Констукция усиления плитного фундамента. Усиление плитного фундамента

Способ усиления плитных фундаментов

Изобретение относится к области геотехнического строительства, а именно к способу усиления фундаментов. Способ усиления плитных фундаментов включает устройство сквозного отверстия в фундаменте с оголением его верхней и нижней арматуры, погружение трубы, имеющей резьбу, для формирования сваи усиления и накручивание на нее пластины. К пластине предварительно приваривают продольные и поперечные арматурные стержни и соединяют с нижней арматурой фундамента. Технический результат состоит в повышении надежности сопряжения буроинъекционной сваи с существующим фундаментом (железобетонным ростверком или железобетонной плитой основания) при реконструкции зданий и усилении фундаментов, обеспечении получения при этом узла сопряжения, обеспечивающего включение сваи в совместную работу фундамента. 2 ил.

Изобретение относится к области геотехнического строительства, а именно к способу усиления фундаментов.

Известно техническое решение сопряжения сваи усиления с фундаментом, устройство отверстия в фундаменте и устройство сваи усиления через это отверстие. Для обеспечения надежной совместной работы сваи усиления и фундамента после установки арматурного каркаса сваи и инъекции цементно-песчаного раствора, отверстие в фундаменте делают конусной формы [Полищук А.И. Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. Томск: Нортхэмптон: 8ТТ, 2004, - 476 с. (с. 352, № схемы 14)].

Известный способ сопряжения сваи усиления и фундамента может обеспечивать надежную заделку и совместную работу сваи усиления и фундамента. Однако, учитывая особенности предложенного способа, в котором свая армируется не арматурным каркасом, а за счет буровой штанги, данное техническое решение окажется неприемлемым.

Наиболее близким к заявляемому способу является техническое решение сопряжения сваи усиления с фундаментом, включающее устройство отверстия в фундаменте с оголением его верхней и нижней арматуры и погружение трубы для формирования сваи усиления через это отверстие. После устройства буроинъекционной сваи на трубу, имеющую резьбу, накручивают головную пластину, имеющую габаритные размеры 200×200 мм, затем узел сопряжения замоноличивается (Анкерные сваи «Ischebeck Titan» - проектирование и расчет. Эннепеталь, Германия, 2006).

Известный способ сопряжения сваи усиления и фундамента может обеспечивать надежную заделку и совместную работу сваи усиления и фундамента. Однако данный способ не ограничивает продольное перемещение сваи при значительном выталкивающем усилии.

Техническим результатом является повышение надежности сопряжения буроинъекционной сваи с существующим фундаментом (железобетонным ростверком или железобетонной плитой основания) при реконструкции зданий и усилении фундаментов, и получения при этом узла сопряжения, обеспечивающего включение сваи в совместную работу фундамента.

Технический результат достигается тем, что в способе усиления плитных фундаментов, включающем устройство сквозного отверстия в фундаменте с оголением его верхней и нижней арматуры, погружение трубы, имеющей резьбу, для формирования сваи усиления и накручивание на нее пластины, согласно изобретению к пластине предварительно приваривают продольные и поперечные арматурные стержни и соединяют с нижней арматурой фундамента.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что к головной пластине привариваются арматурные стержни, препятствующие продольному перемещению сваи относительно существующих фундаментов.

Предложенный способ иллюстрируется чертежом, на котором: на фиг. 1 - узел сопряжения буровой штанги с нижним слоем армирования существующего фундамента. На фиг. 2 представлен разрез 1-1.

Способ усиления плитных фундаментов осуществляется следующим образом.

В плитном фундаменте устраивают сквозное отверстие с оголением его верхней и нижней арматуры, погружается труба 1 для формирования сваи усиления. Согласно изобретению после формирования сваи усиления на трубу 1, которая имеет резьбу, накручивают пластину 2 с предварительно приваренными к ней продольными и поперечными арматурными стержнями 3, которые соединяют с нижней арматурой фундамента 4.

