КОНСТРУКЦИЯ ФУНДАМЕНТА ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ИЛИ ЗДАНИЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
DESIGN OF FOUNDATION FOR STRUCTURE OR BUILDING AND METHOD OF ITS MANUFACTURING

Уровень техники
[0001] Изобретение относится к конструкции фундамента согласно преамбуле п.1 формулы изобретения и, в частности, к конструкции фундамента для сооружения или здания, включающей одну или более опор, которые установлены на сваях, размещенных в грунте, указанная конструкция фундамента содержит решетку с двумя или более сваями, которая служит основанием для опор. Изобретение также относится к способу согласно преамбуле п.14 формулы изобретения и, в частности, к способу изготовления конструкции фундамента для сооружения или здания, размещаемой на указанных сваях.
[0002] Обычно фундамент для зданий изготавливают посредством установки свай в грунте, указанные сваи несут нагрузку, создаваемую зданием. Эти сваи размещают в грунте в соответствии с его несущей способностью и требуемой нагрузкой, создаваемой зданием в каждом отдельном случае. Соответственно размер, количество и материал свай изменяются в зависимости от требований в каждом отдельном случае. Верхние концы свай остаются для защиты верхушек от поверхности грунта. Здание, в свою очередь, содержит, по существу, вертикальные опоры, которые образуют конструкцию, несущую нагрузку здания, в каждом отдельном случае. Из уровня техники известно размещение опор на сваях посредством заливки так называемого бетонного монолита между опорами и сваями, в этом монолите размещаются верхние концы свай. Для закрепления опор крепежные части заливаются бетонным монолитом, в котором происходит дальнейшее закрепление опор. Опоры могут быть также закреплены непосредственно на сваях без использования бетонного монолита.
[0003] Недостатком вышеописанной конструкции является тот факт, что заливка бетонного монолита требует больших затрат времени. Кроме этого, дальнейшее изготовление конструкции возможно только после высыхания бетона. Соответственно, во время заливки и высыхания работы не могут продолжаться, что означает, что работы останавливаются, что приводит к повышению стоимости строительства.
Краткое описание изобретения
[0004] Целью данного изобретения, таким образом, является создание конструкции фундамента, в которой устранены вышеуказанные недостатки. Цель изобретения достигается с помощью предлагаемой конструкции фундамента, описанной в отличительной части п.1 формулы изобретения, которая отличается тем, что включает одну или более балок или плиту, которые(ая) установлены(а) на две или более свай свайной решетки и на которых размещены опоры с возможностью распределения нагрузки, создаваемой опорами на сваи свайной решетки на балку или плиту, по существу, как изгибающие усилия.
[0005] Цель изобретения также достигается предлагаемым способом согласно отличительной части п.14 формулы изобретении и отличается следующими стадиями:
создание свайной решетки посредством размещения двух или более свай в грунте с заранее определенным расположением,
установка и/или закрепление одной или более балок на созданной свайной решетке;
размещение опоры в заранее определенном месте и ее установка и/или закрепление на балках; при этом опора установлена на сваях свайной решетки посредством балок таким образом, что нагрузка на опоры распределяется на сваи свайной решетки.
[0006] Предпочтительные варианты воплощения изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
[0007] Целью данного изобретения является создание конструкции фундамента для сооружения или здания посредством размещения в грунте двух или более свай, образующих свайную решетку. Балки, размещенные между сваями, закреплены и/или установлены на сваях или свайных решетках. Опоры здания, в свою очередь, установлены и/или закреплены на указанных балках, при этом нагрузка опор распределяется через балки на сваи свайной решетки. Из балок предпочтительно образуется рама, которая устанавливается на верхних концах свай таким образом, что балки установлены, по существу, горизонтально. Следовательно, конструкция фундамента включает свайную решетку для поддержания опоры, при этом свайная решетка включает две или более свай и одну или более балок, размещенных на двух или более сваях свайной решетки, в то время как опора установлена на одну или более балок для распределения нагрузки опоры на сваи свайной решетки посредством балок. Опора может быть установлена непосредственно на балках, при этом опора размещена вертикально от уровня балок или опора может быть закреплена балками сбоку, так что опора может быть ниже уровня балок. Кроме того, необходимо отметить, что балки могут быть заменены на плиты, которые установлены на сваях. Например, плитами могут быть заранее изготовленные бетонные плиты, установленные на сваях.
[0008] Существенным отличием настоящего изобретения является размещение опоры на сваях посредством по существу горизонтально установленной балки, балок или плиты так, что нагрузка на опору передается через балку, балки или плиту на сваи свайной решетки Таким образом образуется конструкция, которая позволяет передать суммарную нагрузку опор на балку или плиту как сгибающие усилия, по существу на сваи, при этом вертикальная нагрузка опоры передается, по существу, на горизонтально расположенные балку или плиту.
