ФУНДАМЕНТ С ИНДИКАТОРОМ СВЕРХНОРМАТИВНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ, ПРОСАДОК, ПРОВАЛОВ В ОСНОВАНИИ
FOUNDATION WITH INDICATOR OF ABOVE NORM DEFORMATIONS, SAGGING, DIPS IN BASE

Изобретение относится к строительству и предназначено для использования при возведении фундаментов в проблемных грунтовых условиях, в т.ч. на просадочных или сильносжимаемых грунтах, на закарстованных территориях, на которых возможна сверхнормативная, локальная, неравномерная деформация основания (отказ), начинающаяся с образования зазора между основанием и подошвой фундамента и заканчивающаяся оседанием, просадкой, провалом.
Известны фундаменты мелкого заложения, передающие нагрузку на основание через подошву, в т.ч. ленточные, сборные и монолитные, включая сплошные и др. (Механика грунтов, основания и фундаменты: Учеб. пособие для строит. спец. вузов/ СБ. Ухов с соавт.- 2-е изд. - М.: Высш. шк. 2002. - С.272-277, Рис.10.2, 10.6, 10.8).
Известен также плитный с технологическими каналами фундамент здания (патент РФ на полезную модель №65514), представляющий собой железобетонную плиту либо ленту, в которой выполнены сквозные на всю толщину плиты вертикальные каналы, располагаемые по сетке в плане, который принят за прототип.
Недостаток таких фундаментов заключается в том, что они не приспособлены сигнализировать о моменте отрыва (провала) основания от подошвы фундамента - отказа - на первой стадии развития деформаций. На второй стадии происходит нарушение сплошности фундамента над зоной отказа основания. Начинаются его деформации с образованием трещин в растянутых зонах и сдвигов. На третьей стадии в несущих стенах над зоной отказа развивается паутина трещин арочного очертания, раскрытие которых затухает снизу вверх. Обычно именно только эту третью стадию обнаруживают и начинают с опозданием принимать соответствующие меры. Количественное значение величины отказа основания в виде сверхнормативной осадки устанавливается по результатам геодезического нивелирования (Руководство по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1975. - 156 с.). Размеры оседания, просадки, провала и др. деформаций основания устанавливаются прямым измерением. Деформации собственно фундамента и несущих стен фотографируются и наблюдаются по стенным маякам и маркам.
Задачей изобретения является обеспечить своевременную автоматическую подачу сигнала на пульт соответствующей службы при начавшихся деформациях основания на первой стадии, т.е. в момент отрыва основания от подошвы с образованием зазора между основанием и фундаментом.
Поставленная задача решается тем, что в фундаменте с индикатором сверхнормативных деформаций, просадок, провалов в основании, представляющем собой монолитную железобетонную плиту либо ленту, в которой выполнены на всю толщину плиты вертикальные технологические каналы либо оставлены штрабы (вырезы) в фундаментных сборных плитах, блоках, согласно изобретению в технологическом канале (штрабе) смонтирован индикатор деформаций основания, представляющий собой расположенное между верхней и нижней выпадающей крышками реле зазора с двумя пластинами, установленными соосно вертикально одна над другой и удерживаемыми в разомкнутом состоянии обжатой распорной пружиной, нижняя крышка связана с реле зазора; реле зазора подключено к пульту службы охраны или к пульту диспетчерской ЖКХ.
Для монтажа индикатора в канале (штрабе) индикатор смонтирован на съемной раме, закрепляемой в канале вместе с комплектующими деталями. Индикатор снабжен катушкой с мерной струной, закрепляемой на нижней выпадающей крышке для определения размера деформации либо глубины провала основания.
