ФУНДАМЕНТ
FOUNDATION

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям отдельно стоящих фундаментов.
Известен фундамент, включающий массивный блок, расположенный на естественном основании (см. Цытович Н.А. и др. «Основания и фундаменты», М., Высшая школа, 1970, с. 8-9).
Недостатком этого фундамента является малая несущая способность и высокая материалоемкость.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является фундамент, включающий массивный блок, оболочку, размещенную вокруг массивного блока с зазором относительно его боковой поверхности, при этом низ оболочки заглублен относительно подошвы массивного блока, а зазор заполнен грунтом (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №690124, МПК E02D 27/01, E02D 27/42, 1979 г.).
Основными недостатками фундамента - прототипа являются относительные дороговизна и сложность изготовления оболочки, т.к. последняя изготовляется из железобетона в заводских условиях или на месте строительства при помощи сложной съемной опалубки. Кроме этого в конструкции оболочки фундамента ограничены возможности вибро-, сейсмо- и гидроизоляции.
Задачей изобретения является удешевление, упрощение изготовления фундамента и повышение его устойчивости к внешним воздействиям.
Для решения поставленной задачи в фундаменте, включающем массивный блок, оболочку, размещенную вокруг массивного блока с зазором относительно его боковой поверхности, при этом низ оболочки заглублен относительно подошвы массивного блока, а зазор заполнен грунтом, оболочка выполнена из резиноармированного материала с ребрами жесткости по торцам, обращенными вовнутрь, причем диаметр отверстия, образованного верхним ребром равен диаметру массивного блока, а в качестве оболочки используется утилизированная металлокордная покрышка от большегрузного автомобиля.
Сущность изобретения заключается в том, что оболочка выполнена из резиноармированного материала с ребрами жесткости по торцам, обращенными во внутрь, причем диаметр отверстия, образованного верхним ребром равен диаметру массивного блока, а в качестве оболочки используется утилизированная металлокордная покрышка от большегрузного автомобиля.
Первый новый признак предложенного технического решения, заключающийся в том, что оболочка выполнена из резиноармированного материала с ребрами жесткости по торцам, обращенными во внутрь, позволяет предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что значительно улучшаются способности оболочки фундамента воспринимать и гасить внешние динамические (вибрационные и сейсмические) воздействия, а также иметь естественную гидроизолируемость за счет гидрофобных свойств материала оболочки. Второй новый признак предложенного технического решения, заключающийся в том, что диаметр отверстия, образованного верхним ребром оболочки фундамента равен диаметру массивного блока, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что в верхней части фундамента создается замкнутый контур между оболочкой и массивным блоком, предотвращающий выпор грунта из под массивного блока при предельных статических и динамических нагрузках. Третий новый признак, заключающийся в том, что в качестве оболочки используется утилизированная металлокордная покрышка от большегрузного автомобиля, позволяет предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что именно благодаря специфическим геометрическим и механическим характеристикам утилизированных металлокордных покрышек от большегрузных автомобилей получается оболочка фундамента с ребрами жесткости, выполняющими одновременно взаимосвязующую роль между оболочкой, внутренним обжимаемым грунтом, массивным блоком и грунтом основания, за счет использования утилизированных металлокордных покрышек достигается дополнительная вибро-, сейсмо- и гидроизоляция фундамента. Все это достигается без специального оборудования для производства оболочки фундамента. Вышеизложенные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению проявить эффективность, заключающуюся в удешевлении и упрощении изготовления фундамента, при этом повышается его устойчивость к внешним воздействиям.
Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень".
На фиг. 1 изображен предлагаемый фундамент, разрез; на фиг. 2 изображен предлагаемый фундамент, вид сверху.
На фиг. 1 и 2 изображены: 1 - массивный блок; 2 - оболочка; 3 - зазор; 4 - боковая поверхность массивного блока; 5 - низ оболочки; 6 - подошва массивного блока; 7 - нагрузка на массивный блок; 8 - грунт, обжимаемый массивным блоком; 9 - естественный грунт; 10 - нижнее ребро оболочки; 11 - верхнее ребро оболочки.
На основе конструкторских расчетов выбираем элементы фундамента. Например, для нашего фундамента подходит оболочка 2 из утилизированной металлокордной покрышки от большегрузного автомобиля БелАЗ с внешним диаметром 3,7 м с шириной профиля (протектора) 1,45 м и диаметром отверстия покрышки 1,2 м. В грунте основания 9 согласно размерам выбранной оболочки 2 (покрышки) фундамента образуют выемку диаметром 3,7 м и глубиной 1,45 м. В эту выемку погружают оболочку 2, которая опирается на дно выемки своим нижним ребром 10 (нижним боковым фланцем покрышки). После этого в полость оболочки укладывается с виброуплотнением грунт 8, который будет обжиматься массивным блоком 1 (например, на высоту 1 м). Пазухи, образованные верхним ребром И, боковой стенкой оболочки 2 заполняются грунтом с уплотнением, например, ручным способом связанный грунт с приданием пластичности и сохранением вертикальных стенок с помощью шаблона для дальнейшего размещения массивного блока 1. Таким образом грунтом заполняется зазор 3 вокруг массивного блока 1. Заполнение зазора 3 в стесненных условиях, создаваемых предлагаемым видом оболочки 2 фундамента можно производить многими различными способами, при этом если используется несвязный грунт (например, песок), последний частично увлажняется, или в его состав могут добавляться связующие растворы. После этого в полость оболочки 2 устанавливается массивный блок 1 диаметром 1,2 м. Надо отметить, что если при конструктивной необходимости диаметр массивного блока превосходит диаметр отверстия покрышки, то верхнее ребро 11 оболочки обрезается по диаметру массивного блока 1.
Принцип работы фундамента заключается в следующем. Нагрузка 7 на массивный блок 1 фундамента обжимает грунт 8, который деформируясь передает ее на боковые стенки и ребра 10, 11 оболочки 2, а через боковые стенки и ребро 10 на естественный грунт 9, расположенный за пределами оболочки 2. Верхнее ребро 11 оболочки 2 предотвращает выпор обжимаемого грунта 8 при предельных статических и динамических нагрузках 7 на массивный блок.
Выполнение оболочки 2 из резиноармированного материала с боковыми резиноармированными ребрами жесткости не только повышает несущую способность фундамента без увеличения его размеров, но существенно увеличивает его вибро-, сейсмо- и гидроизоляционные характеристики.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого фундамента, по сравнению с фундаментом - прототипом заключается в том, что полностью исключает расход железобетона на изготовление оболочки фундамента. Для изготовления оболочек фундаментов используются утилизированные покрышки от большегрузных автомобилей, которые накапливаются (в лучшем случае) в специальных полигонах для отходов и создают серьезные экологические проблемы. Использование указанных утилизированных покрышек обходится на 80-90% дешевле изготовления специальных железобетонных оболочек (здесь остаются затраты на сортировку, транспортировку и монтаж). Кроме этого, за счет специфических механических и геометрических свойств резиноармированных покрышек достигается более надежная виброизоляция, сейсмоизоляция и гидроизоляция фундамента.