[0009] Преимущества способа и конструкции согласно настоящему изобретению, заключаются в том, что фундамент может быть изготовлен быстро посредством свай и стальных конструкций, при этом нет никакой необходимости заливать бетонный монолит, или бетон может быть залит после установки опор на удобной стадии строительства. Таким образом, заливка бетонного монолита не снижает скорости строительства, поскольку заливка бетона, как правило, медленный процесс и его застывание также отнимает время, что замедляет строительный процесс. Поэтому конструкция фундамента согласно данному изобретению позволяет ускорить этап сооружения фундамента и сократить сроки всего строительства, при этом достигается простота и эффективность самой конструкции фундамента. Конструкция фундамента может быть постоянной или временной. Временная конструкция может быть использована, например, когда заливка бетонного монолита дополнительно используется для фундамента, в этом случае нет необходимости ждать застывания бетона, а сооружение конструкции может быть продолжено сразу после установки свай. Согласно настоящему изобретению балки временно используемой конструкции могут быть удалены. Кроме этого, при использовании конструкции согласно данному изобретению опоры всегда могут быть установлены в желаемом порядке независимо от расположения свай.
Краткое описание чертежей
[0010] Изобретение будет далее подробно описано на примерах предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на прилагаемые чертежи, где:
Фиг.1 - схематический вид варианта воплощения настоящего изобретения;
Фиг.2 - схематический вид другого варианта воплощения настоящего изобретения;
Фиг.3А и 3В иллюстрируют вариант воплощения настоящего изобретения, в котором опора установлена на свайной решетке посредством плиты.
Подробное описание изобретения
[0011] На фиг.1 показан вид сверху варианта воплощения конструкции фундамента согласно настоящему изобретению. В соответствии с фиг.1 сваи 2 установлены в грунте 50, в этом варианте четыре сваи, которые образуют свайную решетку. Сваи могут быть стальными, деревянными, бетонными, полыми или любого другого вида, которые используются в качестве опоры для строительных сооружений. Сваи 2 предпочтительно стальные имеют круглое поперечное сечение, диаметр которого может быть, например, от 60 до 1000 мм в соответствии с необходимостью. Количество свай может также меняться от двух и более в зависимости от их необходимости в каждом конкретном случае. Количество и размеры свай, в частности, зависят от размеров строительного сооружения, возникающей нагрузки и свойств грунта.
[0012] Верхние концы свай 2 предпочтительно выравнивают путем срезания свай после их установки в грунт. Верхние концы свай 2 могут быть выровнены также другим известным способом. Балки 4, 5 размещают на верхушках свай 2 свайной решетки и закрепляют на сваях, например, посредством сварки, механически с помощью болтов или любым другим известным способом. Сваи 2 могут быть снабжены крышками для свай, которые закреплены на концах свай и на которые могут устанавливаться балки 4, 5.
[0013] По существу балки могут устанавливаться на сваи свайной решетки двумя путями, балки 4 устанавливаются на сваи 2 свайной решетки, а балки 5 устанавливаются в поперечном направлении на балках 4 между сваями свайной решетки. В этом случае балки 4 устанавливаются и закрепляются на сваях 2, при этом каждая балка 4 крепится на двух или более сваях 2, а балки 5, в свою очередь устанавливаются и закрепляются на балках 4, при этом каждая балка 5 крепится на двух или более балках 4. Балки 4, 5 могут быть установлены на верхушках свай 2 или, например, закреплены на сваях с помощью крышек для свай и одна за другой установлены на боковой стороне сваи ниже верхнего ее конца, при этом рама образуется из балок 4, 5 путем закрепления балок 4, 5 друг с другом, например, посредством сварки, механически, с помощью болтов или другим подходящим способом. Рама из балок 4, 5 может быть изготовлена заранее, затем готовая рама устанавливается на сваи, таким образом можно избежать изготовления рамы после установки свай. Однако в этом случае необходимо заранее предусмотреть взаимное расположение свай свайной решетки и их расположение относительно опор. Кроме этого, балка 5 может быть закреплена на балке 4 посредством сварки, механически с помощью болтов или другим подходящим способом. Также балки 5 могут быть закреплены на сторонах балки 4 таким образом, что балки 4 и 5 находятся в одной плоскости, или подобно тому, как показано на фиг.2, балки 5 могут быть размещены на верхней поверхности балок 4, т.е. балки 4 и балки 5 находятся на разном уровне.