Пример конкретного осуществления способа усиления фундамента

В способе изготовления узла сопряжения сваи с существующим фундаментом при его усилении предусматривается сверление в фундаменте (железобетонном ростверке, фундаментной плите и т.п. элементах фундамента) сквозных отверстий по продольной оси формируемой буроинъекционной сваи. Технология «Ischebeck Titan» предусматривает использование специальных буровых штанг 1, использующихся одновременно как арматурный каркас устраиваемой сваи. Буровая установка погружает буровую штангу, вращая ее вокруг продольной оси. Одновременно с этим под большим давлением через буровую коронку нагнетается мелкозернистая бетонная смесь с высоким водоцементным отношением (В/Ц - 0,7). Струя бетона разрезает грунт вокруг сваи, заполняет пустоты и полости. После погружения сваи на проектную глубину, лишняя часть буровой штанги срезается. Далее по резьбе буровой штанги накручивается головная пластина 2 с предварительно приваренными к ней арматурными стержнями 3. Арматурные стержни класса AIII ⌀16, длиной l - 850 мм привариваются в 2-х направлениях перпендикулярно друг другу. После этого стержни связываются с фоновой арматурой фундаментной плиты 4, отверстие замоноличивается. Такой узел работает как нагельное соединение, препятствуя продольному перемещению сваи относительно фундаментной плиты или железобетонного ростверка.

Способ усиления плитных фундаментов, включающий устройство сквозного отверстия в фундаменте с оголением его верхней и нижней арматуры, погружение трубы, имеющей резьбу, для формирования сваи усиления и накручивание на нее пластины, отличающийся тем, что к пластине предварительно приваривают продольные и поперечные арматурные стержни и соединяют с нижней арматурой фундамента.

www.findpatent.ru

Конструкция усиления плитного фундамента может найти применение в промышленном и гражданском строительстве при реконструкции зданий и сооружений, преимущественно в глинистых водонасыщенных грунтах. В существующем фундаменте устроены инъекционные сваи. Внутри ствола каждой сваи установлена перфорированная инъекторная труба, которая выполняет функцию арматурного каркаса. Инъекционная свая сопряжена с фундаментом с помощью металлической анкерной пластины, жестко закрепленной на нем посредством предварительно напряженных анкеров. Гнутые концы анкеров пропущены под верхней арматурой плитного фундамента и сварены с ней. Верхние концы анкеров закреплены гайками. Для придания жесткости узлу сопряжения поверх анкерной пластины в центре ее приварены металлические ребра жесткости. Надежное и прочное сопряжение инъекционных свай с фундаментом обеспечивает их совместную работу и передачу нагрузки на более прочные слои грунтов основания. 1 н.з. и 1 з.пп. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к строительству, в частности к области усиления фундаментов с помощью инъекционных свай, и может быть использована в промышленном и гражданском строительстве при реконструкции и восстановлении зданий и сооружений преимущественно в глинистых грунтах.

Известны многие конструкции усиления фундаментов с помощью набивных, буронабивных и буроинъекционных свай и др. Рассмотрим способ передачи нагрузки на набивные сваи от существующего ленточного фундамента. По всему периметру фундамента установлены продольные металлические балки в пробитые борозды (штрабы) и поперечные металлические балки. Сваи закреплены поперечными балками. Эта конструкция приведена на стр.342 (Полищук А.И. «Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. - 3-е изд., доп. - Нортхэмптон: STT; Томск: STT, 2007. - 476 с»). Основным недостатком такой конструкции является ее трудоемкость, так как металлические продольные и поперечные балки устраивается по периметру существующих фундаментов, а также обнажение их может быть запрещено в связи с обводнением, пучинистостью грунтов.

За прототип принята конструкция усиления фундамента, представленная на стр.352 (Полищук А.И. «Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. - 3-е изд., доп. - Нортхэмптон: STT; Томск: STT, 2007. - 476 с»). Она включает буроинъекционные сваи, устраиваемые через плитную часть усиливаемого фундамента. Внутри ствола каждой сваи размещен арматурный каркас. Сопряжение буроинъекционных свай с существующим ленточным фундаментом, выполнено следующим образом. В плитной части фундамента устроены конусные отверстия, через которые были выполнены буроинъекционные сваи. Включение в работу этих свай осуществлено только при помощи цементно-песчаного раствора, которым заполнены конусные отверстия. Недостатком такой конструкции является то, что устройство конусных отверстий - очень трудоемкий процесс, а при большой толщине подошвы практически неосуществимый. При проходке бетон фундамента может быть сколот, в результате прочность узла сопряжения будет нарушена. Выпуски арматуры каркаса сваи закрепляются только раствором, поэтому не будет обеспечиваться совместная работа свай с фундаментом.

