Устройство для стабилизации положения сооружения на просадочном основании
DEVICE FOR STABILIZING THE POSITION OF THE STRUCTURE ON A SUBSIDING BASE

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам для корректирования положения здания, сооружения при неравномерных осадках основания.
Известны устройства для выравнивания сооружений, содержащие выполненные под. подошвой фундамнта домкратные ниши с установленной в них системой съемных гидравлических домкратов, обеспечивающих корректировку положения сооружениям последующим удалением домкратов и заполнением образовавшихся зазоров распорками, бетоном или цементным раствором /см., например, патент РФ на изобретение №2333322, кл. E02D 35/00, 2006 [1]; патент РФ на изобретение №2211896, кл. E02D 35/00, 2003 [2]; Гентель Э.М. Восстановление и возведение сооружений способом подъема, Госстройиздат, М., 1958, с. 231-232 [3]/.
Недостатками известных устройств является предельная сложность их конструкций и реализации процесса выравнивания, невозможность автоматического адаптивного саморегулирования положения сооружений при просадках основания в процессе их эксплуатации.
Известны также конструкции устройств, предусматривающие возможность корректировки положения сооружений при неравномерных осадках основания с помощью сыпучего материала, выпускаемого из специальных отверстий в емкости либо под давлением поршня, либо с помощью специальных механизмов, открывающих специальные сквозные наклонные каналы / см,. например, а. с. СССР №628234, кл. E02D 27/34, 1976 [4]; а. с. СССР №697648, кл. E02D 27/34, 1976 [5]; Никонов И.H. Искусственные сооружения железнодорожного транспорта, Транспортжелдориздат, М., 1954, с. 263-264 [6]/.
Недостатками всех известных устройств также является невозможность автоматизации и адаптации процессов корректировки положения сооружений с целью саморегулирования и стабилизации этих положений при эксплуатации сооружений в случае просадки: их оснований.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является устройство для корректировки положения здания, сооружения при неравномерных осадках основания, содержащее заполненную сыпучим материалом емкость с отверстиями в нижней части для выпуска сыпучего материала и устанволенный на сыпучем материале поршень, снабженный распорным приспособлением, установленным на верхнем торце поршня / см. а. с. СССР №697643, кл. E02D 27/34, 1976 [7]/, и принятое за прототип.
Данное устройство позволяет обеспечить корректировку положения сооружения при его эксплуатации путем проведения рабочим персоналом вспомогательных операций ручного характера по обнаружению процесса осадки основания, проведению также ручного процесса корректировки с помощью сыпучего материала, по перестройке по высоте опорного блока для сооружения, то есть перераспределению сыпучего материала, и еще целого ряда дополнительных операций.
Недостатками устройства-прототипа являются невозможность; осуществления автоматического адаптивного процесса стабилизации положения сооружения при просадках его основания.
Сущность изобретения заключается в создании устройства для автоматической и адаптивной саморегулировки или стабилизации положения сооружения в процессе его эксплуатации при просадках основания путем автоматического изменения высоты перестраиваемого опорного блока между сооружением и основанием в соответствии с величиной просадки основания с использованием для этого зубчатого храпового механизма, запитываемого от источника запасенной в устройстве механической энергии сжатой пружины.
Технический результат - обеспечение возможности адаптиного автоматического процесса стабилизации положения сооружения на просадочном основании при его эксплуатации.
Указаннный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для стабилизации положения сооружения на просадочном основании, включающем размещенный между основанием и сооружением перестраиваемый по высоте опорный блок, особенность заключается в том, что перестраиваемый опорный блок выполнен в виде зубчатой рейки храпового механизма поступательного перемещения с адаптивно изменяемой длиной рабочего участка в соответствии с изменением величины просадки основания и снабжен источником запасаемой для относительного смещения рейки механической энергии в виде исходно сжатой с регулируемым натягом и соединенной с верхней частью рейки винтовой цилиндрической пружины сжатия.
Предлагаемое устройство схематично проиллюстрировано чертежами, где на фиг. 1 оно показано в исходном отрегулированном состоянии до просадки основания; на фиг. 2 - то же устройство после стабилизационной компенсации одной из просадок основания.
