Способ усиления грунтовых оснований и фундаментов зданий и сооружений

(51) 02 27/28 (2006.01) 02 35/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ укороченной гипоциклоиды,коэффициент скольжения которой изменяется в пределах 0,71,0,(1) где- коэффициент скольжения. При этом максимальное значение удельной несущей способности соответствует гипоциклоиде с тремя ветвями грунтовой или железобетонной свай на уплотненном основании, а их раскатывание осуществляется на расстоянииот фундамента,равном где- расстояние от наружной боковой поверхности фундамента здания до оси раскатываемой скважины- диаметр цилиндрического профилировщика раскатывающего рабочего органа и между осями соседних скважин на расстоянии равном (2). Набивные железобетонные сваи на уплотненном основании соединяются между собой и с фундаментом с помощью железобетонных элементов. Технический результат изобретения достигается за счет снижения затрат на усиление фундамента при изготовлении вокруг него набивных грунтовых или железобетонных свай на уплотненном основании в раскатанных скважинах с гипоциклоидальным поперечным сечением и с их размещением в шахматном порядке для образования уплотненного уширения вокруг всего фундамента.(72) Грузин Владимир ВасильевичНураков Серик НураковичЖантлесов Жангобыл ХамитовичГрузин Андрей Васильевич(73) Акционерное общество Казахский агротехнический университет им. Сакена Сейфуллина(54) СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ГРУНТОВЫХ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к строительной отрасли, в частности к технологии усиления грунтовых оснований и фундаментов зданий и сооружений промышленного, гражданского и жилищного назначения в условиях плотной городской застройки. Задачей изобретения является снижение затрат на усиление грунтовых оснований и фундаментов с одновременным повышением степени уплотнения их грунта основания и повышением несущей способности фундамента за счет набивных свай,устраиваемых в скважинах раскатыванием на уплотненном основании. Способ усиления грунтовых оснований и фундаментов зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки включает формирование методом раскатывания в шахматном порядке скважин с поперечным сечением в виде Изобретение относится к строительной отрасли,в частности к технологии усиления грунтовых оснований и фундаментов зданий и сооружений промышленного, гражданского и жилищного назначения в условиях плотной городской застройки. Известно использование шпунтовых разделительных стен, отделяющих сжимаемую толщу грунта под вновь устраиваемыми фундаментами от существующих (Долматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Л.,Стройиздат, 1988, с.397, рис. 16, 10). Основным недостатком указанного способа является то,что в нем осуществляется значительный расход дорогостоящих строительных материалов, из которых изготовлены шпунтовые разделительные стены. Наиболее близким аналогом изобретения является способ усиления фундамента реконструируемых зданий,включающая вертикальные сваи, расположенные с внешней стороны сооружения по его периметру, и вертикальные сваи, расположенные рядами по площади подвального помещения сооружения, при этом вертикальные сваи, расположенные с внешней стороны сооружения, размещены на расстоянии 0,20,5 м от стены сооружения с шагом 1-5 м и имеют диаметр 42-112 мм,вертикальные сваи,расположенные по площади подвального помещения, размещены рядами по квадратной сетке со сторонами квадрата 1-2 м и имеют диаметр 42-93 мм (Патент РФ 2211284, 02 27/08, 02 35/00, бюл. 32, опубл. 20.11.2006). Недостатками этого способа являются трудоемкость работ по усилению фундамента зданий и сооружений и значительный расход строительных материалов. Указанный способ, как содержащий наибольшее количество существенных признаков по отношению к предлагаемому способу, принят в качестве прототипа. Задачей изобретения является снижение затрат на усиление грунтовых оснований и фундаментов с одновременным повышением степени уплотнения их грунта основания и повышением несущей способности фундамента за счет набивных свай,устраиваемых в скважинах раскатыванием на уплотненном основании. Технический результат изобретения достигается за счет снижения затрат на усиление фундамента при изготовлении вокруг него набивных грунтовых или железобетонных свай на уплотненном основании в раскатанных скважинах с гипоциклоидальным поперечным сечением и с их размещением в шахматном порядке для образования уплотненного уширения вокруг всего фундамента. На фиг.1 представлена технологическая последовательность операций усиления грунтового основания и фундамента задания в условиях плотной городской застройки а) раскатывание скважины сложного профиля б) изготовление грунтовой набивной сваи в) изготовление железобетонной набивной сваи. 2 На фиг.2 представлен профиль поперечного сечения раскатанной гипоциклоидальной скважины. На фиг.3 представлены результаты выполнения заключительных операций (вид сверху) а) позиция 6 б) позиция 13. Способ усиления грунтового основания и фундаментов зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки включает следующую технологическую последовательность операций (см. фиг.1-а) Поз.1 - на расчетном расстоянииот фундамента 1 устанавливают навесное оборудование 2 с раскатывающим рабочим органом,включающим в себя