Самопроизвольное отслоение основания от подошвы фундамента с образованием зазора между основанием и фундаментом возможно при «всплытии» карстовой полости под подошву фундамента либо возникновении оседания, просадки и иных деформаций в контактной зоне основания и фундамента по закону редких событий (Пуассона), т.е. когда не известны ни время, ни место проявления аварийного события в основании. Автоматическая сигнализация о первой стадии наступающей аварийной деформации основания будет обеспечиваться снабжением фундамента специальным индикатором в контактной зоне «основание - фундамент», жестко закрепляемым в технологическом канале монолитного плитного фундамента либо в штрабе вертикальной грани сборного фундамента мелкого заложения. Мгновенное реагирование на образование на первой стадии зазора между основанием и подошвой фундамента происходит в результате выпадения из индикатора вместе с грунтом нижней его крышки. При этом подается сигнал на пульт охраны или соответствующей коммунальной службы о возникновении отслоения основания от подошвы, проседания или провала в зоне соответствующего индикатора уже на первой стадии деформации.
Предлагаемые индикаторы, располагаемые в контактной зоне основания с требуемой густотой, придадут фундаменту повышенную надежность и обеспечат своевременную информацию о появляющихся деформациях основания, что позволит принять оперативные меры по снижению риска и по реставрации основания и фундамента, не дожидаясь развития видимых трещин в несущих конструкциях, т.е. в фундаменте и в стенах на второй и третьей стадиях.
На фиг.1 изображен фундамент с индикатором сверхнормативных деформаций, просадок, провалов в основании, на фиг.2 изображена сборочная схема индикатора.
Фундамент 1, который содержит технологический канал или штрабу 2, индикатор 3 в сборе: выпадающая крышка 4 с петлей 5, монтажная верхняя крышка 6, реле 7 зазора с клеммой и распорной пружиной. Реле 7 зазора устанавливается на U-образной раме 8, закрепляемой в канале 2 (штрабе) фундамента, на которой крепятся сигнальная лампа 9, электророзетка 10, шомпол-ключ 11 и катушка 12 с мерной струной.
В индикаторе 3 верхняя и нижняя пластины клеммы установлены соосно вертикально одна над другой и удерживаются в разомкнутом состоянии с помощью сжатой распорной пружины, которая, распрямляясь при отказе основания, включает сигнал о его деформации. Реле 7 фиксируют шомпол-ключом 11, крепят на раме 8, затем монтируют сеть коммутации и подключают индикатор на пульт соответствующей службы (охраны, диспетчерской ЖКХ). Индикатор 3 накрывают колпаком, обязательно отсоединив шомпол-ключ 11 от петли 5 на нижней крышке 4 и проверив свечение сигнальной лампы 9. При этом сохраняется сжатое состояние пружины в реле 7, а клеммы остаются разомкнутыми.
Работоспособность фундамента с индикаторами на проблемных площадках реализуется следующим образом. В процессе эксплуатации на их основания могут повлиять (по закону редких событий Пуассона) природные и антропогенные негативные факторы, в т.ч. карстопроявления и суффозия в зоне палеооврагов, палеоворонок на закарстованных территориях. Можно назвать множество иных факторов: просадка в лессовых грунтах, термопровал на многолетнемерзлых территориях, оседания на насыпных и биогенных площадках. Сверхнормативные локальные осадки, проседания, провалы и т.п. деформации сопровождаются, прежде всего, отказом основания вплоть до его провала. Именно основание является предтечей повреждениям фундамента и наземных несущих конструкций. Предвестником опасных деформаций - проседаний, провалов - является отслоение основания от подошвы фундамента.
В такой ситуации нижняя крышка 4 индикатора 3 выпадает в результате разжатия пружины вслед за грунтом, а реле 7 зазора замыкает клемму электрической сети под действием разжавшейся пружины. При этом срабатывает сигнализация на соответствующем пульте. Размер деформации либо глубина провала в основании фиксируется мерной струной, закрепленной на выпадающей крышке 4. Подтверждение работоспособности электрической цепи реле 7 обеспечивается сигнальной лампочкой 9, а освещение при выполнении реставрационных работ осуществляется от электророзетки 10. Для обследования отказа в контактной зоне основания и фундамента индикатор демонтируют, а канал используют для диагностики, отбора проб грунтов и грунтовой воды, а также для реставрации основания и включения фундамента в работу по правилам геотехники.