Задачей представленной полезной модели является снижение трудоемкости при выполнении работ по усилению фундамента, обеспечение совместной работы инъекционных свай с существующим плитным фундаментом и передачи нагрузки на более прочные слои грунтов основания.

Технический результат, обеспечивающий решение задачи заключается в повышении надежности и прочности узла сопряжения.

Поставленная задача решена следующим образом. Как и прототип, заявляемая полезная модель содержит устроенные в фундаменте инъекционные сваи, внутри ствола каждой из которых установлен металлический арматурный каркас, и узлы сопряжения инъекционных свай с плитным фундаментом. В отличие от прототипа в заявляемой конструкции усиления плитного фундамента узел сопряжения каждой инъекционной сваи с плитным фундаментом состоит из металлической анкерной пластины, установленной на фундаменте непосредственно над сваей и жестко закрепленной с ним при помощи предварительно напряженных гнутых анкеров, пропущенных под верхней арматурой плитного фундамента и сваренных с ней. Кроме этого, анкерная пластина снабжена в центре металлическими ребрами жесткости, например в виде уголков, которые приварены к ней. В частном случае выполнения в качестве арматурного каркаса может быть использована перфорированная инъекторная труба.

Заявителю не известны устройства, содержащие заявляемую совокупность признаков, характеризующих полезную модель. Это подтверждает ее новизну. В отличие от прототипа в заявляемой полезной модели узел сопряжения устроен путем жесткого соединения анкерной пластины с предварительно напряженными анкерами, которые пропущены под верхней арматурой существующей фундаментной плиты. Для того чтобы усилие, передаваемое от сваи не выгнуло анкерную пластину, сверху приварены уголки, выполняющие роль ребер жесткости. Выполнение узла сопряжения в заявляемой полезной модели позволяет обеспечить надежную совместную работу устроенных инъекционных свай с существующим железобетонным плитным фундаментом и передачи нагрузки на более прочные слои грунтов основания. Включение в работу свай с фундаментами осуществляется путем передачи нагрузки на сваю с последующим разгруженном. Набор технологических операций по устройству данного узла сопряжения позволяет судить о его технологичности, низкой трудоемкости по сравнению с прототипом.

На фиг.1 представлен общий вид устройства узла сопряжения инъекционной сваи с существующим фундаментом. Разрез 1-1 фиг.1 показан на фиг.2.

Конструкция усиления фундамента содержит устроенные в фундаменте 1 инъекционные сваи 2. Внутри ствола сваи 2 размещен арматурный каркас 3 (перфорированная инъекторная труба). На фундаменте 1 закреплена анкерная пластина 5, при помощи предварительно напряженных анкеров 6, которые пропущены под верхней арматурой 4 плитного фундамента и сварены с ней. Для придачи жесткости анкерной пластине 5 сверху нее приварены металлические уголки 7.

Сопряжение инъекционных свай 2 с существующим плитным фундаментом 1 выполняется после устройства всех свай. Для того, чтобы устроить сваи, необходимо подготовить в существующем фундаменте отверстия перфоратором с алмазным наконечником. Затем необходимо снять защитный слой бетона с двух сторон относительно инъекционных свай. Поверхность существующего фундамента 1 очистить от пыли и грязи. Затем пропустить металлические анкера 6 под верхней арматурой 4 фундаментной плиты и приварить их ручной электродуговой сваркой к этой арматуре. Далее забетонировать оголенные участки и установить в проектное положение анкерную пластину 5, пропустив концы анкеров через выполненные в ней отверстия. При помощи домкрата передаем нагрузку на инъекционную сваю 2, равную 40% от ее несущей способности. Далее необходимо закрепить гайками анкера 6, придав им определенное предварительное напряжение. Приварить металлические уголки 7 сверху анкерной пластины, в центре над сваей, для придачи ей жесткости. После этого снимаем нагрузку, передаваемую на сваю домкратом. Если подвал эксплуатируемый устроить бетонный пол 8.