гипоциклоидальный профилировщик 3,цилиндрический профилировщик 4 с диаметроми конические вальцы с лидерным шнеком 5. Раскатывание уплотненных скважин с гипоциклоидальным поперечным сечением осуществляется на расстоянииот фундамента,равном где- расстояние от наружной боковой поверхности фундамента здания до оси раскатываемой скважины- диаметр цилиндрического профилировщика раскатывающего рабочего органа. Поз.2 - производят одновременное вращение и постепенное погружение раскатывающего рабочего органа на требуемую глубину с образованием уплотненной раскатанной скважины 6 с гипоциклоидальным поперечным сечением (см. фиг.2). Поз. 3 - включают реверс вращения в навесном оборудовании 2 и осуществляют постепенное извлечение раскатывающего рабочего органа из уплотненной скважины 6. Конструкция раскатывающего рабочего органа предусматривает его соосное размещение гипоциклоидального профилировщика 3,цилиндрического профилировщика 4 и конические вальцы с лидерным шнеком 5 и совместное использование вращательного движения привода для последовательного завинчивания, раскатывания скважины и заключительного формирования поперечного сечения скважины заданной формы. В зависимости от исходных параметров в конструкции формирователя результатом локального уплотнения стенок гипоциклоидальной скважины может быть е поперечное сечение в форме визуально-подобных треугольнику, квадрату,пятиугольнику и шестиугольнику. Раскатывание уплотненных скважин с гипоциклоидальным поперечным сечением вокруг фундамента осуществляют в шахматном порядке и на расстоянии равном(2) между их вертикальными осями. Технологическая последовательность операций усиления грунтового основания и фундамента задания в условиях плотной городской застройки может быть выполнена с изготовлением грунтовой набивной сваи (см. фиг.1-б) или с изготовлением железобетонной набивной сваи (см. фиг.1-в). Для обеспечения большей, в сравнении с соответствующей ей правильной -угольной,удельной несущей способности сваи с поперечным сечением в виде укороченной гипоциклоиды,коэффициент скольжениядолжен быть в пределах 0,71,0,(2) где- коэффициент скольжения. Максимальное значение удельной несущей способности, при прочих равных параметрах,соответствует гипоциклоиде с тремя ветвями. Изготовление грунтовой набивной сваи (см. фиг.1-б) осуществляется в следующей последовательности Поз.4 - в образованную гипоциклоидальную скважину 6 с помощью лотка 7 засыпают порциями строительный материал 8, например, глину. Поз.5 - с помощью трамбовки 9 осуществляют постепенное уплотнение строительного материала 8 в скважине 6 до образования грунтовой сваи. Поз.6 - для предотвращения от разрушения под действием атмосферных осадков сформированной уплотненной зоны над ней устраивают защитный козырек(отмосток) 11,примыкающий к фундаменту 1 готовая набивная грунтовая свая 10(см. фиг.3-а). Изготовление железобетонной набивной сваи на уплотненном основании(см. фиг.1-в) осуществляется в следующей последовательности Поз.4 - в скважину 6 опускают арматурный каркас 12. Поз.5 - скважину 6 с арматурным каркасом 12 при помощи лотка 7 заливают товарным бетоном 13 с последующим его уплотнением вибратором. Поз.6 - для усиления фундамента 1 здания готовую железобетонную набивную сваю с гипоциклоидальным поперечным сечением на уплотненном основании 14 соединяют с ним и с другими сваями при помощи железобетонных элементов 15 (см. фиг.3-б). После завершения перечисленных видов работ получают готовое упрочненное грунтовое основание (см. фиг.3 - а) и усиленный фундамент здания по всему его периметру (см. фиг.3 - б). Выполнение указанных последовательностей операций в технологии позволяет более качественно усилить грунтовое основание и фундамент здания,уменьшить расход строительных материалов и достичь требуемой несущей способности по грунту основания фундамента в условиях плотной городской застройки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ усиления грунтового основания и фундаментов зданий и сооружений, включающий вертикальные сваи, расположенные с внешней стороны сооружения по его периметру, и вертикальные сваи, расположенные рядами по площади подвального помещения сооружения по квадратной сетке, отличающийся тем, что по периметру фундамента методом раскатывания в шахматном порядке формируют скважины с поперечным сечением в виде укороченной гипоциклоиды, коэффициент скольжения которой изменяется в пределах 0,71,0,(1) где- коэффициент скольжения. 2. Способ усиления грунтового основания и фундаментов зданий и сооружений по п.1,отличающийся тем, что максимальное значение удельной несущей способности соответствует гипоциклоиде с тремя ветвями грунтовой или железобетонной свай на уплотненном основании. 3. Способ усиления грунтового основания и фундаментов зданий и сооружений по п.1,отличающийся тем,что раскатывание уплотненных скважин с гипоциклоидальным поперечным сечением осуществляют на расстоянииот фундамента, равном где- расстояние от наружной боковой поверхности фундамента здания до оси раскатываемой скважины- диаметр цилиндрического профилировщика раскатывающего рабочего органа. 3. Способ усиления грунтового основания и фундаментов зданий и сооружений по п.1,отличающееся тем, что набивные железобетонные сваи на уплотненном основании соединяют между собой и с фундаментом с помощью железобетонных элементов.