[0014] Балки 4, 5 и/или рама устанавливаются на сваях предпочтительно таким образом, что балки 4, 5 размещаются, по существу, параллельно плоскости грунта, как показано на фиг.2. Балки 4, 5 могут иметь любое поперечное сечение, например, такое, как H, I, L, T, T, Z или U-образные балки или U-образные балки с фланцами или любую другую форму поперечного сечения. Кроме этого, балки могут быть выполнены из труб, которые могут быть круглыми, квадратными и другой формы в поперечном сечении. В особых случаях такие балки могут быть также цельными. Балки 4, 5, которые устанавливаются на сваи 2 свайной решетки, могут быть одинаковыми или разными.
[0015] Вариант воплощения настоящего изобретения, показанный на фиг.1, иллюстрирует свайную решетку из четырех свай 2, две балки 4, которые размещены между двумя сваями и закреплены и/или установлены и/или смонтированы на них. В этом варианте воплощения балки 4 смонтированы на верхних концах свай 2, которые поддерживают балки 4 снизу. Балки 5, размещенные между этими балками 4, опирающимися на сваи, закреплены и/или установлены и/или смонтированы на балках 4. В этом варианте воплощения балки 5 размещены на верхней поверхности балок 4 согласно фиг.1, при этом балки 4 поддерживают балки 5 снизу. Опора 6, таким образом, идущая вверх от уровня, определяемого балками 5, далее закрепляется и/или устанавливается и/или монтируется на балках 5. В соответствии с фиг.1 нижний конец опоры 6 установлен на балках 5 таким образом, что опора 6 идет вверх от уровня балок 5, другими словами, опора 6 размещена на верхней поверхности балок 5 и балки 5 поддерживают опору снизу. Опора может быть закреплена на балках 5 механически, например болтами, посредством сварки или другим подходящим способом. В соответствии с вышеизложенным опора 6 установлена посредством балок 5 и балок 4 на сваях 2 свайной решетки таким образом, что нагрузка, вызываемая опорой 6, распределяется на сваи 2 свайной решетки. Возможно также, что взаимное расстояние между сваями 2 могут быть выполнены так, что балки 5 не понадобятся, а опора 6 может быть установлена непосредственно на балки 4.
[0016] Для сборки конструкции фундамента верхние концы свай 2 могут быть снабжены первыми крепежными средствами и/или некоторые балки 4, 5 могут быть снабжены вторыми и/или третьими крепежными средствами и/или опора 6 может быть снабжена четвертыми крепежными средствами для крепления свай 2 и балок 4, 5 друг к другу посредством первых и вторых крепежных средств и/или, подобным образом, для крепления балок 4, 5 и опоры 6 друг к другу посредством третьих и четвертых крепежных средств. Любое известное средство крепления, такое, например, как анкерный болт, может быть использовано в качестве крепления. Кроме этого, сваи могут быть снабжены отверстиями через определенные интервалы или выполненными по шаблону для резьбового или болтового соединения, в частности, если расположение свай отличается от заранее предусмотренного.
[0017] На фиг.2 показан вид сбоку конструкции фундамента другого варианта воплощения данного изобретения. В этом варианте конструкция также содержит свайную решетку, включающую четыре сваи 2, при этом верхние концы свай размещены на одном и том же уровне. Балки 4 располагаются так же, как на фиг.1, между двумя сваями и установлены на верхних концах свай. Балки 5, размещенные между балками 4, опирающимися на сваи, установлены на балках 4 так же, как показано на фиг 1. Однако в данном варианте воплощения балки 5 установлены на таком расстоянии друг от друга, что опора 6 проходит между балками 5 таким образом, что опора 6 и ее нижний конец расположены между балками 5 ниже уровня балок. Этот вариант иллюстрирует также случай, когда нижний конец опоры часто размещен ниже уровня верхних концов свай 2. Поэтому опора 6 закрепляется балками 5 путем крепления балок к боковым сторонам опоры между ее концами. В этом случае такое крепление может быть осуществлено посредством сварки, механического крепления болтами или другим подходящим способом. Техническое решение согласно фиг.2 обеспечивает быстрое изготовление конструкции фундамента, позволяющее немедленное изготовление конструкции без необходимости ожидания затвердевания бетонного монолита.