1. Конструкция усиления плитного фундамента, включающая устроенные в фундаменте инъекционные сваи, внутри ствола каждой из которых установлен металлический арматурный каркас, и узлы сопряжения инъекционных свай с плитным фундаментом, отличающаяся тем, что узел сопряжения каждой инъекционной сваи с плитным фундаментом состоит из металлической анкерной пластины, установленной на существующем фундаменте непосредственно над сваей и жестко закрепленной к нему при помощи предварительно напряженных гнутых анкеров, пропущенных под верхней арматурой плитного фундамента и сваренных с ней, а верхние концы анкеров закреплены гайками, кроме этого анкерная пластина снабжена в центре металлическими ребрами жесткости, например в виде уголков, которые приварены к ней.

2. Конструкция усиления плитного фундамента по п.1, отличающаяся тем, что в качестве арматурного каркаса использована перфорированная инъекторная труба.

poleznayamodel.ru

§ 6.3. Усиление фундаментов с устройством монолитных плит

Способы и технологии усиления или восстановления несущей способности фундаментов определяются уровнем реконструктивных работ, а также методами создания новых архитектурно-планировочных решений. При критическом износе внутренних стен и перекрытий возникает необходимость усиления фундаментов с изменением расчетной схемы. В таких случаях экономически целесообразно принять комбинированную систему фундаментов: фундаменты для самонесущих стен и монолитная железобетонная плита для встроенных конструктивных элементов. Передача нагрузки на монолитную плиту снимает ограничения по высоте и количеству надстроенных этажей. При этом в зависимости от состояния фундаментов наружных стен не исключаются их восстановление, усиление и укрепление основания подошвы рассмотренными ранее методами и технологиями.

Устройство монолитной фундаментной плиты предусматривает полный демонтаж конструктивных элементов внутри коробки здания, подготовку основания, устройств для объединения фундаментов стен с плитой с целью перераспределения нагрузок.

На рис. 6.32 приведены некоторые конструктивные решения, способствующие созданию устойчивых, малодеформативных систем, объединяющих фундаменты стен с монолитной фундаментной плитой. Они основаны на использовании анкерных устройств в виде металлических консолей в фундаментных стенах, которые затем объединяются с армокаркасами плит и замоноличиваются.

Рис. 6.32. Конструктивные решения сопряжений фундаментов наружных стен с монолитной фундаментной плитой а - с размещением анкеров в стене фундамента; б - то же, под подошвой фундамента; в - с подведением монолитной плиты под стену фундамента; г - с размещением анкеров в стене фундамента и омоноличиванием с фундаментной плитой: 1 - фундамент наружных стен; 2 - сквозные отверстия в фундаменте; 3 - металлический анкер из прокатной стали; 4 - монолитная железобетонная плита; 5 - бетонная подготовка; 6 - уплотненный грунт; 7 - гидроизоляция

В каждом конкретном случае техническое решение может отличаться как конструктивной схемой, так и технологией производства работ. Наиболее простым вариантом является устройство в основании фундамента штрабы глубиной 0,3-0,5 толщины стены с последующим подведением монолитной армированной плиты. При этом арматурный каркас должен входить в штрабу, тем самым объединяя конструктивные элементы фундамента стены и монолитной плиты.

В местах размещения внутренних стен устраиваются дополнительные ленточные углубления с проектным армированием и омоноличиванием совместно с основным телом плиты (рис. 6.32). При устройстве фундаментов под колонны над поверхностью плиты устраиваются сборные или монолитные стаканы.

При достаточно больших нагрузках на общий фундамент возможно устройство свайного основания из буронабивных свай с последующим объединением их оголовков с монолитной плитой. Такие решения, как показал опыт реконструктивных работ, экономически целесообразны и весьма технологичны. По сравнению с методами, основанными на увеличении или восстановлении несущей способности старых фундаментов, себестоимость работ снижается на 30-40 %, в то же время резко сокращается продолжительность работ вследствие возможности использования высокоэффективных машин и механизмов.

