Способ усиления фундамента и устройство для его осуществления
FOUNDATION REINFORCEMENT METHOD AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к строительству; а именно к усилению фундаментов зданий и сооружений, и может быть использовано при их ремонте и реконструкции.
Известен способ усиления фундамента (а.с. СССР №1213134, кл. E02D 27/08, опубл. 23.02.1986, Бюл. №7), включающий установку вокруг фундамента блоков усиления и вдавливание их в грунт ниже подошвы фундамента, при этом, нижняя часть наружной боковой грани выполнена скошенной, а верхняя внутренняя грань - с уступом, причем после вдавливания блоков в грунт их стягивают до размещения подошвы фундамента на уступах блоков и перед стягиванием блоков поверхность уступов блоков покрывают слоем раствора.
Недостатком данного способа является необходимость в применении оборудования значительной мощности для вдавливания фундаментных блоков и их стягивания в горизонтальном направлении. Кроме того, необходимо предусмотреть наличие мощных конструкций, воспринимающих горизонтальное усилие и изгибающий момент, возникающий при стягивании блоков.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ усиления фундамента (а.с. СССР №1768712, кл. E02D 27/08, опубл. 15.10.1996. Бюл. №38), включающий установку с противоположных сторон фундамента блоков, имеющих скосы на боковой поверхности, нанесение на них антифрикционного материала и обжатие блоков и фундамента тяжами, пропущенными через их тело, при этом перед установкой блоков, обращенных скосами к оси фундамента и имеющих в нижней части выступ с наклонной верхней поверхностью, осуществляют наращивание фундамента с выполнением при этом его наращенной части со скошенными к оси фундамента боковыми гранями, а блоки перед обжатием их и фундамента размещают с зазором относительно боковой поверхности существующей части и подведением выступов под подошву фундамента.
Недостатками известного способа является необходимость в дополнительном расходе материала (бетона), усложнение производства работ, связанные с установкой опалубки и мокрым процессом (бетонными работами), сложность его осуществлять, поскольку необходимо нарушать существующий фундамент для пропуска тяжб через его тело, трудность обеспечения скольжения блоков по наружной поверхности наращенной части фундамента, необходимость в оборудовании значительной мощности для вдавливание фундаментных блоков и их стягивания в горизонтальном направлении.
Техническим решением является повышение эффективности усиления фундамента, расширение технологических возможностей, упрощение способа усиления фундамента.
Техническое решение достигается тем, что в способе усиления фундамента и устройстве для его осуществления:
1
2
3
2
1. В способе усиления фундамента, включающий установку блоков усиления с противоположных сторон фундамент вокруг фундамента механическими средствами разрабатывают грунт основания до уровня, ниже подошвы фундамента на глубину, равную толщине уступа блока усиления под углом α к горизонту, при этом, разрабатывают под всей подошвой фундамента дополнительную полость, шириной равной длине уступа L блока усиления под углом α к подошве фундамента и боковая часть уступа блока усиления выполнена скругленной по радиусу R равному толщине боковой части уступа с центром, лежащим на продолжении основания уступа блока усиления и расположенную под углом α к горизонту равному углу β, который в свою очередь равен арктангенсу отношения длины L части уступа блока усиления к высоте фундамента, причем, нижняя и верхняя часть уступа блока усиления выполнена радиусом R и R, после этого, вокруг фундамента устанавливают блоки усиления, причем блоки усиления раскладывают с опиранием скругленной нижней части уступа радиусом R на разработанный под углом α к горизонту грунт основания с опиранием верхней части блока усиления на вершину верхнего угла верхней части фундамента, затем к верхней части блоков усиления и с двух сторон колонны крепятся два торсионно-упорных устройства с винтами крепления, которые ввинчиваются во вмятины, предварительно выполненные на поверхности колонны или подколонника, причем поверхность уступов блоков усиления и боковые поверхности фундамента покрывают слоем раствора и затем с помощью вращения стягивающих винтов-резьбовых стяжек устройства для осуществления способа усиления фундамента, а также торсионов торсионно-упорных устройств поворачивают блоки усиления вокруг оси торсионов в вертикальное положение параллельное боковым стенкам фундамента, при этом, уступы блоков усиления заходят в дополнительную полость под подошву существующего фундамента, а слой раствора способствует не только равномерному распределению по всей площади уступа блока усиления передаваемых усилий от фундамента на блоки усиления и от них на грунт основания, но и прочному скреплению блоков усиления с боковыми стенками существующего фундамента, после скрепления сжатых друг с другом блоков усиления и существующего фундамента производят обратную засыпку грунта вокруг существующего фундамента с уплотнением, и после застывания слоя раствора производят демонтаж (отделение) торсионно-упорных устройств от блоков усиления жестко скрепленных с фундаментом.
