ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при возведении фундаментов зданий и инженерных сооружений.
Известен фундамент повышенной несущей способности (А.с. 1245659 СССР, МКИ E02Д 27/42, 23.07.1986 г.), состоящий из объемных блоков, примыкающих друг к другу по периметру, в собранном виде образуется плита с ребрами жесткости в диагональном направлении и в направлении, параллельном сетке колонн, позволяющий включить в работу всю краевую зону опорной плиты, что повышает несущую способность фундамента. Недостатками этой конструкции является сложность конструкции фундамента из-за переменной толщины ребер, сложности устройства фундамента в монолитном варианте, наличие дополнительных мероприятий в случае применения в особо сложных инженерно-геологических условиях (слабые, структурно-неустойчивые грунты).
Известна конструкция свайно-плитового фундамента для просадочных грунтов см. (пат. RU N2163281 С1 E02Д 27/01, 20.02.2001), включающая основную плиту заданного размера в плане и присоединенные к ней с нижней стороны горизонтальную плиту с большей жесткостью, зубчатые опоры и ребра жесткости, установленные на армированном или уплотненном грунте. Недостатком этой конструкции является необходимость устройства котлована размером под плиту, вытрамбовывания на дне общего котлована котлованов под зубчатые опоры, применение метода поверхностного уплотнения для слабых грунтов (например, грунтовая подушка), определение местоположения опор и ребер жесткости.
Известен способ возведения монолитных железобетонных фундаментов повышенной несущей способности в вытрамбованных котлованах (см. Методические рекомендации по устройству монолитных железобетонных фундаментов повышенной несущей способности в вытрамбованных котлованах. Киев, 1986 г. - 77 с.).
Существует конструкция, при которой по уплотненному подготовительному слою вытрамбовываются последовательно левый, правый котлованы на глубину до 1,5 м и затем центральный котлован на отметку заложения фундамента с втрамбованием в их основание щебня. При этом образуются уширенные основания и уплотненные зоны, которые соприкасаются и образуют единый несущий слой. Затем укладывается арматурный каркас и выполняется совместное бетонирование центрального и боковых котлованов с устройством уширения-ростверка, опирающегося на центральный ствол и уширенные основания боковых котлованов.
Известна конструкция ленточного фундамента под несущие и самонесущие стены, состоящая из вертикальной стенки и опорной фундаментной плиты, выполненной из сборных плит или в монолитном варианте (см. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Под ред. Е.А.Сорочана. М., Стройиздат, 1985 г., с.44, рис.4.3). Конструирование ленточного фундамента выполняется с использованием СП 50-101-2004, СНиП 2.02.01-83*, в которых его местоположение, габариты и жесткость определяются по результатам расчета по несущей способности и по деформациям. В случае залегания в основании сильно сжимаемых и неоднородных оснований (например, просадочные грунты) эта конструкция требует дополнительных мероприятий по ликвидации неравномерных деформаций. К недостаткам расчета фундамента по СНиП относят неравномерное распределение жесткости материала по высоте сечения, отсутствие точного метода определения величины сжимаемой толщи, принятие для расчета осадок модели линейного-деформируемого полупространства с условными значениями расчетных зависимостей.
Традиционные ленточные фундаменты с плоской подошвой, в том числе ломаного очертания в плане, предназначены для передачи нагрузки на грунт от собственного веса здания. При наличии ребер, клиньев, зубьев дополнительно на грунт передается давление от боковых поверхностей выступающих частей, при равных нагрузках площадь поверхности погруженных в грунт частей больше, осадка - меньше. Объем и форма фундамента зависят от плотности, модуля деформации, коэффициента Пуассона.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является конструкция ленточного фундамента (пат. RU 101717 U1, E02Д 27/01, 15.06.2010), включающая вертикальную стеновую часть и монолитно связанную с ней подушку.
Однако этот фундамент не дает повышенной жесткости, равномерно-распределенной по сечению, расположение частей ленточного фундамента в грунте задается конструктивно.
Задачей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков, получение фундамента оптимальной структуры (формы, размеров), повышенной несущей способности, устойчивости, с расположением в грунте с большой степенью точности.
Сущность полезной модели заключается в том, что ленточный фундамент, включающий вертикальную стенку прямоугольного профиля при этом содержит П-образную плиту, выпуски арматуры которой соединяются с выпусками арматуры стенки, а полки плиты установлены на подготовленном основании.
Технический результат заключается в следующем: применение ленточного фундамента оптимальной структуры (формы, размеров), выполненного из монолитного железобетона, с равномерным распределением жесткости материала, точным определением глубины заложения и профиля сечения фундамента, что повысит несущую способность, устойчивость, с расположением в грунте с большей степенью точности.
Полезная модель поясняется чертежом, где дан ленточный фундамент в разрезе. Ленточный фундамент состоит из прямоугольной части 1 и ”П”-образной монолитной плиты 2 с полками 3, арматуры вертикальной стенки 4 и арматуры плиты 5.
Определяющей величиной в получении энергетически более равнопрочной, жесткой и удовлетворяющей условиям прочности по сравнению с остальными конструкцией фундамента является та, в которой выполняется условие
1
Где E - текущий модуль деформации, E - модуль деформации на предыдущем этапе развития, э - текущая плотность энергии деформаций, [э] - нормируемая плотность энергии деформаций.
k,n
гр
b
Для определения оптимальной конструкции фундамента формируется нелинейная краевая задача, решение которой получается нелинейными итерационными методами. В процессе решения нелинейной задачи на каждой итерации на величину модуля деформации накладывается ограничение E∈[E,E].
При одинаковых условиях работы осадка предлагаемого фундамента меньше, чем аналогичного по объему прямоугольного, оптимальная форма является более жесткой, лучше сопротивляетсявнешним воздействиям. Итоговая структура при изменяющихся внешних силах существенно зависит от последовательности приложения нагрузок. После определения формы сечения и размеров выполняется расчет по прочности и деформации.
Расположение арматурных каркасов определяется по расчету или устанавливается конструктивно.
Способ возведения ленточного фундамента зависит от его назначения, размеров сечения и длины и в случае структурно-неустойчивых грунтов включает следующие основные технологические процессы: бурение одиночных скважин подзащитой глинистого раствора или с применением обсадных труб шнековыми, ударными или вращательными буровыми станками; установку арматурного каркаса вертикальной стенки, бетонирование методом свободного сбрасывания или вертикально перемещаемой трубы прямоугольной части фундамента 1; устройство уплотненной щебеночной подготовки под основание плиты 2 с полками 3; установку мелкощитовой опалубки, укладку арматурного каркаса 5 и бетонирование плитной части 2.