ФУНДАМЕНТ ДЛЯ МАЛОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Полезная модель относится к строительству, в частности, к фундаментам для малоэтажных зданий и сооружений.
Проседание таких фундаментов происходит, как правило, из-за неоднородности грунтов основания по составу и физическому состоянию (грунты насыпные, неуплотненные, увлажненные, с большим содержанием органических веществ и т.д.).
Для исключения проседания устраивают фундаменты с использованием буронабивных, виброштампованных, буроинъекционных, цементогрунтовых свай и т.д. (см. Коротеев Д.В. «Возведение фундаментов малоэтажных зданий и сооружений на просадочных грунтах. М. Стройиздат.1986, глава Ш, с.46-80.)
Основным недостатком указанных фундаментов является их высокая себестоимость, которая часто неприемлема, например, в частном, коттеджном домостроительстве.
За прототип выбран фундамент для зданий и сооружений, включающий фундамент мелкого заложения и расположенные на расстоянии от наружных граней фундамента вертикальные армоэлементы, выполненные в виде железобетонных «стен в грунте», возведенных вдоль граней фундамента со стороны возможного образования крена здания на глубину ниже глубины залегания пласта слабого грунта, (см. патент на полезную модель №64648, МПК Е02Д 27/00).
Возведенные вдоль наружных граней фундамента мелкого заложения «стены в грунте» препятствуют боковому смещению грунта основания и тем самым снижают его вертикальную осадку. Тем не менее, устройство выбранного за прототип фундамента так же имеет высокую себестоимость и ограниченную применимость.
Техническая задача полезной модели состояла в снижении себестоимости устройства фундаментов для малоэтажных зданий и сооружений, нагрузка на которые не превышает 15 тонн на один погонный метр фундамента.
Сущность полезной модели заключается в том, что в фундаменте для малоэтажных зданий и сооружений, включающем фундамент мелкого заложения и расположенные вдоль его наружных граней армоэлементы, последние выполнены в виде массива арматурных стержней, одни концы которых размещены вдоль наружных граней фундамента мелкого заложения, а вторые размещены под разными углами в грунте основания фундамента, при этом количество арматурных стержней выбрано из условия , где
n - количество арматурных стержней, шт;
b - ширина фундамента мелкого заложения на армируемых участках, м;
Н - глубина армируемой зоны, м;
уд
3
3
g - 0,02-0,04 - удельный расход металла арматурных стержней на 1 моснования фундамента мелкого заложения, т/м;
арм
g - вес одного погонного метра арматурного стержня, т;
l - длина арматурных стержней, м.
Себестоимость устройства предлагаемого фундамента для малоэтажных зданий и сооружений значительно ниже, чем себестоимость устройства фундаментов, описанных выше в качестве прототипа и аналогов. Более того, предлагаемая конструкция не только повышает прочностные характеристики грунта основания при устройстве фундамента, но и способствует дальнейшему улучшению этих характеристик в процессе эксплуатации здания, сооружения, возведенного на этом фундаменте. Указанный эффект получается вследствие того, что со временем металл арматурных стержней корродирует. В результате этого участки грунта вокруг арматурных стержней оказываются закрепленными окислом железа. По своей сути каждый такой участок закрепленного грунта представляет собой «минисваю» диаметром 30-100 мм с арматурным стержнем в центре. Укрепленное таким образом основание фундамента становится водостойким и стабильным при самых неблагоприятных вариантах замачивания.
Полезная модель поясняется чертежом, где изображен частичный разрез фундамента для малоэтажных зданий и сооружений.
Фундамент для малоэтажных зданий и сооружений содержит фундамент мелкого заложения 1 и расположенные вдоль его наружных граней 2 армоэлементы, которые выполнены в виде массива арматурных стержней 3, одни концы которых размещены вдоль наружных граней 2 фундамента мелкого заложения 1, а вторые размещены под разными углами в грунте основания 4 фундамента. Количество арматурных стержней 3 выбрано из условия , где
n - количество арматурных стержней, шт;
b - ширина фундамента мелкого заложения на армируемых участках, м;
Н - глубина армируемой зоны, м - выбирается взависимости от сжимаемой толщи грунта основания от веса здания, сооружения на армируемых участках, которая определяется по СНиП 2.02.01-83 * «Основания зданий и сооружений» Приложение №2, Обязательное «Расчет деформаций оснований»;
уд
3
3
g - 0,02-0,04- удельный расход металла арматурных стержней на 1 моснования фундамента мелкого заложения, т/м - выбирается зависимости от физико-механических свойств грунта основания;
арм
g - вес одного погонного метра арматурного стержня, т;
l - длина арматурных стержней, м.
Длина арматурных стержней 3 выбирается с учетом инженерно-геологических условий участка расположения здания, сооружения. Например, если толщина слоя насыпного грунта под подошвой фундамента мелкого заложения 1 меньше сжимаемой толщи грунта, то длина арматурных стержней 3 выбирается таким образом, чтобы все они размещались в пределах сжимаемой толщи, как показано на чертеже, прилагаемом к заявке. Если толщина слоя насыпного грунта превышает сжимаемую толщу, то длина арматурных стержней 3 выбирается из условия, что каждый из них должен пройти через всю толщину насыпи и т.д.
Диаметр арматурных стержней более 8 мм. Арматурные стержни 3 могут быть расположены вдоль наружных граней фундамента мелкого заложения 1 как в один, так и в несколько рядов. В случае, если арматурные стержни 3 расположены более чем в один ряд, в одном из этих рядов они могут быть размещены в грунте вертикально, а в остальных - под разными углами.
Фундамент для малоэтажных зданий и сооружений может быть дополнительно снабжен бетонными плитами 5, подведенными под фундамент мелкого заложения, в которых замоноличенны концы арматурных стержней 3. Толщина каждой бетонной плиты 5 - не менее 0,2 м. Нижняя часть каждой бетонной плиты 5 снабжена замоноличенной арматурной сеткой 6.
Снабжение фундамента для малоэтажных зданий и сооружений бетонными плитами 5 наиболее целесообразно, когда на одном метре длины фундамента размещены 20 и более стержней, что свидетельствует о крайне неблагоприятных инженерно-геологических условиях основания, грунты которого, например, имеют общий модуль деформации при водонасыщении менее 4 МПа.
Армоэлементы, выполненные в виде массива арматурных стержней 3, взависимости от инженерно-геологических условий могут быть размещены вдоль наружных граней 2 фундамента мелкого заложения 1 как по всему его периметру, так и только со сторон возможного проседания фундамента.
Устройство фундамента для малоэтажных зданий и сооружений осуществляют следующим образом.
Сначала устраивают фундамент мелкого заложения 1, а затем вдоль его наружных граней 2 забивают в грунт основания 4 под различными углами арматурные стержни 3. При необходимости концы забитых в грунт арматурных стержней 3, размещенные вдоль наружных граней 2, омоноличивают бетонными плитами 5.
Дополнительным преимуществом предлагаемой конструкции фундамента для малоэтажных зданий и сооружений является возможность ее использования как при новом строительстве (устройстве нового фундамента), так и при реконструкции и усилении существующих зданий, сооружений, имеющих фундамент мелкого заложения. В последнем случае арматурные стержни 3 забиваются в грунт основания 1 вдоль наружных граней 2 уже существующего фундамента мелкого заложения 1.