displacements of foundation during freezing of heaving soil under its foot portion and optimum distribution of load between the foundation grill and piles, reduction of materials consumption.

1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве фундаментов малоэтажных зданий на сезоннопромерзающих грунтах.The invention relates to the construction and can be used in the construction of foundations of low-rise buildings on seasonally freezing soils.

Известен плитно-свайный фундамент, включающий железобетонную плиту-ростверк со сквозными отверстиями, в которых расположены головы свай (Патент РФ №85500, МПК 02D 27/12, 2009 г. - аналог). Сваи заводятся в ростверк на глубину 0,1-0,15 толщины плиты ростверка. При достижении перемещения плиты-ростверка под действием нагрузки от здания на 20-80% от предельно допустимой осадки, когда достигается оптимальное распределение нагрузки между плитой-ростверком и сваями, отверстия и зазоры между головами свай и плитой замоноличиваются.Known plate-pile foundation, including a reinforced concrete slab-grill with through holes in which the heads of piles are located (RF Patent No. 85500, IPC 02D 27/12, 2009 - analogue). Piles are planted in the grillage to a depth of 0.1-0.15 thickness of the grillage plate. When the displacement of the slab-grillage under the load from the building is 20-80% of the maximum permissible draft, when the optimal load distribution between the slab-grillage and piles is achieved, the holes and gaps between the heads of the piles and the slab are monolithic.

Данной конструкции свойственны высокая трудоемкость производства работ по замоноличиванию отверстий в плите-ростверке во время возведения здания, а необходимость обеспечения достаточной прочности стыка плиты со свай ведет к повышению материалоемкости плиты.This design is characterized by the high complexity of the work of monolithic holes in the grillage slab during the construction of the building, and the need to ensure sufficient strength of the junction of the slab with piles leads to an increase in the material consumption of the slab.

Известен также способ строительства свайно-плитных фундаментов, включающий погружение свай, размещение на них элементов в виде перевернутых стаканов, объединение голов свай ростверком (Патент РФ №2300604, МПК E02D 27/34, 2007 г. - прототип). Для обеспечения возможности ограниченного перемещения ростверка относительно свай в зазор между головами свай и стаканами помещаются вкладыши из пенополистирола.There is also known a method of constructing pile-slab foundations, including dipping piles, placing elements on them in the form of inverted glasses, combining the heads of piles with grillage (RF Patent No. 2300604, IPC E02D 27/34, 2007 - prototype). To allow limited movement of the grillage relative to the piles, polystyrene foam inserts are placed in the gap between the heads of the piles and the glasses.

Недостатком данного решения является отсутствие возможности регулировки осадки плиты в процессе загружения фундамента, а также сложность определения нужной высоты вкладыша при проектировании здания.The disadvantage of this solution is the lack of the ability to adjust the slab slab during the loading of the foundation, as well as the difficulty in determining the desired liner height when designing a building.

Задача изобретения состоит в снижении стоимости и материалоемкости фундамента за счет оптимального распределения нагрузки между ростверком и сваями, а также в обеспечении допустимых перемещений фундамента при промерзании пучинистого грунта под его подошвой.The objective of the invention is to reduce the cost and material consumption of the foundation due to the optimal load distribution between the grillage and piles, as well as to ensure permissible movement of the foundation when freezing heaving soil under its sole.

Это достигается тем, что в фундаменте, включающем ленточный ростверк с отверстиями, винтовые сваи, пропущенные через отверстия, и стаканы, вмещающие головы свай, стаканы имеют резьбовое соединение с гильзами, закрепленными на стенках отверстий, а штанги свай снабжены упорными гайками, размещенными внутри стаканов.This is achieved by the fact that in the foundation, including a tape grillage with holes, screw piles passed through the holes and glasses accommodating the heads of the piles, the glasses have a threaded connection with sleeves mounted on the walls of the holes, and the rod rods are equipped with stop nuts located inside the glasses .

Конструкция фундамента иллюстрируется чертежом, представленным на фиг.1.The construction of the foundation is illustrated by the drawing shown in figure 1.

Фундамент содержит ленточный ростверк 1, например, в виде системы перекрестных лент, и винтовые сваи, включающие штанги 2 и лопасти 3. Сваи располагаются, как правило, в местах пересечения лент ростверков. Штанги 2 пропущены через отверстия в ростверках. На стенках отверстий закреплены гильзы 4. Сверху на гильзах размещены стаканы 5. Для обеспечения возможности регулирования перемещения ростверка относительно свай стаканы имеют резьбовое соединение с гильзами, а внутри стаканов размещены упорные гайки 6, закрепленные на штангах 2.The foundation contains a tape grillage 1, for example, in the form of a system of cross tapes, and screw piles, including rods 2 and blades 3. Piles are usually located at the intersection of the tapes of the grillages. Rods 2 are passed through holes in grillages. Sleeves 4 are fixed on the walls of the holes. Cups are placed on top of the sleeves 5. To enable regulation of the movement of the grillage relative to the piles, the cups are threaded to the sleeves, and thrust nuts 6 mounted on the rods 2 are placed inside the cups.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