[0018] Однако в варианте воплощения, показанном на фиг.2, и, если необходимо, в варианте воплощения по фиг.1, а также в других вариантах воплощения данного изобретения бетонный монолит может быть залит после того, как установка конструкции фундамента посредством свай 2, балок 4, 5 и опоры 6 завершена. В этом случае установка конструкции может быть продолжена, несмотря на заливку бетонного монолита и его высыхания, поскольку сооружение уже поддерживается конструкцией фундамента согласно настоящему изобретению. В этом случае бетонный монолит может быть залит таким образом, как показано на фиг.2, опора 6 погружена внутрь бетонного монолита. На фиг.2 бетонный монолит обозначен пунктирной линией. В других вариантах выполнения бетонный монолит заливается таким образом, что нижний конец опоры устанавливается на верхней поверхности бетонного монолита или на нем размещается крепежное средство, такое как металлическая плита, закрепленная на бетонном монолите. Однако необходимо отметить, что бетонный монолит может быть также использован в техническом решении, показанном на фиг.1, в котором опора совсем не обязательно должна устанавливаться на бетонном монолите. В тех случаях, когда бетонный монолит используется с конструкцией фундамента, согласно настоящему изобретению на опорах и/или сваях, достигающих бетонного монолита, могут использоваться капители, которые предотвращают повреждение бетонного монолита опорами и/или сваями. В качестве капителей могут использоваться любые капители, известные из уровня техники. Также после заливки бетонного монолита балки 4, 5 могут быть удалены, т.к. бетонный монолит обеспечивает достаточное крепление для опоры.
[0019] Согласно настоящему изобретению, по крайней мере, одна свая свайной решетки может быть соединена с помощью соединительных средств с одной сваей одной или более других свайных решеток, поскольку две или более свайных решеток могут иметь общие сваи. Соединительные средства могут включать, например, балку, проходящую между двумя сваями, относящимися к разным свайным решеткам, таким же образом, как балки 4 и 5. Сваи свайной решетки или, по крайней мере, часть из них размещены предпочтительно горизонтально вокруг заранее определенной точки, размещения опоры. Другими словами, сваи окружают точку размещения опоры. Кроме этого, одна свая может быть размещена вертикально по существу непосредственно под опорой.
[0020] Как правило, фундамент здания имеет две или более опор 6, каждая их которых установлена соответствующим образом на свайной решетке, включающей две или более свай 2. Кроме этого, опоры могут быть взаимосвязаны для усиления конструкции, например, когда принимаются во внимание ветровые нагрузки, конструкция фундамента включает соединительные средства для непосредственного взаимного соединения двух или более опор 6. В качестве соединительных средств можно использовать любые балки, установленные между опорами.
[0021] Кроме этого, в данном изобретении балка или балки могут быть заменены плитами, которые размещаются и опираются на сваи, установленные в грунте, согласно фиг.3А и 3B. Такая опорная плита может быть выполнена, например, из бетона или стали. Плита требуемой конструкции может быть изготовлена заранее, доставлена на строительную площадку и установлена на сваях. Фиг.3А и 3В иллюстрируют такое техническое решение, в котором плита 7, выполненная из бетона, установлена на сваях 2. Плита 7 размещена на сваях 2 таким же образом, как балки, а опора 6 установлена и закреплена на плите 7. Для закрепления опоры 6 плоская плита 7 может быть снабжена крепежными средствами 9, например крепежными болтами, посредством которых опора крепится на плите 7. Крепежные средства могут содержать крепежные фланцы, установленные на плите, с крепежными болтами. Однако опора 6 может быть установлена и закреплена на плите 7 другим известным способом, с использованием других известных средств.
[0022] В соответствии с фиг.3А и 3В плита 7 может быть установлена на сваях 2 посредством выемок 8 или гильзовой конструкции в плите 7, в которых размещаются верхние концы свай 2. Кроме этого, сваи 2 могут быть закреплены в указанных выемках 8, например, посредством пайки, цементации, сварки или механически. В этом случае и верхние концы свай 2, и выемки 8 могут содержать крепежные средства для крепления свай и плиты. Кроме этого, на верхние концы свай 2 могут быть установлены крышки (не показаны) для крепления свай к плите. Также необходимо отметить, что выемки 8 могут быть заменены другими средствами, такими как фланцы, которые устанавливаются на плите и могут быть закреплены на сваях 2 или на крышках на сваях упомянутыми выше средствами крепления.
[0023] Необходимо отметить, что признаки изобретения, которые были описаны в связи с использованием балок, могут быть применены также при использовании плиты вместо балки или балок и наоборот.
[0024] Существенным является то, что и в варианте воплощения, включающем балку или балки, и в варианте воплощения, включающем плиту, которые имеют технологические преимущества, основная идея изобретения может быть осуществлена многими путями. Таким образом, изобретение и варианты его воплощения не ограничиваются описанными примерами и могут меняться в объеме заявленной формулы изобретения.