На рис. 6.33 и 6.34 в качестве примера приведены конструктивно-технологические схемы устройства монолитной плиты фундамента реконструируемого здания. Наличие большого фронта работ и отсутствие стесненности позволяют применять поточные методы производства работ и высокопроизводительное оборудование. Так, при подготовке основания используются самоходные вибротрамбующие плиты. Армирование осуществляется армокаркасами заводской готовности. Подача и укладка бетонной смеси - автобетононасосами производительностью 20-40 м3/ч или с помощью бадьи и башенного крана. Большие размеры захваток обеспечивают нормальный фронт работ и возможность использования современных техники и технологии.

Рис. 6.33. Варианты переустройства ленточных фундаментов в плитные а - устройство сплошной плиты снизу подушек; б - то же, сплошной плиты с балками на шпонках; 1 - фундамент; 2 - монолитная плита; 3 - отметка верха пола подвала; 4 - рабочая арматура плиты; 5 - кирпичная плита; 6 - штрабы; 7 - подготовка под монолитную плиту; 8 - гидроизоляция

Рис. 6.34. Технологические схемы укладки бетонной смеси в монолитные плиты фундаментов а - с подачей бетононасосным транспортом; б - то же, башенным краном; 1 - бетоновоз; 2 - автобетононасос; 3 - распределительная стрела; 4 - бетонная плита; 5 - бадья; 6 - башенный кран

Анализ трудоемкости работ по усилению фундаментов показывает, что в зависимости от конструктивного решения принятой технологии и производства работ этот показатель может колебаться в достаточно широких пределах (от 1,2 до 12 чел.-дн/м3). В таблице 6.8 приведены статистические данные трудоемкости выполнения работ различных методов усиления фундаментов.

Таблица 6.8

Несмотря на значительный разброс трудоемкости производства работ, на каждом объекте возможно применение только определенного метода усиления, который учитывает конкретные условия. При возможности использования технология усиления с помощью свай в раскатанных скважинах является наиболее эффективной и экономичной. Ее отличительной особенностью является возможность уплотнения прослоек слабых фунтов за счет дополнительного втапливания щебня, шлака и другого сыпучего материала. Это обеспечивает значительное повышение несущей способности за счет вовлечения в работу свай объема уплотненного грунта.

Применением коротких (до 4 м) набивных свай в раскатанных скважинах достигаются снижение расхода бетона и металла в 1,5-1,8 раза и трудоемкости производства работ до 3 раз. Другим преимуществом данной технологии является возможность устройства фундаментов в насыпных грунтах, что характерно при устройстве пристроенных объемов реконструируемых зданий, находящихся в зоне обратной засыпки.

Для восприятия возросших нагрузок от надстраиваемых этажей эффективно использование буровых свай с электроимпульсным уплотнением (сваи РИТА). Достаточно адаптированная технология к стесненным условиям производства работ может найти массовое применение для восстановления и повышения несущей способности фундаментов жилых зданий различных периодов постройки.

Технологический эффект может быть существенно повышен при сочетании технологии раскатанных скважин и разрядно-импульсной.

При всем разнообразии технологий следует отметить, что методы усиления фундаментов, основанные на их вскрытии, требуют специальных мер по предотвращению нарушения сложившейся структуры грунта в уровне подошвы от воздействия атмосферных осадков и других техногенных процессов. Как правило, это приводит к дополнительным трудовым и материальным затратам и, в ряде случаев, способствует снижению их надежности.

studfiles.net

Смотрите также

• 
  Финский фундамент ленточный
• 
  Финский ленточный фундамент
• 
  Этапы проектирования фундамента
• 
  Свайный фундамент волоколамск
• 
  Фундамент без геологии
• 
  Обследование фундамента стоимость
• 
  Отделка фундамента деревом
• 
  Гидроизоляция фундамента пенополиуретаном
• 
  Фундамент stranded deep
• 
  Заземление через фундамент
• 
  Пеноплэкс фундамент размер