КОНСТРУКЦИЯ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТА

Полезная модель относится к строительству, а именно - к области усиления ленточных и столбчатых, мелкого заложения и свайных фундаментов с помощью инъекционных свай, и может быть использована в промышленном и гражданском строительстве при реконструкции и восстановлении зданий и сооружений преимущественно в глинистых водонасыщенных грунтах.
Известны конструкции усиления ленточных и столбчатых, мелкого заложения и свайных фундаментов, в которых способ передачи нагрузки осуществляется при помощи устройства сплошной или прерывистой монолитной железобетонной плиты. Монолитная железобетонная плита устроена под усиливаемыми фундаментами с заведением ее опорной части под их подошву. (Полищук А.И. «Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. - 3-е изд., доп. - Нортхэмптон: STT; Томск: STT, 2007. - 476 с», стр.360). Недостатком такой конструкции усиления является большая трудоемкость и материалоемкость, так как плита усиления устраивается под всей площадью существующего здания. Вторым существенным недостатком такой конструкции усиления, является образование большой сжимаемой толщи в грунте основания, что вызовет развитие дополнительных осадок усиливаемых фундаментов, а также соседних зданий.
За прототип принята конструкция усиления фундамента, представленная на с.358 издания «Полищук А.И. Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. - з-е изд., доп. -Нортхэмптон: STT; Томск: STT, 2007. - 476 с». Такая усиливающая конструкция включает монолитную железобетонную плиту с конусными отверстиями, выполненными при ее бетонировании. В отверстия погружены составные железобетонные сваи, которые передают нагрузку на более прочные слои основания. Включение в работу этих свай осуществляется при помощи цементно-песчаного раствора, которым заполнены конусные отверстия. Основным недостатком такой конструкции является ее трудоемкость и материалоемкость, так как железобетонная монолитная плита устраивается между несущими стенами по всей площади существующего здания. Вдавливание свай осуществляется с помощью длинношточного гидравлического домкрата. Вторым недостатком является низкая прочность узла сопряжения, в результате чего не будет обеспечиваться совместная работа свай с фундаментом усиления.
Задачей представленной полезной модели является снижение трудоемкости при выполнении работ по усилению фундамента, обеспечение совместной работы свай с монолитной конструкцией. Технический результат, обеспечивающий решение задачи, заключается в повышении надежности и прочности фундамента усиления, который воспринимает и передает нагрузку на более прочные слои грунтов основания.
Поставленная задача решена следующим образом. Как и прототип, заявляемая конструкция усиления фундамента включает монолитную железобетонную плиту с отверстиями, в которых устроены сваи.
В отличие от прототипа монолитная железобетонная плита согласно полезной модели оснащена закладными деталями и расположена в нижней части фундамента. Концы монолитной железобетонной плиты заведены под подошву фундамента. Отличием является также то, что сваи выполнены инъекционными, а арматурные каркасы инъекционных свай сварены с закладными деталями монолитной железобетонной плиты. В частном случае арматурным каркасом инъекционной сваи служит перфорированная инъекторная труба. Целесообразно также в качестве монолитной железобетонной плиты использовать монолитные железобетонные балки. Это упрощает конструкцию усиления фундамента и снижает трудоемкость. Поскольку концы железобетонных балок заведены под подошву фундамента, железобетонные балки воспринимают нагрузку от существующих фундаментов и выполняют функцию упорных балок. Притом концы упорных балок, находящиеся под подошвой усиливаемого фундамента, могут выполняться различного сечения по высоте.
Включение в работу свай с упорными балками осуществляется путем передачи нагрузки на сваю с последующим разгружением. Монолитная железобетонная упорная балка воспринимает часть нагрузки от существующего здания, которая передается на устроенные в ее отверстиях инъекционные сваи, надежно закрепленные с ней сваренными металлическими закладными деталями. Выполнение конструкции усиления в заявляемой полезной модели позволяет обеспечить надежную совместную работу устроенных фундаментов усиления с существующими фундаментами и передачи нагрузки на более прочные слои грунтов основания.
Таким образом, выполнение усиления согласно заявляемой конструкции позволяет обеспечить надежную совместную работу устроенных фундаментов усиления с существующими железобетонным ленточными и столбчатыми, мелкого заложения и свайными фундаментами и передачи нагрузки на более прочные слои грунтов основания. Является очевидным то, что выполнение данной конструкции усиления более технологично и менее трудоемко в сравнении с прототипом.
Заявителю не известны устройства, содержащие заявляемую совокупность признаков, характеризующих полезную модель. Это подтверждает ее новизну.
На фиг.1 представлена схема устройства конструкции усиления существующих фундаментов (на примере свайных ленточных фундаментов). На фиг.2 представлены общий вид упорной балки. На фиг.3 - разрез 3-3, фиг.2. На фиг.4 - вид сверху упорной балки (разрез 1-1, фиг.2.). На фиг.5 - разрез 4-4, фиг.4. На фиг.6 - разрез 2-2, фиг.4. На фиг.7 - разрез 5-5, фиг.6.
Конструкция усиления фундамента содержит устроенные железобетонные монолитные упорные балки 2, заведенные концами под подошву существующих фундаментов 1, и инъекционные сваи 3. Арматурный каркас 4 инъекционной сваи 3 сварен с закладными деталями 5 упорной балки 2.
Под устраиваемую железобетонную упорную балку необходимо отрыть траншею. Поверхность существующего фундамента 1 очистить от грунта и грязи. Дно траншеи тщательно уплотнить и устроить подготовку из песчано-гравийной смеси 6. Затем установить арматурные каркасы 4 «по месту» расположения свай 3, закладные детали 5, опалубку и выполнить бетонные работы для возведения упорной балки 2 с отверстиями в местах расположения арматурных каркасов 4. Концы упорной балки можно выполнять различного сечения по высоте, это не противоречит сущности полезной модели. После набора прочности бетона железобетонной упорной балки 2 выполнить устройство инъекционных свай 3. Для погружения перфорированных инъекторных труб 4 сваи 3 необходимо установить металлическую раму. Сопряжение инъекционных свай 3 с закладными деталями 5 устроенных упорных балок 2 выполняется после погружения всех свай. Сначала при помощи домкрата осуществляется передача нагрузки на инъекционную сваю 2, равной 40% от ее несущей способности. Далее свариваются закладные детали 5 устроенной монолитной упорной балки 2 с арматурным каркасом 4 инъекционной сваи 3. Арматурным каркасом сваи 3 может быть перфорированная инъекторная труба. Отверстия в железобетонных упорных балках 2 после устройства всех инъекционных свай 3 следует забетонировать.