АРМИРОВАННАЯ ПЕСЧАНАЯ ФУНДАМЕНТНАЯ ПОДУШКА
REINFORCED SAND FOUNDATION PAD

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению (или к конструкциям фундаментных подушек для зданий и сооружений).
Известна армированная песчаная подушка с криволинейной подошвой для фундаментов на слабых глинистых основаниях (патент РФ №2522268, 10.07.2014), включающая размещение в грунте основания песчаной подушки. Подошва песчаной подушки имеет криволинейное очертание для равномерного распределения напряжений на слабое основание, а также размещение по контуру подушки геосинтетического материала, работающего на растяжение и стесняющего поперечные деформации песчаного грунта.
Недостатками известной армированной песчаной подушки являются сложность конструкции в части устройства криволинейной поверхности в условиях слабого грунтового основания и низкая несущая способность основания, вследствие того, что при передаче нагрузки на данную подушку в первую очередь в работу включается материал заполнения подушки и после исчерпания его прочностных и деформационных свойств в работу включается армирующий материал, который расположен по поверхности.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является армированная песчаная подушка, описанная в способе подготовки основания цилиндрического резервуара на слабых неравномерно сжимаемых грунтах (патент РФ №2308574, 20.10.2007), включающая армирующие слои и установленные на каждом слое кольцевые жесткие элементы. Кольцевые жесткие элементы каждого слоя установлены с учетом угла распределения напряжений в материале подушки, который для песчаной подушки равен 30°. Данная конструкция принята за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, - армированная песчаная фундаментная подушка, включающая армирующие слои.
Недостатками известного устройства, принятого за прототип, являются сложность конструкции в части установки кольцевых жестких элементов и ее высокая стоимость из-за применения указанных элементов.
Задачей, на решение которой направлена заявляемое изобретение, является упрощение конструкции при сохранении высокой несущей способности основания, снижение стоимости.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известной армированной песчаной фундаментной подушке, включающей армирующие слои, согласно изобретению армирующие слои расположены с переменным шагом армирования ↓h, определяемым по формуле:
Δh=(n-1)* 100+200,
где n - номер армирующего слоя.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - выполнение армирующих слоев с переменным шагом армирования, определяемым по формуле:
Δh=(n-1)*100+200,
где п - номер армирующего слоя.
Выполнение армирования песчаной фундаментной подушки с переменным шагом армирования Δh, более частым ближе к нагрузке (фундаменту) и уменьшающимся по глубине, позволяет более эффективно перераспределить напряжения от фундамента здания/сооружения, за счет этого происходит уменьшение вертикальных напряжений в массиве подушки и как следствие уменьшение осадок от зданий/сооружений. Благодаря улучшенной армированной песчаной подушки с переменным шагом армирования обеспечивается высокая несущая способность основания.
Выполнение армирования песчаной фундаментной подушки с переменным шагом армирования позволяет упростить конструкцию устройства и снизить ее стоимость за счет отсутствия жестких кольцевых элементов.
Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.), на котором показана армированная песчаная фундаментная подушка, размещенная в грунте основания.
На чертеже показано:
1 - фундамент, 2 - тело подушки, 3 - армирующие геосинтетические материалы.
уп
При изготовлении подушки использован песок средней крупности. Песок следует уплотнять до k=0,95. В качестве армирующих материалов рекомендуется использовать геосинтетические материалы с прочностью; на разрыв не менее 50 кН/м и относительным удлинением не более 5%. Шаг армирования Δh=(n-1)*100+200, где n - номер армирующего слоя.
Устройство армированной песчаной фундаментной подушки осуществляют следующим образом.
Отрывают котлован, в нем послойно уплотняют грунтовую подушку 2, на уплотненных слоях раскладывают армирующие материалы 3 с * переменным шагом армирования. Ближе к нагрузке (фундаменту) более часто располагают армирующие слои. Более частое расположение армирующих слоев ближе к нагрузке и их уменьшение по глубине подушки позволит снизить деформативность основания и обеспечит высокую несущую способность основания. Далее на песчаную армированную подушку устанавливают фундамент 1.
Преимущество предлагаемой армированной песчаной фундаментной подушки состоит в том, что она обеспечит высокую несущую способность основания за счет применения переменного шага армирования при упрощенной конструкции и низкой стоимости.
Предлагаемая армированная песчаная подушка может использоваться при строительстве малонагруженных фундаментов зданий/сооружений, например, зданий до 5 этажей.