2. Устройство для осуществления способа усиления фундамента содержащее оборудование значительной мощности для вдавливания фундаментных блоков и их стягивания в горизонтальном направлении, необходимость в дополнительном расходе материала (бетона) усложнение производства работ, связанных с установкой опалубки и мокрым процессом (бетонными работами), сложность его осуществления, поскольку необходимо нарушать существующий фундамент для пропуска тяжб через его тело, трудность обеспечения скольжения блоков по наружной поверхности наращенной части фундамента включает в себя два торсионно-упорных устройства, каждое из которых включает в себя упорную платформу с винтами крепления, в которой закреплены одними квадратной формы окончаниями два торсиона, вторые квадратной формы окончания торсионов закреплены в опорах, снабженных подошвами, в верхней части опор смонтированы сферической формы опорные гайки с левой и правой резьбой, в которые вкручена резьбовая стяжка, при вращении которой верхние части опор сближаются и скручивают два торсиона и таким образом, торсионно-упорное устройство водится в стартовое состояние, при этом упорная платформа винтами крепления монтируется на колонне, а опоры крепятся своими подошвами к блокам усиления.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого способа усиления фундамента и устройства для его осуществления.
1
2
3
2
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что в способе усиления фундамента, включающем установку блоков усиления с противоположных сторон фундамента, разрабатывают механическими средствами грунт основания вокруг фундамента до уровня ниже подошвы фундамента на глубину равную толщине уступа блока усиления под углом а к горизонту, при этом, разрабатывают под всей подошвой фундамента дополнительную полость шириной равной длине уступа L блока усиления под углом α к подошве фундамента и боковая часть уступа блока усиления 3 выполнена скругленной по радиусу R равному толщине боковой части уступа с центром, лежащим на продолжении основания уступа блока усиления и расположенную под углом α к горизонту равному углу β, который в свою очередь равен арктангенсу отношения длине L части уступа блока усиления к высоте фундамента, причем, нижняя и верхняя часть уступа блока усиления выполнена радиусом R и R, после этого вокруг фундамента устанавливают блоки усиления, блоки усиления раскладывают с опиранием скругленной нижней части уступа радиусом R на разработанный под углом α к горизонту грунт основания и опиранием верхней части блока усиления на вершину верхнего угла верхней части фундамента, затем на верхней части блоков усиления и колонне монтируются с двух сторон колонны два торсионно-упорных устройства с винтами крепления, которые ввинчиваются во вмятины, предварительно выполненные на поверхности колонны или подколонника и поверхность уступов блоков усиления и боковые поверхности фундамента покрывают слоем раствора и помощью вращения стягивающих винтов - резьбовых стяжек устройство для осуществения способа усиления фундамента, а также торсионов торсионно-упорных устройств поворачивают блоки усиления вокруг оси торсионов в вертикальное положение параллельное боковым стенка фундамента, при этом, уступы блоков усиления заходят в дополнительную полость под подошву существующего фундамента, а слой раствора способствует не только равномерному распределению по всей площади уступа блока усиления передаваемых усилий от фундамента на блоки усиления и от них на грунт основания, но и прочному скреплению блоков усиления с боковыми стенками существующего фундамента, после скрепления сжатых друг с другом блоков усиления и существующего фундамента производят обратную засыпку грунта вокруг существующего фундамента с уплотнением и после застывания слоя раствора производят демонтаж (отделение) торсионно-упорных устройств от блоков усиления жестко скрепленных с фундаментом, что повышает эффективность усиления фундамента, расширяет технологические возможности, упрощает способ усиления фундамента
Новизна заключается также в том, что устройство для осуществления способа усиления фундамента содержащее оборудование значительной мощности для вдавливания фундаментных блоков и их стягивания в горизонтальном направлении, необходимость в дополнительном расходе материала (бетона) усложнение производства работ, связанные с установкой опалубки и мокрым процессом (бетонными работами), сложность его осуществлять, поскольку необходимо нарушать существующий фундамент для пропуска тяжб через его тело, трудность обеспечения скольжения блоков по наружной поверхности наращенной части фундамента включает в себя два торсионно-упорных устройства, каждое из которых включает в себя упорную платформу с винтами крепления, в которой закреплены одними квадратной формы окончаниями два торсиона, вторые квадратной формы окончания торсионов закреплены в опорах, снабженных подошвами, в верхней части опор смонтированы сферической формы опорные гайки с левой и правой резьбой, в которые вкручена резьбовая стяжка, при вращении которой верхние части опор сближаются и скручивают два торсиона и таким образом, торсионно-упорное устройство водится в стартовое состояние, при этом упорная платформа винтами крепления монтируется на колонне, а опоры крепятся своими подошвами к блокам усиления, что повышает эффективность усиления фундамента, расширяет технологические возможности, упрощает способ усиления фундамента.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан фундамент после разработки траншеи и удаления грунта; на фиг. 2 - фундамент после разработки траншеи, удаления грунта и установки блоков; на фиг. 3 - фундамент после разработки траншеи, удаления грунта, установки блоков и монтажа торсионно-упорного устройства со скрученными торсионами; на фиг. 4 - торсионно-упорное устройство после поворота блоков усиления вокруг оси торсионов в вертикальное положение, вид сверху; на фиг. 5 - торсионно-упорное устройство после поворота блоков усиления вокруг оси торсионов в вертикальное положение, разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - изображен фундамент, усиленный предлагаемым способом после обратной засыпки грунта с уплотнением; на фиг. 7 - торсионно-упорное устройство, наглядное изображение, торсионы не закручены; на фиг. 8 - торсионно-упорное устройство с незакрученными торсионами, вид сверху; на фиг. 9 - торсионно-упорное устройство с закрученными торсионами в стартовом состоянии, наглядное изображение.
