ФУНДАМЕНТ

Полезная модель относится к строительству и, в частности, к фундаментостроению.
Известен свайный фундамент, включающий сваю и объемлющую ее верхнюю часть шайбу, расположенную в грунте и расширяющуюся кверху; шайба выполнена с вертикальным сечением в виде двух примыкающих друг к другу равнобедренных трапеций, обращенных меньшими основаниями книзу, причем меньшее основание верхней трапеции равно большему основанию нижней трапеции, а угол наклона к вертикали боковой стороны верхней трапеции превышает угол наклона к вертикали боковой стороны нижней трапеции, SU 687184.
Нижний конец сваи заострен, упирается непосредственно в грунт; основная часть нагрузки должна восприниматься шайбой, при этом надежность конструкции в целом определяется прочностью и надежностью связи сваи и шайбы. Прочность бетонной заливки между сваей и шайбой невелика, что при значительной нагрузке на сваю приведет к ее проскальзыванию относительно шайбы. Таким образом, фундамент имеет невысокую несущую способность.
Известен свайный фундамент, включающий совокупность вертикальных свай, введенных в грунт в выемке, глубина которой примерно в 10 раз превышает диаметр сваи. Сваи в верхней части объединены слоем грунта, в который добавлен цементный раствор, JP 9209371.
Данное техническое решение имеет, практически, те же недостатки, что и описанный выше аналог, поскольку связь свай и объединяющего их слоя недостаточно прочная.
Известен фундамент, включающий вертикальные элементы, введенные в грунтовое основание, объединенные в верхней части фундаментной плитой; нижними концами вертикальные элементы оперты на закладную опору, представляющую собой совокупность отдельных опорных пят, соединенных криволинейными поясами, выполненными составными из звеньев; крайние звенья прикреплены концами к фундаментной плите; каждый из вертикальных элементов нижним концом размещен в выемке соответствующей опорной пяты, SU 1265247.
Недостатком этого фундамента, принятого за прототип настоящей полезной модели, является невысокая устойчивость вследствие относительно небольшого поперечного сечения вертикальных элементов, выполненных в виде цельных свай; кроме того, существенным недостатком прототипа является отсутствие возможности доступа к закладным опорам с целью мониторинга их состояния.
Задачей настоящей полезной модели является повышение устойчивости фундамента, а также обеспечение возможности доступа к местам сопряжения вертикальных элементов с закладными опорами.
Согласно полезной модели в фундаменте, включающем вертикальные элементы введенные в грунтовое основание, объединенные в верхней части фундаментной плитой и опертые нижними концами на закладные опоры, по меньшей мере, один вертикальный элемент выполнен в виде трубчатой конструкции, а закладные опоры размещены в подземных туннелях; в фундаментной плите может быть выполнен канал для доступа во внутреннюю полость трубчатой конструкции, в нижней части трубчатой конструкции может быть выполнено окно с возможностью сообщения внутренней полости трубчатой конструкции с подземным туннелем; в виде трубчатой конструкции может быть выполнен вертикальный элемент,
размещенный по центру фундаментной плиты; фундаментная плита может быть снабжена тяжами с анкерами; тяжи могут быть выполнены с предварительным натяжением.
Благодаря тому, что, по меньшей мере, один вертикальный элемент выполнен в виде пустотелой трубчатой конструкции, площадь поперечного сечения вертикального элемента увеличивается при сохранении того же объема и массы материала, который необходим для изготовления цельного вертикального элемента; вследствие этого увеличивается устойчивость фундамента; размещение закладных опор в подземных туннелях обеспечивает возможность выполнения закладных опор, масса и габариты которых соответствуют увеличенной площади поперечного сечения вертикального элемента в виде трубчатой конструкции; благодаря выполнению в фундаментной плите канала для доступа во внутреннюю полость трубчатой конструкции, а в нижней части трубчатой конструкции - окна с возможностью сообщения внутренней полости трубчатой конструкции с подземным туннелем, обеспечивается возможность доступа в эту полость, в частности, для мониторинга состояния места сопряжения вертикального элемента с закладной опорой; выполнение в виде трубчатой конструкции вертикального элемента, размещенного по центру фундаментной плиты позволяет, в необходимых случаях, осуществить его соединение с центральным несущим элементом высотного сооружения; снабжение фундаментной плиты тяжами с анкерами дополнительно повышает устойчивость фундамента.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:
на фиг.1 - продольный разрез фундамента; в виде трубчатой конструкции выполнен один, центральный вертикальный элемент; фундаментная плита снабжена тяжами с анкерами;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - продольный разрез фундамента, все вертикальные элементы выполнены в виде трубчатых конструкций;
на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3.
Фундамент включает несущие вертикальные элементы, введенные в грунтовое основание 1. В примере по фиг.1, 2 один вертикальный элемент выполнен в виде трубчатой конструкции 2, остальные вертикальные элементы 3 выполнены в виде цельных свай. Вертикальные элементы 2, 3 в верхней части объединены фундаментной плитой 4 и оперты нижними концами на закладные опоры 5, которые размещены в подземных туннелях 6. В фундаментной плите 4 выполнен канал 7 для доступа во внутреннюю полость 8 трубчатой конструкции 2; в конкретном примере трубчатая конструкция 2 представляет собой железобетонный шахтный ствол. В нижней части трубчатой конструкции 2 выполнено окно 9 с возможностью сообщения внутренней полости 8 трубчатой конструкции 2 с подземным туннелем 6. В примере по фиг.1 в виде трубчатой конструкции выполнен вертикальный элемент, размещенный по центру фундаментной плиты 4. Фундаментная плита 4 снабжена тяжами 10, одним концом прикрепленными к закладным опорам 5, которые прикреплены к грунтовому основанию 1 посредством анкеров 11. Тяжи 10 снабжены натяжными устройствами 12, обеспечивающими их предварительное натяжение, и крепятся другим концом к плите 4 с помощью головок 13.
В варианте по фиг.3, 4 все вертикальные элементы выполнены в виде трубчатой конструкции 2, что позволяет обеспечить дополнительное повышение устойчивости фундамента или уменьшить количество вертикальных элементов при сохранении его несущей способности.
Фундамент сооружают следующим образом. На первом этапе выполняют подземные туннели 6, которые закрепляют с помощью обделки. Затем в туннелях 6, заполняя бетонной смесью нижнюю часть каждого туннеля, приблизительно, на 1/3 их высоты с предварительным размещением арматуры, формируют закладные опоры 5 в виде жестких железобетонных плит. Затем с поверхности грунта вводят вертикальные элементы 3, а трубчатую конструкцию 2 выполняют в виде шахты. Верхние
концы вертикальных элементов 3 и трубчатой конструкции 2 объединяют фундаментной плитой 4, а их нижние концы соединяют с соответствующими закладными опорами 5 посредством слоя бетона. После этого производят анкеровку фундаментной плиты 4 и закладных опор 5 с помощью тяжей 10 и анкеров 11. Посредством натяжных устройств 12 в тяжах 10 создают предварительное натяжение. Тяжи 10 обеспечивают возможность регулировки положения фундаментной плиты 4 и повышают устойчивость фундамента.
Для реализации полезной модели используются несложное заводское оборудование и распространенные конструкционные материалы, что обусловливает, по мнению заявителя, ее соответствие критерию «промышленная применимость».