После погружения винтовых свай устанавливается опалубка, монтируются арматурные каркасы с гильзами 4, надетыми на штанги свай 2, и бетонируется ростверк 1. После набора бетоном заданной прочности приступают к строительству здания. Вся нагрузка от наземных конструкций передается на ростверк, временно выполняющий роль фундамента мелкого заложения. Грунт в основании ростверка деформируется, вызывая его осадку. По мере достижения заданной величины осадки на штанги последовательно накручиваются упорные гайки 6, а на гильзах 4 закрепляются стаканы 5. Гайки устанавливаются с таким расчетом, чтобы между ними и торцами гильз оставался зазор, равный предельной величине подъема фундамента при морозном пучении, а стаканы закрепляются вплотную к упорным гайкам. Перемещение ростверка относительно свай прекращается и возрастающая нагрузка от наземных конструкций начинает передаваться на сваи.After the screw piles are immersed, the formwork is installed, reinforcing cages with sleeves 4 mounted on the rod rods 2 are mounted, and the grillage 1 is concreted. After building the concrete with the specified strength, the construction of the building is started. All the load from ground structures is transferred to the grillage, which temporarily serves as the foundation for shallow laying. The soil at the base of the grillage is deformed, causing its settlement. As the set precipitation value is reached, the stop nuts 6 are successively screwed on the rods, and the cups 5 are fixed on the sleeves 4. The nuts are installed so that between them and the ends of the sleeves there remains a gap equal to the limit value of the foundation rise during frosty heaving, and the glasses are fixed closely to persistent nuts. The movement of the grillage relative to the piles stops and the increasing load from the ground structures begins to be transferred to the piles.

Последовательная установка упорных гаек и стаканов позволяет осуществить выравнивание осадки фундамента и распределить нагрузку между сваями и опирающимся на грунт ростверком в заданном соотношении. Более того, при строительстве или эксплуатации здания с целью снижения нагрузки на винтовые сваи можно осуществить повторное равномерное перемещение ростверка относительно свай на заданную величину путем поворота стаканов на нужное число оборотов.The sequential installation of thrust nuts and cups makes it possible to level the foundation draft and distribute the load between the piles and the grillage resting on the ground in a predetermined ratio. Moreover, during the construction or operation of a building in order to reduce the load on the screw piles, it is possible to re-uniformly move the grill relative to the piles by a predetermined value by turning the glasses by the desired number of revolutions.

Если в ходе эксплуатации здания будет наблюдаться промерзание пучинистого грунта под ростверком, его подъем будет происходить до момента касания верхних торцов гильз и упорных гаек, то есть до достижения предельно допустимого подъема фундамента. При дальнейшем промерзании грунта винтовая свая начинает играть роль анкера.If during the operation of the building freezing of the heaving soil under the grillage is observed, its rise will occur until the upper ends of the sleeves and thrust nuts touch, that is, until the maximum permissible foundation rise is reached. With further freezing of the soil, the screw pile begins to play the role of an anchor.

Обеспечение возможности ограниченного подъема ростверка позволяет существенно снизить давление, создаваемое пучинистым грунтом на ростверк, а значит уменьшить его размеры и армирование, а также сократить длину винтовой сваи или диаметр ее лопасти.Providing the possibility of limited lifting of the grillage can significantly reduce the pressure created by the heaving soil on the grillage, and therefore reduce its size and reinforcement, as well as reduce the length of the screw piles or the diameter of its blades.

Результаты исследований различных авторов показывают, что силы пучения достигают максимального значения при нулевых перемещениях штампа или фундамента на поверхности (Абжалимов Р.Ш. Лабораторные исследования морозного пучения // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1982. - №5. - с.20-22; Penner E., Ueda Т. The dependence of frost heaving on load application - preliminary results // Int. symp. on frost action in soils. V.1. - Lulea, Sweden, 1977, p.92-101; 3. Konrad J.M. Frost heave mechanics: Ph.D. Thesis, Edmonton Alberta. - 1980. - 472 p.). Допущение даже незначительного их подъема позволяет существенно снизить силы пучения. В предлагаемой конструкции допускается ограниченное перемещение ростверка, существенно снижающее воздействие пучинистого грунта на ростверк и винтовую сваю.The research results of various authors show that the heaving forces reach their maximum value at zero movements of the stamp or foundation on the surface (Abzhalimov R.Sh. Laboratory studies of frost heaving // Foundations, foundations and soil mechanics. - 1982. - No. 5. - p.20 -22; Penner E., Ueda T. The dependence of frost heaving on load application - preliminary results // Int. Symp. On frost action in soils. V.1. - Lulea, Sweden, 1977, p. 92-101; 3. Konrad JM Frost heave mechanics: Ph.D. Thesis, Edmonton Alberta. - 1980. - 472 p.). The assumption of even their slight rise allows to significantly reduce the heaving forces. In the proposed design, limited movement of the grillage is allowed, which significantly reduces the effect of heaving soil on the grillage and screw pile.

Благодаря возможности регулировки осадки фундамента в процессе его загружения обеспечивается возможность оптимального распределения нагрузки, передаваемой на грунт через подошву ростверка и воспринимаемой сваями. Винтовые сваи при промерзании пучинистого грунта под подошвой ростверка играют роль анкеров, при этом возможность ограниченного подъема ростверка приводит к существенному снижению сил, обусловленных пучением. Тем самым снижается стоимость и материалоемкость фундамента.Due to the possibility of adjusting the settlement of the foundation during its loading, it is possible to optimally distribute the load transmitted to the soil through the sole of the grillage and perceived by piles. During freezing of heaving soil under the sole of the grillage, screw piles play the role of anchors, and the possibility of a limited rise of the grillage leads to a significant decrease in the forces caused by heaving. This reduces the cost and material consumption of the foundation.

Claims (1)

Фундамент, включающий ленточный ростверк с отверстиями, пропущенные через отверстия винтовые сваи и стаканы, вмещающие головы свай, отличающийся тем, что стаканы имеют резьбовое соединение с гильзами, закрепленными на стенках отверстий, а штанги свай снабжены упорными гайками, размещенными внутри стаканов. The foundation, including a tape grillage with holes, screw piles and glasses passed through the holes, accommodating the heads of the piles, characterized in that the glasses have a threaded connection with sleeves mounted on the walls of the holes, and the rod rods are equipped with thrust nuts located inside the glasses.

Images