1
2
3
2
-1
Способ усиления фундамента осуществляют следующим образом. Вокруг фундамента 1 механическими средствами разрабатывают грунт основания 2 до уровня ниже подошвы фундамента, т.е. ниже напряженной зоны грунта основания (фиг. 1) на глубину равную толщине уступа 4 блока усиления 3 (фиг. 1, фиг. 2) под углом α к горизонту. При этом, разрабатывают под всей подошвой фундамента 1 полость 5 шириной равной длине уступа L блока усиления 3 под углом α к подошве фундамента 1. Боковая часть 6 уступа 4 блока усиления 3 выполнена скругленной по радиусу R равному толщине боковой части уступа 6 с центром, лежащим на продолжении основания уступа блока усиления и расположенную под углом α к горизонту равному углу β. Угол β равен арктангенсу (tan β) отношение длины L части уступа 4 блока усиления 3 к высоте h фундамента  При этом, нижняя часть и верхняя часть уступа блока усиления 3 выполнена радиусом R и R (фиг. 2). После этого, вокруг фундамента 1 устанавливают блоки усиления 3. Блоки усиления 3 раскладывают с опиранием скругленной нижней части уступа радиусом R на разработанный под углом α к горизонту грунт основания 2 и с опиранием верхней части блока усиления 3 на вершину верхнего угла верхней части фундамента 1 (фиг. 2). Затем на верхней части блоков усиления 3 и колонне 7 монтируются с двух сторон колонны 7 (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) два торсионно-упорных устройства 8 и 9 с винтами крепления 10 и 11, которые ввинчиваются во вмятины (отверстия), предварительно выполненные на поверхности колонны 7 или подколонника, например, с помощью молотка Кашкарева (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5). Поверхность уступов 4 блоков усиления 3 и боковые поверхности фундамента 1 покрывают слоем раствора 12 и помощью вращения стягивающих винтов-резьбовых стяжек 13 и 14, а также торсионов 15, 16 и 17, 18 торсионно-упорных устройств 8 и 9 поворачивают блоки усиления 3 вокруг оси торсионов 15, 16, 17, 18 в вертикальное положение параллельное боковым стенкам фундамента 1 (фиг. 4, фиг. 5) при этом, уступы 4 заходят в полость 5 под подошву существующего фундамента 1, а слой раствора 12 способствует не только равномерному распределению по всей площади уступа 5 передаваемых усилий от фундамента 1 на блоки 4 и от них на грунт основания 2, но и прочному скреплению блоков усиления 3 к боковым стенкам фундамента 1. После скрепления сжатых друг с другом блоков усиления 3 и фундамента 1 производят обратную засыпку грунта вокруг фундамента с уплотнением и после застывания слоя раствора 12 производят демонтаж (отделение) торсионно-упорных устройств 8 и 9 от блоков усиления 3 жестко скрепленных с фундаментом 1 (фиг. 6).
Устройство для осуществления способа усиления фундамента включает в себя два торсионно-упорных устройства 8 и 9. Торсионно-упорное устройство 8 (фиг. 7, фиг. 3) включает в себя упорную платформу 19 с винтами крепления 10, в которой закреплены одними квадратной формы окончаниями два торсиона 15 и 16, вторые квадратной формы окончания торсионов 15 и 16 закреплены в опорах 20 и 21 снабженные подошвами 22 и 23. В верхней части опор 20 и 21 смонтированы опорные сферической формы гайки 24 и 25 с левой и правой резьбой, в которые вкручена резьбовая стяжка 13 (показано на чертежах фиг. 3 и фиг. 5. При вращении резьбовой стяжки 13 верхние части опор 20 и 21 сближаются и скручивают торсионы 75 и 16 (фиг. 9). Таким образом, торсионно-упорное устройство 8 водится в стартовое состояние. Упорная платформа 19 винтами крепления 10 монтируется на колонне 7 (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 7), а опоры 20 и 21 крепятся подошвами 22 и 23 к блокам усиления 3. Конструкция торсионно-упорного устройства 9 аналогичная торсионно-упорному устройству 8.
Технико-экономические преимущества заключаются в том, что способ усиление фундамента и устройство для его осуществления не только позволяют упростить способ усиления фундамента, повысить эффективности усиления фундамента, расширить технологические возможности, но за счет многоразового использования торсионно-упорных устройств снизить затраты и улучшить технико-экономические показатели усиления фундаментов.