Устройство для стабилизации положения сооружения 1 на просадочном основании 2 включает размещенный между основанием 2 и сооружением 1 прикрепленный к последнему снизу перестраиваемый по высоте H опорный блок 3. Данная перестройка осуществлена путем введения в конструкцию опорного блока 3 реечного храпового механизма с поступательным перемещением плоской зубчатой рейки 4 с наклоненными вверх двухсторонними боковыми зубьями 5. При этом рейка 4 вертикально введена в глухую цилиндрическую полость 6 в нижней части опорного блока 3 с упругим подвижным креплением в данной полости своим верхним торцом со свободно размещенной своей остальной частью. Кроме; того, реечный храповой механизм снабжен со своих обеих зубчатых сторон рейки 4 примерно в средней ее части жесткими стальными пластинчатыми собачками 7, закрепленными пружинами 8 в глухих отверстиях 9 в стенках полости 6, введенных своими свободными концами с натягом, создаваемом пружинами 8, в промежутки между зубьями 5 /впадины/ рейки 4. Таким образом, рейка 4 установлена в полости 6 с возможностью упругого и практически свободного перемещения относительно опорного блока 3 вертикально вниз до упора ее нижнего торца в основание 2, и ее стопорения собачками 7 при попытке противоположного перемещения относительно опорного блока 3 вертикально вверх. Естественно, наоборот, при зафиксированной рейке 4 тело блока 3 свободно смещается относительно нее вверх и стопориться при попытке движения вниз. Механизм упругого подвижного крепления верхнего торца рейки 4 в полости 6 выполнен в виде винтовой цилиндрической пружины сжатия 10, прикрепленной к рейке 4 нижним торцом, с возможностью формирования в пружине 10 регулируемого натяга силами осевого сжатия, создаваемыми гайкой 11 с наружней резьбой, вворачиваемой в резьбовой участок 12, выполненный в вер ней части цилиндрической полости 6. Для регулирования процесса ввинчивания-вывинчивания гайки 11 в резьбу 12 на верхней поверхности гайки 11 предусмотрен квадратный шлиц 13 с возможностью введения в него сверху стержневого изогнутого ключа также квадратного сечения через специальную прорезь, соединяющую полость 6 в зоне перемещения гайки 11 с наружней поверхностью опорного блока 3 / на рисунках данная прорезь не показана/.
В исходном состоянии относительная ориентация элементов устройства после процесса его регулировки перед эксплуатацией, показана на фиг. 1. Пружина 10, исходно е регулируемым натягом сжатая резьбовой гайкой 11, далее законтренной, представляют собой источник механической энергии, запасаемой для относительного смещения рейки 4 в процессе эксплуатации с целью адаптивной стабилизации положения сооружения 1 при возможной просадке основания 2 на величину δ. При этом нижний торец рейки 4, как и нижняя поверхность опорного блока 3, находятся в контакте с поверхностью просадочного основания 2. Величина просадки основания 2 δ=0, полная, перестраиваемая при стабилизации высота Н опорного блока 3 равна его исходному значению Ho / в общем случае H=Ho+δ/. При этом величина Ho складывается из постоянной высоты h базового участка опорного блока 3 и начальной высоты  его переменного рабочего участка  от нижнего торца рейки 4 до места ее фиксации собачками 7 на опорном блоке 3. В исходном положении . При возникновении просадки (основания 2 при эксплуатации устройства /см. фиг. 2/ под действием сжатой пружины 10 рейка 4 практически одновременно с просадкой смещается вниз на величину (до упора своим нижним торцом в основание 2. Сооружение 1 вместе с телом опорного блока 3 вследствие своей инерционной массы, и, соответственно, значительной постоянной времени не успевает за этим смещением /это явление достаточно подробно описано/. Далее опуститься вниз телу опоррного блока 3 вместе с сооружением 1 уже не дадут собачки 7, упертые в наклонные зубья 5 рейки 4. Таким образом, при просадке основания 2 на величину (за счет адаптивно изменившейся /увеличившейся/ высоты рабочего участка  опорного блока 3 на ту же величину (будет осуществляться автоматическая эффективная стабилизация положения сооружения 1. При этом высота переменного рабочего уастка блока 3 становится равной , перестроенная высота блока. То есть, после стабилизационной перестройки своей высоты в процессе просадки основания 2 на (опорный блок 3 работает с выполнением своих жесткостных опорных функций на высоте h своего базового жесткого участка от верха опорного блока 3 до узла фиксации собачками 7 рейки 4, сложенной с высотой  рабочего участка блока 3 уже от узла фиксации рейки 4 на блоке до места ее опоры на основание 2. При правильной регулировке величины исходного сжатия пружины 10, то есть величины запасенной механической энергии источника, вышеуказанный процесс автоматической адаптивной стабилизации положения сооружения 1 будет происходить во всем диапазоне возможных просадок (основания 2 в процессе эксплуатации устройства.
Предлагаемое устройство, характеризуясь сравнительной простотой, позволяет полностью автоматизировать процесс стабилизации положения сооружения с любой наперед заданной степенью точности. При этом устройство полностью универсально, то есть может быть по своему принципудействия использовано для стабилизации положения нагруженных сооружений практически любого принципа действия, любых назначений, габаритов, веса. Устройство не требует использования специальных дополнительных источников энергии, электромеханических, гидравлических и т.п.силовых систем и приспособлений.