Способ усиления фундаментов компенсационной подземной конструкцией

(51) 02 27/08 (2006.01) 02 27/48 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ устанавливается арматурный каркас, который натягивается посредством домкратов, упираемых в поперечную балку, изготавливаемую по торцам труб. Данная балка является одновременно ростверком для буронабивных свай. Таким образом,балки, усиливающие существующие фундаменты,вывешиваются на сваях, заглубленных нижними концами в слой прочного грунта основания. Для создания предварительного напряжения в арматуре горизонтальных балок,обеспечивается неподвижность голов свай путем устройства контрбалок, упираемых в диск перекрытия в уровне пола первого этажа здания. Противодеформационная компенсирующая подземная конструкция позволяет производить усиление под всем зданием или только под его частью, не вызывая необходимость полного освобождения внутренних помещений зданий и отселения людей. Это решение направлено на повышение эффективности работы предлагаемой компенсационной подземной конструкции действие которой снизит деформации оснований зданий в несколько раз, повысит несущую способность фундаментов в 1,8-3,3 раза, сократит сроки реконструкционных работ в 1,2-1,8 раз.(72) Бровко Игорь Степанович Бровко Елизавета Игоревна Закиров Диас(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения ЮжноКазахстанский государственный университет им. М. Ауэзова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ КОМПЕНСАЦИОННОЙ ПОДЗЕМНОЙ КОНСТРУКЦИЕЙ(57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано при усилении фундаментов существующих зданий и сооружений. Способ заключается в том,что под фундаментами реконструируемых зданий в горизонтальной плоскости устраиваются железобетонные предварительно напряженные балки методом управляемой бестраншейной проходки скважин. Метод предполагает прокладку,в точно контролируемых локационным методом местах основания, полиэтиленовых труб, вокруг которых грунт уплотнен продаливанием. В трубы Изобретение относится к строительству и может быть использовано при усилении фундаментов существующих зданий и сооружений. Известен метод усиления основания фундаментов, включающий проходку под подошвой фундаментов в горизонтальном направлении скважин, устраиваемых раскатыванием. По ходу движения раскатчика, в образовавшиеся скважины втягиваются(вдавливаются) сборные железобетонные круглопустотные плиты. Отверстия в плитах могут служить направляющими для дальнейшего движения раскатчика в грунтах основания. Технический результат состоит в усилении фундаментов, защите от переувлажнения основания, отводе подземных вод разного происхождения./ Бобылев Л.М., Бобылева А.Л. Новый способ усиления оснований и фундаментов.Промышленное и гражданское строительство.1112, М. Стройиздат, 1994, с.31-32/. Недостатком такого метода является высокая трудоемкость работ, трудность контроля качества подземных работ, вероятность неточного, по высоте и в плане, устройства скважины, вследствие отсутствия достоверных методов контроля ее прокладки, трудность обеспечения устойчивости стенок скважины при производстве работ. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является бестраншейный способ усиления фундаментов путем изготовления горизонтальных скважин пневмопробойником с радиальным упрочнением стенок грунтовых скважин. Патент (11)2183704 (13) 1 02 27/08,02 27/48 /Строкинов В.Н., Нафиков А.А. Способ усиления оснований фундаментов и оснований сооружений /. Способ включает проходку под подошвой фундамента горизонтальных скважин с помощью раскатчиков грунта из котлованов,отрываемых по периметру здания. Затем в шахматном порядке проходят горизонтальные скважины с перекрыванием зон уплотнения,образующихся в результате прокладки скважин раскатыванием. Эти скважины заполняются бетонной смесью. По периметру выполняются аналогичные вертикальные скважины, заполняемые также бетонной смесью. Для увеличения несущей способности в скважины помещают арматурный каркас. К недостаткам этого метода следует отнести имеющиеся ограничения по грунтовым условиям,сложность оценки качества скрытых работ,возможность возникновения отрицательных воздействий на существующие конструкции,возможность обрушения стенок скважин при введении в них арматурных каркасов, трудность сохранения достигнутых параметров упрочнения скважин, в частности, при наличии подземных вод и релаксации напряжений в грунте. Задача изобретения - разработка способа усиления фундаментов компенсационной подземной конструкцией. Технический результат - повышение несущей способности и уменьшение деформаций грунтового 2 основания зданий и сооружений путем создания компенсационной подземной конструкции,состоящей из горизонтальных, предварительно напряженных железобетонных балок под фундаментами существующих зданий, которые вывешиваются на сваях посредством ростверка. Задача решается тем, что под фундаментами реконструируемых зданий в горизонтальной плоскости устраиваются железобетонные предварительно напряженные балки методом управляемой бестраншейной проходки скважин. Метод предполагает прокладку,в точно контролируемых локационным методом местах основания, полиэтиленовых труб, вокруг которых грунт уплотнен продавливанием. В трубы устанавливается арматурный каркас, который натягивается посредством домкратов, упираемых в поперечную балку, изготавливаемую по торцам труб. Данная балка является одновременно ростверком для буронабивных свай. Таким образом,балки, усиливающие существующие фундаменты,вывешиваются на сваях, заглубленных нижними концами в слой прочного грунта основания. Для создания условий возможности предварительного напряжения в арматурных каркасах горизонтальных балок, обеспечивается неподвижность голов свай путем устройства контрбалок, упираемых в диск перекрытия в уровне пола первого этажа здания. Это решение направлено на повышение эффективности работы предлагаемой компенсационной подземной конструкции действие которой снизит деформации оснований зданий в несколько раз, повысит несущую способность фундаментов в 1,8-3,3 раза, сократит сроки реконструкционных работ в 1,2-1,8 раз. На фиг.1. Представлен разрез реконструируемого здания с создаваемой под ним пространственной конструкцией, на фиг.2 - его план. Предлагаемая конструкция состоит из предварительно устраиваемых горизонтальных балок в грунте 2 под подошвой существующих фундаментов 1. Балки 2 гидродомкратами 3 вдавливаются в грунт из приямков 6, устроенных с внешних сторон здания 1. Для упора гидродомкратов 3 в приямках 6 устраиваются упорные конструкции (ростверки)4.,буронабивные сваи 5 и контрбалки 7. Предлагаемая конструкция используется следующим образом. Вблизи здания устраиваются приямки 6. ,через которые, посредством бестраншейного метода прокладки подземных коммуникаций,при постоянном контроле локационным методом прокладываются полиэтиленовые трубы диаметров 500-700 мм, вокруг которых грунт уплотнен продавливанием. Таким образом, формируемые горизонтальные балки усиления 2, будут находиться в строго установленных проектом местах, на нужном расстоянии по глубине и в плане. В трубы устанавливается арматурный каркас, который натягивается посредством домкратов 3, упираемых в поперечную балку 4, изготавливаемую по торцам труб. 2. Неподвижность поперечной балки, если в этом есть необходимость, дополнительно можно достигнуть путем устройства контрбалок 7,упираемых в диск перекрытия в уровне пола первого этажа здания 1. После натяжения арматурного каркаса, внутрь полиэтиленовой трубы нагнетается бетонная смесь литой консистенции. После схватывания бетонной смеси концы арматурного каркаса освобождаются от натягивающих устройств. Тем самым создается предварительное напряжение в горизонтальных балках, что значительно уменьшает их прогиб, при работе под оседающим зданием. За пределами реконструируемого здания в приямках, по торцам предварительно напряженных балок,изготавливается продольная конструкция 4,являющаяся ростверком для буронабивных свай 5. Таким образом, балки, усиливающие существующие фундаменты, вывешиваются на сваях, заглубленных нижними концами 8 в слой прочного грунта основания,образуя противодеформационную компенсирующую подземную конструкцию,позволяющую производить усиление под всем зданием или только под его частью. Эффективность данного метода подтверждена испытаниями на моделях методом эквивалентных материалов. Целесообразность предлагаемого метода основывается на том, что в аварийных ситуациях, затраты зачастую составляют стоимость сноса и возведения нового здания. Кроме того,разработанный метод позволяет существенно сократить сроки реконструкции оснований и фундаментов аварийных зданий и производить работы с внешней стороны, не вызывая необходимость полного освобождения внутренних помещений и отселения людей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ усиления фундаментов компенсационной подземной конструкцией,состоящий в усилении фундаментов, путем изготовления горизонтальных скважин,заполняемых бетоном, отличающийся тем, что в точно определенных локационным методом местах основания, устраивают противодеформационные компенсирующие балки, арматуру этих балок, для уменьшения прогиба конструкции, подвергают предварительному напряжению, а торцы балок заводят в ростверк, находящийся за пределами реконструируемого здания. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что форма поперечного сечения противодеформационных компенсирующих балок выполнена - либо прямоугольной,либо тавровой,либо трапециедальной, за счет изменения формы поперечного сечения полиэтиленовой трубы с оставлением ее в грунте. 3. Способ по п.1, отличающийся тем,что расстановку противодеформационных компенсирующих балок в основании реконструируемых фундаментов устанавливают в несколько рядов по высоте одну над другой или в шахматном порядке. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что противодеформационные компенсирующие балки изготавливают, удаляя полиэтиленовую трубу методом выдергивания, оставляя в грунте арматурный каркас, окруженный бетонной смесью,при этом используют наконечник на трубе, который формирует квадратное (или близкое к квадрату) поперечное сечение вышеуказанных балок.